近年來，國內(nèi)外電火花線切割加工技術(shù)向著更高的加工效率、更高的加工精度、更高的加工表面質(zhì)量的方向發(fā)展，在微細(xì)加工、智能控制以及綠色節(jié)能技術(shù)方面也有所突破。隨著模具行業(yè)對加工要求的不斷提高以及市場競爭的日益激烈，國內(nèi)電火花線切割機(jī)床的生產(chǎn)廠家在脈沖電源電路結(jié)構(gòu)、伺服進(jìn)給控制策略、運(yùn)絲速度控制、工作液性能、數(shù)控系統(tǒng)等方面提升了機(jī)床品質(zhì)，推出一種價(jià)格較低，加工精度、粗糙度、加工效率介于高速走絲與低速走絲的機(jī)床，即俗稱的“中走絲電火花線切割機(jī)床”。中走絲線切割機(jī)床采用了多次切割加工技術(shù)，第一次大電流快速切割時(shí)采用過跟蹤控制，避免斷絲，第二次、第三次修光切割時(shí)采用限速進(jìn)給的控制方式，以提高切割表面質(zhì)量，使機(jī)床的切割效率及表面質(zhì)量有了大幅度的提高。另外，數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使得機(jī)床可根據(jù)工件材料、厚度及加工要求自動(dòng)調(diào)用脈沖參數(shù)、運(yùn)絲速度、切割速度等工藝參數(shù)，提高了自動(dòng)化程度，并大大提高了加工精度，擴(kuò)寬了其應(yīng)用范圍。正光機(jī)電中走絲電火花線切割機(jī)特別適合兼顧加工質(zhì)量與效率的中等要求的模具加工，漸漸成為電火花線切割機(jī)市場的寵兒。
    鑒于模具行業(yè)的高速發(fā)展以及線切割加工的不可代替性，加上以割代磨的趨勢和重視加工效率的要求奠定了中走絲線切割加工快速發(fā)展的基礎(chǔ)。除了中走絲電火花線切割機(jī)床本身，電極絲、工作液等都影響著加工品質(zhì)。研發(fā)不同性能的電極絲可以滿足機(jī)床的不同要求；工作液的質(zhì)量也影響著加工的質(zhì)量，根據(jù)中走絲電火花線切割加工的特點(diǎn)，對中走絲電火花線切割工作液也有著不同的性能要求。
     一、 中走絲線切割工作液的性能要求
     工作液的好壞直接影響到線切割加工的效率速度、工件表面質(zhì)量、加工精度以及加工過程穩(wěn)定性，中走絲線切割工作液應(yīng)具有以下性能要求：
      （1）具有一定的絕緣性能。
    與其他線切割工作液一樣，中走絲線切割工作液必須具有一定的絕緣性能。絕緣性能良好的工作液，有利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電，避免產(chǎn)生電弧放電，減少能量損耗。
     （2）良好的清洗性與排屑性。
    工作液的清洗、排屑性能好，有助于改善切割表面均勻性、提高切割速度以及改善加工，同時(shí)排屑性好在切割大厚度工件還能保持較好的加工穩(wěn)定性，但排屑性能的改善并不意味著切縫中電蝕產(chǎn)物愈少愈好，因?yàn)殡娢g產(chǎn)物阻尼吸收作用對減少電極絲的振動(dòng)十分重要。通常好的工作液，工件加工表層電蝕產(chǎn)物應(yīng)該是呈現(xiàn) “潤濕”狀態(tài)。
     （3）良好的冷卻性能。
    在火花放電過程中，放電點(diǎn)局部瞬時(shí)溫度極高，為防止電極絲被燒斷、工件發(fā)生變形、保證加工表面，工作液必須具有良好的吸熱、傳熱、散熱性能，能迅速地對電極絲和工件表面進(jìn)行冷卻。
     （4）工作液還應(yīng)滿足環(huán)境友好，對人體無害，不對機(jī)床和工件產(chǎn)生銹蝕，價(jià)格便宜，不易腐敗變質(zhì)、使用壽命長等其他性能要求。
