CN103194069A - 一种石蜡基复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种石蜡基复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103194069A
CN103194069A CN2013101306683A CN201310130668A CN103194069A CN 103194069 A CN103194069 A CN 103194069A CN 2013101306683 A CN2013101306683 A CN 2013101306683A CN 201310130668 A CN201310130668 A CN 201310130668A CN 103194069 A CN103194069 A CN 103194069A
Authority
CN
China
Prior art keywords
paraffin
base matrix
matrix material
composite material
paraffinic base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013101306683A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103194069B (zh
Inventor
管从胜
孙杰
高彪
张贞理
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201310130668.3A priority Critical patent/CN103194069B/zh
Publication of CN103194069A publication Critical patent/CN103194069A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103194069B publication Critical patent/CN103194069B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

本发明属于金属加工领域，是一种在薄壁钛合金件加工中使用的石蜡基复合材料及其制备方法。本发明石蜡基复合材料由石蜡、聚乙烯蜡、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维组成。各组分的质量百分比为：石蜡60.0-70.0，聚乙烯蜡10.0-20.0，环氧树脂和固化剂4.0-6.0,乙烯-醋酸乙烯共聚物5.0-8.0，硬脂酸7.0-10.0，木质纤维0-20.0。其制备方法是：加热石蜡至熔融，控制熔体温度为100-150℃，在搅拌条件下依次加入环氧树脂及固化剂、聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维，熔体经过降温、凝固和造粒得到分散均匀的石蜡基复合材料。使用时先将石蜡基复合材料粒料进行二次加热熔融，控制熔体温度为85-110℃，自然冷却至凝固即可进行后续加工处理。该复合材料熔点高、吸振能力强，与钛合金的结合强度为0.08-0.15MPa，满足薄壁钛合金件的高精度加工要求。

