CN102503255A - 一种机床用配件及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床用配件及其制备工艺，该机床用配件包括以下重量百分比的原料：骨料40-70%，骨料中的针片状颗粒含量低于骨料总量的3%，所述骨料包括粗骨料50-70%和细骨料30-50%，其中粗骨料为粒度5-25mm的花岗石，细骨料为粒度0.075-5mm的普通砂或花岗石颗粒；胶凝材料20-50%，所述胶凝材料包括水泥和掺和料，所述掺和料是粉煤灰、硅灰、矿粉中的一种或几种；外加剂0-2%，所述外加剂为高性能减水剂。本发明的有益效果在于：本配件具有良好的减震性和可切削性能，在降低了成本的同时满足了机床对于缓冲、吸振的要求，该种配件抗腐蚀性强，弯曲变形小，强度高，经过模具振动成型可方便获得不同形状，尤其适合于制作机床床身等部件。
Description
技术领域
本发明涉及机械配件技术领域，尤其是涉及一种以水泥为原料制成的机床用配件及其制备工艺。
背景技术
目前广泛使用的金属材质类机床配件，存在加工工艺复杂、抗腐蚀性能差、成本高昂等缺点，尤其是在机床输出功率较大时，会产生剧烈的冲击和振动，严重影响机床的加工精度。本发明人的在先申请200510043683.X公开了一种以人造花岗岩或大理石为骨料、环氧树脂或丙烯酸树脂为胶料制成的机械配件，该种机床配件耐热性好，有效降低了机加工过程中产生的振动，提高了工件的加工精度，但是制做成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配方简单、成本低、具有良好的可切削加工性和减震性能的机床用配件，采用的技术方案是：一种机床用配件，其特征在于：所述机床用配件包括以下重量百分比的原料：
骨料40-70%，所述骨料包括粗骨料50-70%和细骨料30-50%，其中粗骨料为粒度5-25mm的花岗石，细骨料为粒度0.075-5mm的普通砂或花岗石颗粒；
胶凝材料20-50%，所述胶凝材料包括水泥和掺合料，所述掺合料是粉煤灰、硅灰、矿粉中的一种或几种；
外加剂0-2%，所述外加剂为高性能减水剂。
本发明的技术方案还有：所述粗骨料中包括：
粒度为5-16mm的粗骨料15-50%；
粒度为16-25mm的粗骨料50-85%，所述百分比为重量百分比。
本发明的技术方案还有：所述粗骨料中包括：
粒度为5-10mm的粗骨料0-15%；
粒度为10-16mm的粗骨料35-45%；
粒度为16-20mm的粗骨料40-50%；
粒度为20-25mm的粗骨料0-10%，所述百分比为重量百分比。
本发明的技术方案还有：所述细骨料中包括：
粒度为1.25-5mm的细骨料5-35%；
粒度为0.075-1.25mm的细骨料65-95%，所述百分比为重量百分比。
本发明的技术方案还有：所述细骨料中包括：
粒度为2.5-5mm的细骨料0-15%；
粒度为1.25-2.5mm的细骨料5-20%；
粒度为0.630-1.25mm的细骨料20-30%；
粒度为0.315-0.630mm的细骨料20-40%；
粒度为0.160-0.315mm的细骨料8-15%；
粒度为0.075-0.160mm的细骨料0-5%，所述百分比为重量百分比。
本发明的技术方案还有：所述机床用配件包括以下重量百分比的原料：
骨料40-70%，所述骨料包括粗骨料50-70%和细骨料30-50%，其中粗骨料为粒度5-10mm的花岗石，细骨料为粒度0.075-5mm的普通砂或花岗石颗粒；
胶凝材料20-50%，所述胶凝材料包括水泥和掺合料，所述掺合料是粉煤灰、硅灰、矿粉中的一种或几种；
外加剂0-2%，所述外加剂为高性能减水剂。
本发明的技术方案还有：所述细骨料中包括：
粒度为1.25-5mm的细骨料5-35%；
粒度为0.075-1.25mm的细骨料65-95%，所述百分比为重量百分比。
本发明的技术方案还有：所述细骨料中包括：
粒度为2.5-5mm的细骨料0-15%；
粒度为1.25-2.5mm的细骨料5-20%；
粒度为0.630-1.25mm的细骨料20-30%；
粒度为0.315-0.630mm的细骨料20-40%；
粒度为0.160-0.315mm的细骨料8-15%；
粒度为0.075-0.160mm的细骨料0-5%，所述百分比为重量百分比。
本发明的技术方案还有：所述制备工艺包括以下步骤：
1）依据配方比例计算原料，将所述原料加胶凝材料用量的0.15-0.4倍的水搅拌、混合均匀并装模；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护24-72小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
