CN104895591A - 树脂复合金属开孔骨架及其制作的柱鞋 - Google Patents

Abstract

一种树脂复合金属开孔骨架及其制作的柱鞋，包括：金属板或带，金属板或带上均匀加工分布有孔，最外边的边缘加工有不完整的残孔，最外边缘的残孔间距可以与内里的孔的间距不同；树脂材料通过孔和残孔贯穿铆附在金属板或带的两面。金属板如为圆形，孔为同心圆相等间距分布。本发明可以大大提高树脂与钢骨架复合制品的强度，通过孔及残孔的间距分部和大小及开孔率的多少，提高树脂与树脂复合金属开孔骨架的复合效果，大大提高制品的抗压和抗扭力及抗冲击性能，降低制品的成本，提高制品的可靠性、安全性、美观性及使用寿命等性能。本发明通过注塑、滚塑、铸塑、压塑等工艺进行加工，标准化程度更高，可以节能降耗提高生产效率。

Description

树脂复合金属开孔骨架及其制作的柱鞋

技术领域

    本发明涉及一种与树脂材料产品合成的、可大大提高与树脂材料制品的抗压及抗扭力的树脂复合金属开孔骨架及其制作的柱鞋。

背景技术

目前在很多行业中金属材料在大量使用，但是随着树脂材料的不断升级换代，各项性能也在突飞猛进的发展提高，从世界的整体发展趋向来看以塑代钢是一个趋势，金属材料的特点就是强度高、韧性好。缺点就是有些容易生锈、重量重、加工比较麻烦，特别是形状较复杂的产品。树脂材料的特点就是重量轻、加工成各种复杂结构容易、不生锈。缺点就是刚性差，长期受力会塑性变形。如果将金属材料和树脂材料简单的复合在一起加工成产品，因为金属和树脂材料本身的不相容性，会照成制品的内部脱层影响产品的使用要求，既使使用一些胶粘剂进行粘结，工艺也相对复杂，成本相对提高，并且有一定的时效性，达不到较理想的效果，而且金属骨架的表面还要进行防锈及清理，甚至将金属表面打毛增加表面的粗糙度等工艺处理，照成成本增加、效率降低、非常麻烦。经过试验采用这种复杂工艺处理后的产品抗压及扭力，不会比纯树脂材料或者金属材料当中最大的抗压及扭力增加多少，而且制品使用的稳定性会比较差。

目前在一些地质比较松散的工矿企业中大量使用一种金属柱鞋，这种金属柱鞋笨重不易运输、易生锈、加工成其他复杂形状困难、不美观。而非金属柱鞋为了达到较高的抗压能力产品只能设计很厚，既浪费了原料并且长期受压会塑性变形，其他金属与树脂材料进行镶嵌使用会出现脱层，不能明显提高柱鞋的抗压、抗扭力、抗冲击能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高安全性、可靠性、抗冲击性、防止金属与树脂脱层、节能降耗的树脂复合金属开孔骨架及其制作的柱鞋。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种树脂复合金属开孔骨架，包括：金属板或带，其特征是：金属板或带上加工分布有多个孔，最外边的边缘加工有多个不完整的残孔；每个内里的孔的孔径大小相同或者不同，最外边缘的残孔之间的间距与内里的孔之间的间距可以不同；树脂材料通过孔和残孔贯穿铆附在金属板或带的两面。

根据所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：金属板或带为圆形，以圆心为中心向周围等距均匀开一圈或者多圈孔，孔为同心圆相等间距分布，最外圈的边缘为残孔。

根据所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：边缘的残孔之间的间距小于或者等于内里的孔之间的间距。

根据所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：根据金属板的厚度和面积，金属板或带的开孔率为20%～70%。

