[其他]磷酸三钠皂化液

说明书

磷酸三钠皂化液是数控线切割加工的工作液。

国外的数控线切割机床均为慢速走丝，一般采用去离子水作工作液。近几年，国外还研制了一种在油介质中加入少量的可溶于油的有机表面活性剂的工作液，如82年美国专利US4005304。由于工作液中加入少量的表面活性剂，可使介电液中的微粒减少，因而可以提高电加工工艺效果。但以油质为基础的介电液在放电过程中容易发生热分解，在加工区影响加工，而且容易着火燃烧。所以，国内的快速走丝线切割机床绝大多数采用皂化油乳化液，其加工稳定性，生产率及加工表面光洁度一般都比用去离子水和煤油要好。但我国目前使用的几种皂化液（例如，上海线切割皂化液，南大皂化液，DX-1皂化液）普遍不易长期稳定，在加工过程中容易出现油与水分离，在皂化液表面形成粘糊聚集在加工区，严重影响电蚀产物的排出和切割速度，电极丝的损耗也比较大。用15%南大皂化液加工的工艺效果如表1，其工作液是新配制的，电极丝为200Mφ0.12mm的新钼丝。

为了克服现有皂化液的不足，以提高数控线切割的工艺效果，有人曾在常用的皂化液中加入少量的洗涤剂、烧碱、食盐、硝酸钠、硫酸钠、油酸钾、高锰酸钾以及磷酸或盐酸等添加剂，在不同程度上提高了皂化液的稳定性和洗涤性，获得了一定的工艺效果。但加入添加剂一般只是在刚加入时有作用，使用时间长了效果就越来越不明显。

研究磷酸三钠皂化液的目的是：（1）增强工作液的洗涤性，以有利于电蚀产物的顺利排出，提高切割速度;（2）提高皂化液的稳定性，防

止分离出油脂，以有利于延长工作液的使用寿命，并在电极丝上建立牢固的电喷镀层，减小电极丝损耗;（3）有助于除去阳极钝化膜，产生电化学抛光作用，提高加工表面光洁度。

为了达到上述目的，皂化液中独特地采用了一定数量的磷酸三钠（Иa₃PO₄·12H₂O）作皂化液稳定剂。含水磷酸三钠溶解于水之后生成磷酸氢二钠和苛性钠：

磷酸氢二钠经急剧加高温或200℃以上持续高温，可生成焦磷酸钠：

焦磷酸钠是较好的络合剂，它在温水中又可以生成正磷酸钠：

磷酸的酸酐还会与Fe⁺⁺、Fe⁺⁺⁺、Ca⁺⁺等反应，生成不溶性的盐：

纵观上述各反应，我们可以得出如下结论：

（1）在线切割加工过程中，发生上述各反应的条件是具备的;

（2）磷酸三钠不仅可以提高皂化液的碱度，而且可以不断消除工作液中二价金属离子的不良作用，从而可以增大皂化液的稳定性和洗涤性，提高切割速度和喷镀作用。

（3）由于反应过程生成了NaOH和H₃PO₄，从而为极间发生电化学抛光作用创造了条件，有助于提高加工表面光洁度;

（4）在线切割加工过程中虽发生了上述一系列反应，但皂化液仍偏碱性，所生成的磷酸对机床无腐蚀作用，不存在机床生锈问题。

磷酸三钠皂化液配方如下（重量比）：

油酸    17.5%    磷酸三钠    16～20%

松香    7%    磷酸    1%

氢氧化钾    2.3%    酒精    5%

机油    47～51%    香豆素微量

在加工条件与南大皂化液完全相同的情况下，用新配制的磷酸三钠皂化液进行加工的工艺效果如表2所示。