本发明的技术方案还有：所述制备工艺包括以下步骤：
1）依据配方比例计算原料，将骨料和胶凝材料干混均匀搅拌1-2分钟，然后加入胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水搅拌，最后加入外加剂和胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水继续搅拌至均匀并装模；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护24-72小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
本发明的有益效果在于：1）本发明的机床用配件采用花岗石颗粒和普通砂为骨料、水泥和填料为胶凝材料制造而成，具有良好的减震性和可切削性能，在降低了成本的同时满足了机床对于缓冲、吸振的要求，该种配件抗腐蚀性强，弯曲变形小，强度高，经过模具振动成型可方便获得不同形状，尤其适合于制作机床床身等部件。
2）采用本发明制造的机床类设备配件，经检测各项物理指标分别为体积密度2.5-2.75 g/cm2，抗压强度100-200MPa，线胀系数10.5×10^-6，导热系数1.7W/(m·K)，弹性模量50-60×104kg·cm-3，比热容0.9kJ/(kg·℃)。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明。
实施例一：一种机床用配件，该配件包括以下原料：
骨料48%96kg，从片型上进行分拣，骨料中的针片状颗粒含量低于骨料总量的3%，包括粒度为5-25mm的粗骨料占50%48kg，该种粗骨料为花岗石，其中，粒度为5-16mm的粗骨料15%7.2kg，粒度为16-25mm的粗骨料85%40.8kg；粒度为0.075-5mm的细骨料占50%，为48kg，细骨料为普通砂，其中，粒度为1.25-5mm的细骨料5%2.4kg，粒度为0.075-1.25mm的细骨料95%45.6kg。
胶凝材料50%100kg，胶凝材料选用的是强度等级为42.5级的水泥和粉煤灰。
外加剂2%4kg，为高性能减水剂。
制备工艺：
1）依据配方比例计算骨料、胶凝材料和外加剂，将上述机床用配件原料加适量水搅拌、混合均匀并装模，所述水量是所用胶凝材料重量的0.15-0.4倍；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护24小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
该种产品的性能指标如下：
| 参数名称 | 体积密度 | 抗压强度 | 线胀系数 | 导热系数 | 弹性模量 | 比热容 |
| 单位 | g/cm2 | MPa | ^-6 | W/(m·K) | kg·cm-3 | kJ/(kg·℃) |
| 数值 | 2.50 | 100 | 10.5 | 10.5 | 50 | 0.9 |
实施例二：一种机床用配件，该配件包括以下原料：
骨料50%100kg，从片型上进行分拣，骨料中的针片状颗粒含量低于骨料总量的3%，包括粒度为5-25mm的粗骨料占60%，为60kg，该种粗骨料为花岗石，其中，粒度为5-10mm的粗骨料12%7.2kg，粒度为10-16mm的粗骨料40%24 kg，粒度为16-20mm的粗骨料40%24kg，粒度为20-25mm的粗骨料8%4.8 kg；粒度为0.075-5mm的细骨料占40%，为40kg，该种细骨料为花岗石，其中，粒度为2.5-5mm的细骨料8%3.2kg，粒度为1.25-2.5mm的细骨料10%4kg，粒度为0.630-1.25mm的细骨料30%12 kg，粒度为0.315-0.630mm的细骨料40%16 kg，粒度为0.160-0.315mm的细骨料10%4kg，粒度为0.075-0.160mm的细骨料2%0.8 kg。
胶凝材料49%96kg，胶凝材料选用的是强度等级为52.5级的水泥，粉煤灰和矿粉。
外加剂1%2kg，为高性能减水剂。
制备工艺：
1）依据配方比例计算原料，将骨料和胶凝材料干混均匀搅拌1-2分钟，然后加入胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水搅拌，最后加入外加剂和胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水继续搅拌至均匀并装模；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护26小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
该种产品的性能指标如下：
| 参数名称 | 体积密度 | 抗压强度 | 线胀系数 | 导热系数 | 弹性模量 | 比热容 |
| 单位 | g/cm2 | MPa | ^-6 | W/(m·K) | kg·cm-3 | kJ/(kg·℃) |
| 数值 | 2.54 | 126 | 10.5 | 1.7 | 52 | 0.9 |
实施例三：一种机床用配件，该配件包括以下原料：
骨料55%110kg，骨料中的针片状颗粒含量低于骨料总量的3%，包括粒度为5-25mm的粗骨料占65%，为71.5kg，该种粗骨料为花岗石，其中，粒度为5-10mm的粗骨料10%7.15kg，粒度为10-16mm的粗骨料40%28.6kg，粒度为16-20mm的粗骨料42%30.03kg，粒度为20-25mm的粗骨料8%5.72kg；粒度为0.075-5mm的细骨料占35%，为38.5kg，该种细骨料为普通砂，其中，粒度为1.25-5mm的细骨料35%13.475kg，粒度为0.075-1.25mm的细骨料65%25.025kg。
胶凝材料39%78kg，胶凝材料选用的是强度等级为52.5级的水泥和硅灰。
外加剂2%4kg，为高性能减水剂。
超细钢纤维4%8kg。
制备工艺：
1）依据配方比例计算骨料、胶凝材料、纤维和外加剂，将上述机床用配件原料加适量水搅拌、混合均匀并装模，所述水量是所用胶凝材料的0.05-0.4倍；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护30小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
该种产品的性能指标如下：
| 参数名称 | 体积密度 | 抗压强度 | 线胀系数 | 导热系数 | 弹性模量 | 比热容 |
| 单位 | g/cm2 | MPa | ^-6 | W/(m·K) | kg·cm-3 | kJ/(kg·℃) |
| 数值 | 2.62 | 179 | 10.5 | 1.7 | 52 | 0.9 |
实施例四：一种机床用配件，该配件包括以下原料：
骨料60%110kg，包括粒度为5-25mm的粗骨料占60%，为66kg，该种粗骨料为花岗石，其中，粒度为5-16mm的粗骨料60%39.6kg，粒度为16-25mm的粗骨料40%26.4kg；粒度为0.075-5mm的细骨料占40%，为44kg，该种细骨料为花岗石，其中，粒度为2.5-5mm的细骨料12%5.28kg，粒度为1.25-2.5mm的细骨料18%7.92kg，粒度为0.630-1.25mm的细骨料27%11.88kg，粒度为0.315-0.630mm的细骨料35%15.4kg，粒度为0.160-0.315mm的细骨料5%2.2kg。
胶凝材料34%68kg，胶凝材料选用的是强度等级为52.5级的水泥、硅灰和粉煤灰。
外加剂1%2kg，为高性能减水剂。
超细钢纤维5%10kg。
制备工艺：
1）依据配方比例计算原料，将骨料和胶凝材料干混均匀搅拌1-2分钟，然后加入胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水搅拌，最后加入外加剂和胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水继续搅拌至均匀并装模；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护30小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
该种产品的性能指标如下：
| 参数名称 | 体积密度 | 抗压强度 | 线胀系数 | 导热系数 | 弹性模量 | 比热容 |
| 单位 | g/cm2 | MPa | ^-6 | W/(m·K) | kg·cm-3 | kJ/(kg·℃) |
| 数值 | 2.68 | 183 | 10.5 | 1.7 | 59 | 0.9 |
实施例五：一种机床用配件，该配件包括以下原料：