根据所述的树脂复合金属开孔骨架，其特征是：孔及残孔的直径根据树脂上层（5）或者树脂下层（6）的厚度进行增减，任意一面厚度比平均厚度大时，孔相应增大，反之越小。

根据所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：孔或者残孔加工成突出金属板或带的孔。

根据所述的树脂复合金属开孔骨架，其特征是：在金属板或带上涂覆粘结剂或者性能较软的树脂材料。

一种由所述树脂复合金属开孔骨架制作而成的支护稳固装置上的支护柱鞋。

有益效果：本发明在使用时，将钢板（带）进行开孔加工成开孔骨架，通过注塑、浇铸、注塑、模压等工艺将树脂材料与开孔骨架很好的结合在一起，加工后可以大大增加产品的抗压及抗扭力，降低成本及重量，提高安装效率及安全性和可靠性，此结构集中了金属与非金属材料各自的优点。本发明降低树脂产品的厚度和成本的同时，又可大大增强制品的抗冲击、抗压、抗扭力、节约能源降耗、提高产品的使用寿命和美观度。

附图说明

图1为本发明中金属开孔骨架的主视图。

图2为本发明制作的用于支护稳固装置上的支护柱鞋的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

附图中：1、金属板或带；2、孔；3、残孔；4、树脂材料 ；5、树脂上层；6、树脂下层；7、金属开孔骨架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明树脂复合金属开孔骨架如图1所示，金属板或带1上均匀加工分布着孔2；如果是一个圆盘可以将孔2设计成一圈或者多圈同心圆分布间距相等，使受力时应力可以均匀分散，每圈的孔径可以大小不同，即孔2为同心圆相等间距分布。最外圈的残孔3之间的间距可以与内里的孔2之间的间距不同或相同，并且为不完整的残孔3。树脂材料4通过孔2和残孔3贯穿在树脂复合金属开孔骨架的两面。相当于将树脂材料通过孔及残孔紧紧的铆固在金属板上。

树脂复合金属开孔骨架的最外端加工成残孔3，并根据树脂材料4中的树脂上层5或树脂下层6的厚度确定孔的大小，按照树脂上层5或者树脂下层6两者比较大的厚度进行调整，越厚孔2越大，反之越小，也可以在相差不大时不进行调整。残孔3的间距可以与孔2的间距不同。

树脂复合金属开孔骨架的开孔率在20%～70%与树脂复合时抗压及抗扭力最好。最外圈为残孔3时，外缘刚性降低，并且与树脂材料接触面积大大提高，可以很好的提高产品边缘的抗冲击性能。

孔2及残孔3的直径根据树脂上层5或者树脂下层6的厚度进行增减，任意一面厚度比平均厚度大时，孔相应增大，反之越小，厚度相差不大时孔可以不进行增减。如果厚度相差比较大时，厚度越厚孔径越大，其抗压和抗扭力及冲击性能越好。

为了提高树脂与金属表面抗冲击性能，提高整体的抗冲击性能，可以在树脂复合金属开孔骨架上涂覆粘结剂或者性能较软的树脂材料。

本发明将孔2或者残孔3加工成突出骨架的孔可以提高制品的整体刚性及抗变形的强度，树脂采用高强度材料制作而成。

如图2所示，为了更好的理解本专利的性能特点，我们以柱鞋为例。本专利目的是针对目前金属柱鞋笨重不易运输、易生锈、加工成其他复杂形状困难、不美观。非金属产品太厚，长期受压会塑性变形，照成中心下陷周圈翘曲或者将非金属柱鞋顶穿等缺陷，其他金属与树脂材料进行镶嵌使用会出现脱层，包括开孔率小于20%或者大于70&也不能明显提高柱鞋的抗压、抗扭力、抗冲击能力。根据目前的情况经过构思、研究、实验并进行数据统计和比对，设计出一种既可以大大提高产品的物理性能和美观度，大大提高其安全性、可靠性、抗冲击性、防止金属与树脂脱层、节能降耗的树脂复合金属开孔骨架。

树脂复合金属开孔骨架制作的柱鞋，是将加工成形的金属开孔骨架放入到塑料模具中，通过注塑、铸塑、浇注、压铸等工艺将塑料材料填充到金属开孔骨架中，如果使用脆性较大的树脂材料时可以在金属开孔骨架中涂覆较软的材料，提高抗冲击性能。