Description

一种石蜡基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于金属加工领域，特别是涉及一种在薄壁钛合金件加工中使用的石蜡基复合材料及其制备方法。
背景技术
钛合金具有优异的耐腐蚀、高比强度、抗疲劳和断裂韧性好等性能，广泛应用于航空、航天等领域。对钛合金进行铣削加工时，存在切削温度高、刀具磨损严重和热传导率低等缺点，导致加工困难。对于复杂薄壁钛合金件的加工，非常容易发生变形，影响加工精度和加工效率。用石蜡填充辅助加固，可以提高钛合金薄壁件的加工精度，但是在用纯石蜡做辅助填充材料时，存在以下问题：1)熔点低，加工过程中切削热导致纯石蜡熔融软化甚至从工件中脱落，影响辅助加固效果；2)纯石蜡自身的强度、弹性模量及阻尼比较低，在加工过程中承受切削力范围小，吸振能力较小；3)纯石蜡与钛合金工件的结合强度小，填充固化后易与工件产生缝隙，需进行石蜡的二次浇注，降低加工效率。总之，纯石蜡做填充加固材料很难满足薄壁钛合金件的高效和高精度加工。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种熔点较高、吸振能力强的石蜡基复合材料及其制备方法。
本发明是通过以下方式实现的：
一种石蜡基复合材料，由石蜡、聚乙烯蜡、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维组成；各组分的质量百分比为：石蜡60.0-70.0，聚乙烯蜡10.0-20.0，环氧树脂和固化剂4.0-6.0,乙烯-醋酸乙烯共聚物5.0-8.0，硬脂酸7.0-10.0，木质纤维0-20.0。石蜡选用52、54、56和58号石蜡中的至少一种；环氧树脂选用软化温度低于80℃的固体粉末；固化剂的加入量是环氧树脂质量的5%，固化剂采用双氰胺和葵二酸二酰肼的混合物，二者质量比为4:1。
上述石蜡基复合材料的制备方法，是根据薄壁钛合金件加工过程中，对填充材料的耐热温度要求,确定石蜡基复合材料的具体配方，其特征是包括如下步骤：1）加热石蜡至熔融，为了提高各组分的分散性，控制熔体温度为100-150℃；聚乙烯蜡、环氧树脂与石蜡的相容性差，提高熔体温度可以提高各组分的分散性；当熔体温度高于150℃，硬脂酸容易挥发；2）在搅拌条件下依次加入环氧树脂及固化剂、聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维，快速搅拌至各组分分散均匀；3）在搅拌条件下，熔体经过降温、凝固和造粒，得到分散均匀的石蜡基复合材料。
上述石蜡基复合材料的使用方法，其特征是包括如下步骤：1）将石蜡基复合材料粒料进行二次加热熔融，搅拌使各组分分散均匀；2）清理钛合金加工件填充腔体，使其填充面无油和污物；3）在腔体内预置金属或高分子材料网结构及挂钩以便加工完毕去除石蜡基复合材料用；4）采用浇铸方法填充到待加工钛合金件中，控制熔体温度为85-110℃；当环境温度低于10℃时，应适当提高浇筑熔体温度，以避免边缘缝隙；当被填充腔体较大时，采用在腔体内填充固体物方法以减少浇铸熔体量；当浇铸深腔体时，采用分次浇铸，每次浇铸深度为20～30mm；5）经过自然降温和凝固至室温后，即可进行后续加工处理；6）加工完毕后通过在腔体内预埋结构去除石蜡基复合材料，若去除困难时，可预热工件使边缘填充材料熔融。经过上述步骤浇铸成型后，石蜡基复合材料的弹性模量为500-900MPa，抗压强度为5-8MPa，与钛合金的结合强度为0.08-0.15MPa。总之，该发明复合材料完全可以满足薄壁钛合金件的高精度加工要求。
与纯石蜡填充加固材料相比，该发明的优点在于：1）采用聚乙烯蜡提高复合材料的熔体温度，加快填充后熔体的凝固成型速度，节约工时，提高效率；2）采用环氧树脂提高复合材料与钛合金工件界面的结合强度，提高石蜡的硬度和强度，减小收缩率；3）采用乙烯-醋酸乙烯共聚物提高聚乙烯蜡与石蜡的相容性；4）采用硬脂酸去除石蜡中的气泡，提高石蜡均匀性，能够显著增大石蜡的强度；5）添加木质纤维，可以减小熔体凝固后的体积收缩，减少内部缺陷和提高机械强度。
具体实施方式
下面给出本发明的四个最佳实施例：
实施例1
一种石蜡基复合材料及其制备方法。石蜡基复合材料由石蜡、聚乙烯蜡、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维组成。薄壁钛合金件加工过程中，要求石填充材料的耐热温度高于80℃，采用58号石蜡和提高聚乙烯蜡含量来调整石蜡基复合材料的熔融温度。各组分的质量百分比为：58号石蜡60.0、聚乙烯蜡20.0，环氧树脂和固化剂4.0，乙烯-醋酸乙烯共聚物6.0，硬脂酸8.0，木质纤维2.0。按比例称取各组分物质，加热石蜡至150℃，在搅拌条件下依次加入环氧树脂及固化剂、聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维，搅拌至各组分分散均匀；在搅拌条件下，熔体经过降温、凝固和造粒，得到分散均匀的石蜡基复合材料。将石蜡基复合材料粒料进行二次加热熔融，搅拌使各组分分散均匀；清理钛合金加工件填充腔体，使其填充面无油和污物；在腔体内预置金属网结构及挂钩；采用浇铸方法填充到待加工钛合金件中，控制熔体温度为110℃，每次浇铸深度为30mm；经过自然降温和凝固至室温后进行后续加工处理，加工完毕后去除石蜡基复合材料。
实施例2
一种石蜡基复合材料及其在薄壁钛合金件加工中使用方法。石蜡基复合材料由石蜡、聚乙烯蜡、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维组成。薄壁钛合金件加工过程中，要求石填充材料的耐热温度高于75℃，采用56号石蜡和提高聚乙烯蜡含量来调整石蜡基复合材料的熔融温度。各组分的质量百分比为：56号石蜡62.0，聚乙烯蜡15.0，环氧树脂5.0,乙烯-醋酸乙烯共聚物5.0，硬脂酸6.0，木质纤维7.0。按比例称取各组分物质，加热石蜡至130℃，在搅拌条件下依次加入环氧树脂及固化剂、聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维，搅拌至各组分分散均匀；在搅拌条件下，熔体经过降温、凝固和造粒，得到分散均匀的石蜡基复合材料。将石蜡基复合材料粒料进行二次加热熔融，采用浇铸方法填充到待加工钛合金件中，控制熔体温度为95℃，每次浇铸深度为25mm；经过自然降温和凝固至室温后进行后续加工处理，加工完毕后去除石蜡基复合材料。其它同实施例1。
实施例3
一种石蜡基复合材料及其在薄壁钛合金件加工中使用方法。石蜡基复合材料由石蜡、聚乙烯蜡、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维组成。薄壁钛合金件加工过程中，要求石填充材料的耐热温度高于60℃，采用52号石蜡和降低聚乙烯蜡含量来调整石蜡基复合材料的熔融温度。各组分的质量百分比为：52号石蜡62.0，聚乙烯蜡10.0，环氧树脂4.0,乙烯-醋酸乙烯共聚物5.0，硬脂酸7.0，木质纤维12.0。按比例称取各组分物质，加热石蜡至110℃，在搅拌条件下依次加入其他各组分，经过冷却得到得到分散均匀的石蜡基复合材料。将石蜡基复合材料粒料进行二次加热熔融，采用浇铸方法填充到待加工钛合金件中，控制熔体温度为85℃，每次浇铸深度为20mm；经过自然降温和凝固至室温后进行后续加工处理，加工完毕后去除石蜡基复合材料。其它同实施例1。
实施例4
一种石蜡基复合材料及其在薄壁钛合金件加工中使用方法。石蜡基复合材料由石蜡、聚乙烯蜡、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维组成。薄壁钛合金件加工过程中，要求石填充材料的耐热温度高于65℃，采用54号石蜡和58号石蜡混合石蜡，降低聚乙烯蜡含量来调整石蜡基复合材料的熔融温度。各组分的质量百分比为：54号石蜡30.0，56号石蜡38.0，聚乙烯蜡10.0，环氧树脂4.0,乙烯-醋酸乙烯共聚物5.0，硬脂酸7.0，木质纤维6.0。按比例称取各组分物质，加热石蜡至120℃，在搅拌条件下依次加入其他各组分，经过冷却得到得到分散均匀的石蜡基复合材料。将石蜡基复合材料粒料进行二次加热熔融，采用浇铸方法填充到待加工钛合金件中，控制熔体温度为90℃，每次浇铸深度为30mm；经过自然降温和凝固至室温后进行后续加工处理，加工完毕后去除石蜡基复合材料。其它同实施例1。