骨料65%130kg，骨料中的针片状颗粒含量低于骨料总量的2%，包括粒度为5-10mm的粗骨料占65%，为84.5kg，该种粗骨料为花岗石，细骨料为花岗石35%，为45.5 kg，其中，粒度为2.5-5mm的细骨料5%2.275g，粒度为1.25-2.5mm的细骨料20%9.1kg，粒度为0.630-1.25mm的细骨料30%13.65kg，粒度为0.315-0.630mm的细骨料40%18.2kg，粒度为0.160-0.315mm的细骨料5%2.275kg。
胶凝材料35%70kg，胶凝材料选用的是强度等级为52.5级的水泥、硅灰、粉煤灰和矿粉。
制备工艺：
1）依据配方比例计算骨料、胶凝材料和外加剂，将上述机床用配件原料加适量水搅拌、混合均匀并装模，所述水量是所用胶凝材料的0.05-0.4倍；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护36小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
该种产品的性能指标如下：
| 参数名称 | 体积密度 | 抗压强度 | 线胀系数 | 导热系数 | 弹性模量 | 比热容 |
| 单位 | g/cm2 | MPa | ^-6 | W/(m·K) | kg·cm-3 | kJ/(kg·℃) |
| 数值 | 2.72 | 194 | 10.5 | 1.7 | 59 | 0.9 |
实施例六：一种机床用配件，该配件包括以下原料：
骨料68%136kg，骨料中的针片状颗粒含量低于骨料总量的2%，包括粒度为5-10mm的粗骨料70%95.2kg，该种粗骨料为花岗石，细骨料30%40.8kg，该种细骨料为普通砂，其中，粒度为1.25-5mm的细骨料35%14.28kg，粒度为0.075-1.25mm的细骨料65%26.52kg。
胶凝材料20%40kg，胶凝材料选用的是强度等级为52.5级的水泥、硅灰、粉煤灰和矿粉。
外加剂2%20kg，为高性能减水剂。
制备工艺：
1）依据配方比例计算骨料、胶凝材料、纤维和外加剂，将上述机床用配件原料加适量水搅拌、混合均匀并装模，所述水量是所用胶凝材料的0.05-0.4倍；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护36小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
该种产品的性能指标如下：
| 参数名称 | 体积密度 | 抗压强度 | 线胀系数 | 导热系数 | 弹性模量 | 比热容 |
| 单位 | g/cm2 | MPa | ^-6 | W/(m·K) | kg·cm-3 | kJ/(kg·℃) |
| 数值 | 2.75 | 200 | 10.5 | 1.7 | 60 | 0.9 |
实施例七：一种机床用配件，该配件包括以下原料：
骨料55%110kg，骨料中的针片状颗粒含量低于骨料总量的2%，包括粒度为5-25mm的粗骨料占65%，为71.5kg，该种粗骨料为花岗石，其中，粒度为5-10mm的粗骨料15%10.725kg；粒度为10-16mm的粗骨料40%28.6kg，粒度为16-20mm的粗骨料45%32.175kg；粒度为0.075-5mm的细骨料占35%，为38.5kg；该种细骨料为普通砂，其中粒度为1.25-2.5mm的细骨料15%5.775kg，粒度为0.630-1.25mm的细骨料25%9.625kg，粒度为0.315-0.630mm的细骨料40%15.4kg，粒度为0.160-0.315mm的细骨料15%5.775kg ，粒度为0.075-0.160mm的细骨料5%1.925kg。
胶凝材料33%66kg，胶凝材料选用的是强度等级为62.5级的水泥、硅灰、粉煤灰和矿粉。
外加剂2%4kg，为高性能减水剂。
超细钢纤维10%20kg。
制备工艺：
1）依据配方比例计算骨料、胶凝材料、纤维和外加剂，将上述机床用配件原料加适量水搅拌、混合均匀并装模，所述水量是所用胶凝材料的0.05-0.4倍；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护36小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
该种产品的性能指标如下：
| 参数名称 | 体积密度 | 抗压强度 | 线胀系数 | 导热系数 | 弹性模量 | 比热容 |
| 单位 | g/cm2 | MPa | ^-6 | W/(m·K) | kg·cm-3 | kJ/(kg·℃) |