经过本申请人的长期研究实验，将金属钢板骨架进行开孔后与树脂材料进行复合生产，产品会明显提高制品的刚性、抗压和抗扭力，并且开孔率大于20%时这种复合材料的抗压及抗扭能力明显增加，根据金属板的厚度及圆盘或者带的大小不同，当开孔率在20%～70%时抗压机抗扭力最大，经过试验可达到钢板（带）与树脂未开孔强度的3倍以上，如果将孔冲出突出出骨架，效果更好。当开孔率达到70%以上时抗压及抗扭力开始明显下降。同样的开孔率如果金属骨架的孔进行均匀分配，其抗压机抗扭力还能明显提高。以一个圆盘为例，如果将所开的孔设计成以圆心为中心进行等距均匀分布时，抗压和抗扭力明显比非同心圆盘高。将最外层的孔间距缩小并且留出不完整的残孔时，可以大大提高最外层边缘的树脂产品与骨架材料的附着力和边缘受冲击韧性。

本申请人根据以上情况特点及长期的实验研究，创造出一种最佳的树脂产品和金属开孔骨架进行复合加工的结构，可以在降低成本节能降耗的同时提高产品的加工性能、外观的美观度、抗冲击性能、抗压及抗扭力能力、降低重量、提高安装效率、增加产品的寿命、防止产品生锈等优良性能。

本发明树脂复合金属开孔骨架，对金属板（带）进行开孔，所开的孔进行均分，也可以分成多层，如果是圆形的以圆心为中心向周围均匀开孔，经过开孔的骨架与树脂的结合时，树脂材料会通过孔，紧紧的将树脂材料均匀的铆附在骨架两面上，当树脂产品受力变形时，穿过孔骨架的力会均匀的阻止树脂的的变形。从而大大提高抗压和抗扭力。在金属板（带）最外圈残缺孔的间距与内部孔不同来调整边缘的抗冲击性能，因为孔间距缩小后相当于树脂与开孔骨架的接触面增加，受力后应力通过骨架分散的更好，残缺的孔可以让最容易变形的外端有了一定的变形空间，并且可以增加最外端的金属板与树脂材料的接触面积，可以将受冲击的应力快速分散，又可以有更多的孔将树脂与开孔骨架铆固的更牢固。在树脂产品与金属骨架垂直的方向越厚开孔越大，反之越小这样才能越牢固效果越好。随着骨架的开孔率多少抗压合抗扭力大小也不同，开孔率太多或者太小效果都不明显。根据金属板的厚度或者面积大小，开孔率在20～70%效果最佳。

本发明树脂产品树脂复合金属开孔骨架，采用高强度的金属材料，其他树脂则根据需要进行选用，如果使用在井下等特殊环境则采用抗阻燃、抗静电高强度树脂制作生产。

Claims (8)

1.一种树脂复合金属开孔骨架，包括：金属板或带（1），其特征是：金属板或带（1）上加工分布有多个孔（2），最外边的边缘加工有多个不完整的残孔（3）；每个内里的孔（2）的孔径大小相同或者不同，最外边缘的残孔（3）之间的间距与内里的孔（2）之间的间距不同或相同；树脂材料（4）通过孔（2）和残孔（3）贯穿铆附在金属板或带（1）的两面。

2.根据权利要求1所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：金属板或带（1）为圆形，以圆心为中心向周围等距均匀开一圈或者多圈孔，孔（2）为同心圆相等间距分布，最外圈的边缘为残孔（3）。

3.根据权利要求1或2所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：所述边缘的残孔（3）之间的间距小于或者等于内里的孔（2）之间的间距。

4.根据权利要求1或2所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：根据金属板的厚度和面积，金属板或带（1）的开孔率为20%～70%。

5.根据权利要求1或2所述的树脂复合金属开孔骨架，其特征是：孔（2）及残孔（3）的直径根据树脂上层（5）或者树脂下层（6）的厚度进行增减，任意一面厚度比平均厚度大时，孔相应增大，反之越小。

6.根据权利要求1或2所述树脂复合金属开孔骨架，其特征是：孔（2）或者残孔（3）加工成突出金属板或带的孔。

7.根据权利要求1或2所述的树脂复合金属开孔骨架，其特征是：在金属板或带（1）上涂覆粘结剂或者性能较软的树脂材料。

8.一种由权利要求1、2、3、4、5、6或7所述树脂复合金属开孔骨架制作而成的支护稳固装置上的支护柱鞋。