    二、 工作液性能對中走絲線切割加工過程的影響
     （1）加工效率。
    在線切割加工的實(shí)際應(yīng)用中，其加工速度和效率，與加工粗糙度值是一個(gè)反比關(guān)系。即是：工件要想獲得一個(gè)好的加工粗糙度值，則必然以降低其加工速度和效率為代價(jià)；反之，如果需要較高的切割速度和效率，只能增大加工粗糙度值。在滿足工件表面質(zhì)量要求后，高的切割效率是線切割加工追求的首要目標(biāo)。中走絲線切割加工能夠兼顧加工表面質(zhì)量與加工效率，但這需要合適性能的工作液來配合。研究發(fā)現(xiàn)對于排屑能力較差的工作液，當(dāng)切割電流增大到一定程度后，切割效率基本不再增加，這是因?yàn)榍锌p內(nèi)的潤濕冷卻狀態(tài)惡化，電蝕產(chǎn)物不能及時(shí)排出縫隙而造成的。而對于排屑能力較強(qiáng)的華潤牌線切割工作液，切割效率與切割電流基本呈正比。另外，工作液較高電導(dǎo)率，配合較快的跟蹤速度可提高加工效率。實(shí)踐證明：華潤牌線切割液、華潤牌線切割乳化膏工作液由于具有適宜較高的電導(dǎo)率，較強(qiáng)的排屑能力，在中走絲線切割加工中，可以大大提高加工效率。
    （2）工件表面質(zhì)量。
    工作液對切割工件表面質(zhì)量的影響主要取決于放電凹坑的狀態(tài)，而影響放電凹坑的狀態(tài)在于放電結(jié)束后電蝕產(chǎn)物是否可以及時(shí)被工作液帶走。排屑性較好工作液由于可以維持放電間隙內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)，使放電表面不斷有新液進(jìn)行沖洗、冷卻，因此，即使在放電電流較大時(shí)加工表面仍可維持比較光滑，而對于排屑性較差的工作液，在同樣加工參數(shù)下感覺切割工件表面發(fā)毛（俗稱掛絲）。更嚴(yán)重的是由于不能及時(shí)將電蝕產(chǎn)物移除，表面將殘留許多蝕除產(chǎn)物及工作液在放電高溫下形成的化合物，使得下一次放電是在以未及時(shí)清除的電蝕產(chǎn)物與工作液的混合物甚至是膠體介質(zhì)內(nèi)放電，這種放電狀態(tài)下，工件表面得不到充分冷卻，將產(chǎn)生嚴(yán)重的燒傷，出現(xiàn)大量的燒傷毛刺，大大破壞工件表面的均勻性。排屑性能好的華潤牌線切割液、華潤牌乳化膏工作液有一個(gè)顯著的特征，就是在加工過程中，隨著加工能量的增加，電解平整作用也隨之增加，其表面粗糙度值到一定程度后增加幅度將有所降低，其原因一方面是“華潤”工作液具有較高的電導(dǎo)率，但更為主要的是因?yàn)殡娢g產(chǎn)物的及時(shí)清除，使得在極間可以得到充分的工作液供應(yīng)，才使得電解平整作用得以順暢進(jìn)行。
     （3）切割厚度。
    排屑性能的優(yōu)劣對切割效率、最高切割效率區(qū)域和高厚度工件切割穩(wěn)定性都有很大的影響。排屑性能良好的工作液應(yīng)該具有切割效率不隨工件切割厚度的增加而顯著降低的特點(diǎn)，同時(shí)此類工作液還具有較大的“有效”放電間隙，所謂“有效”是指宏觀上因?yàn)榍懈罟ぜ砻婷虦p少而使放電間隙得以增加，從而進(jìn)一步提高工作液的清洗、滲透能力與被電極絲的帶入量，使大厚度切割可以穩(wěn)定持續(xù)下去。華潤牌線切割液、華潤牌乳化膏型工作液具備了這些特性。排屑性能主要取決于工作液的清洗能力，但線切割工作液的清洗能力不同于普通切削工作液的清洗要求，很多具有良好清洗作用的表面活性劑在電火花線切割放電高溫作用下，性能會完全改變，華潤牌中走絲電火花線切割工作液由于具有特殊的組份而能夠滿足上述要求。
     （4）小電流切割的穩(wěn)定性。
    中走絲線切割機(jī)床采用了多次切割加工技術(shù)，第二次、第三次修光切割采用小電流小能量加工，排屑性好的工作液應(yīng)具有小電流加工條件下的切割穩(wěn)定性。華潤牌線切割液、華潤牌乳化膏工作液可以在平均加工電流lA的條件下對110mm厚度的工件進(jìn)行穩(wěn)定切割，而在相同條件下油基乳化液難于切割。
     （5）電極絲耐用度。
    電極絲的耐用度包含有兩層意思：①單位電極絲損耗量所切割的面積；目前通用的絲損耗標(biāo)準(zhǔn)是切割30,000~60,000mm2損耗0.01mm。②電極絲使用的耐久性問題，使用一般的工作液，電極絲在正常加工條件下即使可以從中Ф0.18mm使用到中Ф0.12mm．也會因?yàn)闊崞诘葐栴}產(chǎn)生脆化，不能再繼續(xù)使用；而排屑能力較好的華潤牌線切割液、華潤牌乳化膏工作液可以使電極絲工作持續(xù)到中Ф0.10mm仍然可以進(jìn)行大電流切割100mm厚工件的穩(wěn)定切割，這是因?yàn)樵跇O間的電極絲得到了及時(shí)充分的潤滑和冷卻，受到的熱損傷大大降低，從而維持了較高的耐用度。
     （6）加工換向條紋。
     黑白換向條紋的產(chǎn)生是放電間隙中冷卻狀態(tài)的不均勻所致,最主要的原因是因?yàn)閮?nèi)除產(chǎn)物無法排出使得放電在含有大量蝕除產(chǎn)物的條件下進(jìn)行，因此切縫中電蝕產(chǎn)物的清洗、排屑的好壞都直接影響換向條紋的產(chǎn)生。實(shí)踐證明清洗性好的工作液在切割過程中會吐出大量的黑沫，在這種情況下，加工工件表面的均勻性較好。在工作液中增加濃度、加大脈間從而改善切縫中的介質(zhì)均勻狀況，有助于減弱或消除切割表面換向條紋。
      切割表面的黑白換向條紋一般出現(xiàn)在電極絲運(yùn)絲方向的出口處，并且由于重力的作用在噴液基本對稱時(shí)，電極絲自下向上運(yùn)絲時(shí)蝕除產(chǎn)物的排出能力比電極絲自上而下運(yùn)絲時(shí)弱。切割表面上部的條紋比會比下部的條紋顏色深且長。排屑能力越差的工作液切割表面產(chǎn)生的條紋就會越明顯。華潤牌線切割液、華潤牌乳化膏工作液可以做到切縫內(nèi)冷卻狀態(tài)基本一致，切縫內(nèi)工作液在電極絲的帶動(dòng)下可以貫穿流動(dòng)，有效消除換向條紋。
      （7）使用壽命。
     影響工作液的使用壽命的因素眾多，如切割時(shí)選用的能量、切割材料的種類、過濾的情況等。很多線切割操作工對線切割加工液使用壽命的概念，仍然非常模糊，因?yàn)榇蠖鄶?shù)操作工是采用不斷補(bǔ)充水和原液的方法進(jìn)行加工的，但這種方法會縮短加工液的使用壽命，增加成本。一般一箱加工液（按45升計(jì)）的正常使用壽命為10~15天（按16h/天，平均加工電流2.5A左右計(jì)算）。超過這個(gè)時(shí)間切割效率就可能會大幅度下降，即判斷加工液壽命的判據(jù)就是加工效率，一般將加工效率降低了20%以上作為更換工作液的依據(jù)，斷絲頻率增加或出現(xiàn)燒絲等（電極絲出現(xiàn)規(guī)律的花斑點(diǎn)）也可以作為判斷工作液壽命已到的依據(jù)。性能良好的工作液因?yàn)槔鋮s和排屑性能良好，切割速度快，比較容易變黑，但變黑的加工液并不一定就到了使用壽命了，因此單純根據(jù)工作液顏色變化判斷使用壽命不太準(zhǔn)確的。工作液的揮發(fā)快慢也是衡量使用壽命的指標(biāo)之一，工作液應(yīng)具有揮發(fā)速度較慢的要求，在此方面乳化液具有優(yōu)勢。選用不含礦物油的合成型水基線切割液華潤牌線切割液、華潤牌乳化膏可以到長時(shí)間使用不更換的效果。