Claims (3)

1.一种石蜡基复合材料，其特征是由石蜡、聚乙烯蜡、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维组成；各组分的质量百分比为：石蜡60.0-70.0，聚乙烯蜡10.0-20.0，环氧树脂和固化剂4.0-6.0,乙烯-醋酸乙烯共聚物5.0-8.0，硬脂酸7.0-10.0，木质纤维0-20.0。
2.根据权利要求1所述一种石蜡基复合材料的制备方法，其特征是首先按权利要求1的质量百分比准备好原料，其中石蜡选用52、54、56和58号石蜡中的至少一种，环氧树脂选用软化温度低于80℃的固体粉末；固化剂采用双氰胺和葵二酸二酰肼的混合物，二者质量比为4:1，固化剂的加入量是环氧树脂质量的5%；然后加热石蜡至熔融，控制熔体温度为100-150℃，在搅拌条件下依次加入环氧树脂及固化剂、聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物、硬脂酸和木质纤维，快速搅拌至各组分分散均匀，在搅拌条件下，熔体经过降温、凝固和造粒得到分散均匀的石蜡基复合材料。
3.根据权利要求1或2所述一种石蜡基复合材料的使用方法，其特征是将石蜡基复合材料粒料进行二次加热熔融和搅拌使各组分分散均匀，采用浇铸方法填充到洁净的待加工钛合金件中，控制熔体温度为85-110℃，每次浇铸深度为20～30mm，经过自然降温和凝固至室温后，进行后续加工处理。
CN201310130668.3A 2013-04-15 2013-04-15 一种石蜡基复合材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN103194069B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310130668.3A CN103194069B (zh) 2013-04-15 2013-04-15 一种石蜡基复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310130668.3A CN103194069B (zh) 2013-04-15 2013-04-15 一种石蜡基复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103194069A true CN103194069A (zh) 2013-07-10
CN103194069B CN103194069B (zh) 2015-08-26