| 数值 | 2.74 | 197 | 10.5 | 1.7 | 57 | 0.9 |
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1. 一种机床用配件，其特征在于：所述机床用配件包括以下重量百分比的原料：
骨料40-70%，所述骨料包括粗骨料50-70%和细骨料30-50%，其中粗骨料为粒度5-25mm的花岗石，细骨料为粒度0.075-5mm的普通砂或花岗石颗粒；
胶凝材料20-50%，所述胶凝材料包括水泥和掺合料，所述掺合料是粉煤灰、硅灰、矿粉中的一种或几种；
外加剂0-2%，所述外加剂为高性能减水剂。
2.按照权利要求1所述的机床用配件，其特征在于：所述粗骨料中包括：
粒度为5-16mm的粗骨料15-60%；
粒度为16-25mm的粗骨料40-85%，所述百分比为重量百分比。
3.按照权利要求1所述的机床用配件，其特征在于：所述粗骨料中包括：
粒度为5-10mm的粗骨料0-15%；
粒度为10-16mm的粗骨料35-45%；
粒度为16-20mm的粗骨料40-50%；
粒度为20-25mm的粗骨料0-10%，所述百分比为重量百分比。
4.按照权利要求1-3任一项所述的机床用配件，其特征在于：所述细骨料中包括：
粒度为1.25-5mm的细骨料5-35%；
粒度为0.075-1.25mm的细骨料65-95%，所述百分比为重量百分比。
5.按照权利要求1-3任一项所述的机床用配件，其特征在于：所述细骨料中包括：
粒度为2.5-5mm的细骨料0-15%；
粒度为1.25-2.5mm的细骨料5-20%；
粒度为0.630-1.25mm的细骨料20-30%；
粒度为0.315-0.630mm的细骨料20-40%；
粒度为0.160-0.315mm的细骨料8-15%；
粒度为0.075-0.160mm的细骨料0-5%，所述百分比为重量百分比。
6.一种机床用配件，其特征在于：所述机床用配件包括以下重量百分比的原料：
骨料40-70%，所述骨料包括粗骨料50-70%和细骨料30-50%，其中粗骨料为粒度5-10mm的花岗石，细骨料为粒度0.075-5mm的普通砂或花岗石颗粒；
胶凝材料20-50%，所述胶凝材料包括水泥和掺合料，所述掺合料是粉煤灰、硅灰、矿粉中的一种或几种；
外加剂0-2%，所述外加剂为高性能减水剂。
7.按照权利要求6所述的机床用配件，其特征在于：所述细骨料中包括：
粒度为1.25-5mm的细骨料5-35%；
粒度为0.075-1.25mm的细骨料65-95%，所述百分比为重量百分比。
8.按照权利要求6所述的机床用配件，其特征在于：所述细骨料中包括：
粒度为2.5-5mm的细骨料0-15%；
粒度为1.25-2.5mm的细骨料5-20%；
粒度为0.630-1.25mm的细骨料20-30%；
粒度为0.315-0.630mm的细骨料20-40%；
粒度为0.160-0.315mm的细骨料8-15%；
粒度为0.075-0.160mm的细骨料0-5%，所述百分比为重量百分比。
9.一种机床用配件的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：
1）依据配方比例计算原料，将所述原料加胶凝材料用量的0.15-0.4倍的水搅拌、混合均匀并装模；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护24-72小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
10.一种机床用配件的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：
1）依据配方比例计算原料，将骨料和胶凝材料干混均匀搅拌1-2分钟，然后加入胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水搅拌，最后加入外加剂和胶凝材料用量的0.075-0.2倍的水继续搅拌至均匀并装模；
2）将装模后的原料放在振动台上，振动20-80分钟；
3）20-40℃条件下保湿养护24-72小时，脱模；
4）将上述步骤3）脱模后的原料养护后即为机床用配件坯料，所述原料养护的方法是150-200℃下干热养护24-72小时、150-180℃下蒸压养护8-24小时或80-100℃下湿热养护24-72小时；
5）将上述步骤4）配件坯料上机床进行切削加工后得到机床用配件。
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