      （8）防銹性和油漆相容性。
     線切割加工液的防銹性包含兩方面的要求，一是機(jī)床的防銹，尤其是工作臺面的防銹；二是切割工件的防銹。機(jī)床工作臺的防銹是工作液在常態(tài)下的防銹問題，可以借鑒很多金屬切削液的防銹方法。但對于工件切割面的防銹問題就較為復(fù)雜，需要解決金屬材料在高溫（10,000℃以上）放電條件下仍能保持不銹蝕的問題。試驗(yàn)表明一些金屬切削液中很好的防銹組份在高溫放電條件，防銹能力也會大大降低。
    目前市場上的水基工作液因?yàn)楹心承┏煞忠员３州^好的排屑和防銹性能，使得PH值較高，長時(shí)間浸泡后，機(jī)床油漆會產(chǎn)生脫落、退色、起泡等問題，破壞機(jī)床外觀，因此必須考慮工作液和油漆相容性的問題，華潤牌線切割液、華潤牌乳化膏工作液具有良好的油漆相容性。
      （9）環(huán)保與廢液處理。
    目前我國的高速走絲電火花線切割機(jī)床保有量已超過30萬臺，乳化油年消耗量已超過1萬噸，產(chǎn)生的工作廢液基本未經(jīng)處理就排放到環(huán)境中，產(chǎn)生了極大的污染。隨著中走絲電火花線切割機(jī)床的日漸增多，因此必須考慮中走絲電火花線切割工作液的環(huán)保性和廢液處理排放問題。
     三、線切割工作液發(fā)展方向
     線切割工作液發(fā)展至今，在我國已經(jīng)有50多年的歷史了。隨著線切割機(jī)床加工性能提高和技術(shù)進(jìn)步，為適應(yīng)不同時(shí)期的需求，經(jīng)過幾代技術(shù)人員的艱辛努力，線切割機(jī)床專用工作液從早期單一油基型產(chǎn)品發(fā)展到今天的多品種多種類。目前，市場上主要有2大類產(chǎn)品供用戶選擇：即油基型、水基型。雖然眾多的產(chǎn)品使得用戶在選用中游刃有余。但是，調(diào)查發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)一部分使用者對線切割工作液，在保障線切割加工穩(wěn)定、提高切割速度、加工精度及加工件的粗糙度、降低鉬絲損耗方面的功效認(rèn)識不足。
    油基型線切割工作液（皂化油、乳化油、線切割乳化油）。
    油基型線切割專用工作液問世已有近40年。它是最早應(yīng)用于線切割機(jī)床的專用加工液，也是廣大用戶所熟悉的一個(gè)產(chǎn)品。它在機(jī)床放電加工中，起到冷卻、排屑、潤滑、去游離、滅弧、防銹等功能，其代表性的產(chǎn)品為松香油酸皂乳化工作液，兌水后成乳白色。因含油量比較高，加工中的潤滑性及防銹性都比較好。工作液偏堿性，常溫下電導(dǎo)率為300~600。該工作液適用加工300mm厚度以下工件。在這個(gè)厚度范圍內(nèi)，其加工機(jī)械性能比較好。具有良好的潤滑性、排屑性及冷卻性，并且加工穩(wěn)定，加工精度比較高，適合于比較精細(xì)模具的生產(chǎn)加工。
     目前，市場上型號相同的油基型乳化液因生產(chǎn)廠家的不同，其特點(diǎn)也不相同。主要區(qū)別在兌水比例和使用壽命上，產(chǎn)生的差異將直接影響使用者的使用效果和自身經(jīng)濟(jì)效益。高濃度產(chǎn)品的出現(xiàn)，大大節(jié)省了使用成本。油基型線切割工作液由于礦物油含量高，隨著使用的進(jìn)行，容易酸敗，發(fā)臭，嚴(yán)重縮短了工作液的使用壽命。另外使用環(huán)境也比較臟，廢液未經(jīng)處理不符合環(huán)保要求。油基型線切割工作液不是線切割工作液的未來發(fā)展方向。