Family

ID=48716892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310130668.3A Expired - Fee Related CN103194069B (zh) 2013-04-15 2013-04-15 一种石蜡基复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103194069B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104945917A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 江苏泰尔新材料股份有限公司 一种精密铸造蜡
CN105436823A (zh) * 2015-11-24 2016-03-30 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种控制薄壁零件加工变形的方法
CN106118082A (zh) * 2016-06-22 2016-11-16 佛山市晗宇科技有限公司 一种高韧性3d打印石蜡成型材料及其制备方法
CN108385380A (zh) * 2018-03-06 2018-08-10 嘉兴市丰丰助剂厂 一种固态泡丝剂及其制备方法
CN110320675A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 陶国文 能够释放负离子远红外波的眼镜架的制作方法
CN110628228A (zh) * 2019-09-24 2019-12-31 山东阳谷华泰化工股份有限公司 一种抗喷霜橡胶防护蜡的生产方法
CN115594982A (zh) * 2022-09-23 2023-01-13 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司（Cn） 一种用于钛合金膜盘的非金属支撑材料及制备和使用方法
CN117024977A (zh) * 2023-07-27 2023-11-10 嘉善鑫海精密铸件有限公司 一种低成本熔模精密铸造用浇道蜡及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1127264A (zh) * 1994-06-30 1996-07-24 赫彻斯特股份公司 新环氧树脂及其制备和应用
CN1281873A (zh) * 2000-08-17 2001-01-31 上海交通大学 饰品熔模铸造用超精细模料
CN102559008A (zh) * 2011-12-21 2012-07-11 王伟 一种防护涂料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1127264A (zh) * 1994-06-30 1996-07-24 赫彻斯特股份公司 新环氧树脂及其制备和应用
CN1281873A (zh) * 2000-08-17 2001-01-31 上海交通大学 饰品熔模铸造用超精细模料
CN102559008A (zh) * 2011-12-21 2012-07-11 王伟 一种防护涂料及其制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104945917A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 江苏泰尔新材料股份有限公司 一种精密铸造蜡
CN104945917B (zh) * 2014-03-27 2017-07-18 江苏泰尔新材料股份有限公司 一种精密铸造蜡
CN105436823A (zh) * 2015-11-24 2016-03-30 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种控制薄壁零件加工变形的方法
CN105436823B (zh) * 2015-11-24 2018-10-09 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种控制薄壁零件加工变形的方法
CN106118082A (zh) * 2016-06-22 2016-11-16 佛山市晗宇科技有限公司 一种高韧性3d打印石蜡成型材料及其制备方法
CN106118082B (zh) * 2016-06-22 2019-01-18 佛山市晗宇科技有限公司 一种高韧性3d打印石蜡成型材料及其制备方法
CN108385380A (zh) * 2018-03-06 2018-08-10 嘉兴市丰丰助剂厂 一种固态泡丝剂及其制备方法
CN108385380B (zh) * 2018-03-06 2021-04-09 嘉兴市丰丰助剂厂 一种固态泡丝剂及其制备方法
CN110320675A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 陶国文 能够释放负离子远红外波的眼镜架的制作方法
CN110628228A (zh) * 2019-09-24 2019-12-31 山东阳谷华泰化工股份有限公司 一种抗喷霜橡胶防护蜡的生产方法
CN115594982A (zh) * 2022-09-23 2023-01-13 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司（Cn） 一种用于钛合金膜盘的非金属支撑材料及制备和使用方法
CN117024977A (zh) * 2023-07-27 2023-11-10 嘉善鑫海精密铸件有限公司 一种低成本熔模精密铸造用浇道蜡及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103194069B (zh) 2015-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103194069A (zh) 一种石蜡基复合材料及其制备方法
CN104493734B (zh) 潜伏固化型环氧树脂结合剂的金刚石磨具的制备方法
CN101844227B (zh) 硬质合金注射成形用黏结剂的应用
CN105945206B (zh) 一种耐高温的覆膜砂
CN100503090C (zh) 一种尼龙覆膜金属粉末材料的制备方法
CN105436823B (zh) 一种控制薄壁零件加工变形的方法
CN105568036B (zh) 一种高硅铝复合材料的制备方法
CN104139180A (zh) 粉末冶金中混料的方法和混料机以及用于注塑成型组合物的粘结剂
CN107745068B (zh) 一种激光3d打印用覆膜砂及其制备方法
CN107052225A (zh) 特种砂‑球形熔融硅砂及其制备方法和应用
CN102503426A (zh) 孕镶金刚石钻头水口材料及其制备方法
CN109226742A (zh) 一种超细硬质合金注射成型喂料及其制备方法
CN103014392A (zh) 硬质合金挤压成型剂及其制备、以及在挤压生产中的应用
CN108299798A (zh) 一种3d常温打印糊状材料及其制备方法
CN102717026A (zh) 一种填充金属粉浆料的光固化模具及其制作方法
CN104846226A (zh) 一种添加陶瓷纳米颗粒铸造铝基复合材料的方法
CN104669128B (zh) 一种无机与有机复合结合剂的超硬磨具
CN106751934A (zh) 一种大体积3d打印改性石蜡材料及其制备方法
CN101406941B (zh) 一种利用半固态成形技术制备复合材料制品的材料成形方法
CN105175851B (zh) 一种精密铸造蜡及其制备方法和用途
CN108192360A (zh) 一种牙科用选择性激光烧结3d打印蜡粉及其制备方法
CN101984012A (zh) 一种有蜡加工晶片用粘结剂及其制备方法
CN107214949A (zh) 一种光固化金属浆料及其制备方法
CN104741173A (zh) 一种复合材料磨辊及其制造方法
CN101913802A (zh) 一种高密度建筑构件及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150826

Termination date: 20180415

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee