CN105566856A - 一种复材机床床身矿物铸件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种复材机床床身矿物铸件及其制备方法，由如下重量份的原料混合铸造而成：40-50重量份的天然花岗岩砂，20-35重量份的石英砂，10-15重量份的矾土，10-15重量份的耐高温环氧树脂，5-10重量份的固化剂，3-5重量份的碳纤维，4-5重量份的稀有金属，通过本发明提供的原料配方和制备方法制得的树脂机床基础铸件，具有高度高、形变小、尺寸稳定性和耐温性好等优点，可广泛应用于机床的基础部件，如床身等。

Description

一种复材机床床身矿物铸件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复材机床床身矿物铸件及其制备方法。
背景技术
用树脂混凝土做机械配件使用的报道，最早是50年代欧美、苏联等国家。近几年，由于我国机加工行业对机床的静动态性能有较高要求，使传统的机床结构材料的性能不能满足要求，同时，由于金属材料的制造成本较高，所以本领域近几年开始以树脂混凝土人造石材制作机床基础件，尤以床身应用最多。从已公开的资料可知，能够制作出优良的并在实际应用中具有较长使用寿命的产品非常欠缺。目前树脂混凝土做机床基础件使用中最常见的问题是易产生开裂、断裂，影响机床的机加工性能；产品强度较低，脆性大，在较大重量的撞击下易出现破碎；在南方地区高温高湿环境下使用易发生变形等。
针对上述技术问题，中国专利文献CN101381213公开了一种树脂混凝土机床基础配件及其制备方法，机床基础配件的原料由集料、填料和胶结料组成。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种强度高、形变小、尺寸稳定性和耐温性好的复材机床床身矿物铸件及其制备方法。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：由如下重量份的原料混合铸造而成：
40-50重量份的天然花岗岩砂，
20-35重量份的石英砂，
10-15重量份的矾土，
10-15重量份的耐高温环氧树脂，
5-10重量份的固化剂，
3-5重量份的碳纤维，
4-5重量份的稀有金属。
进一步的，所述稀有金属为锑和鉍中的至少一种。
进一步的，所述天然花岗岩砂的粒度为10-30mm。
进一步的，所述石英砂的粒度为1-3mm。
进一步的，所述固化剂为聚醚胺和芳香胺中的至少一种。
进一步的，所述耐高温环氧树脂的耐温在150℃以上。
进一步的，所述耐高温环氧树脂为多官能缩水甘油型环氧树脂。
一种复材机床床身矿物铸件的制备方法，其特征在于：
(1)、将原料混合搅拌制得混合料；
(2)、将混合料置入真空模具中，并且在50-60℃的真空环境下硬化15-20小时，制得铸件；
(3)、将制得的铸件放入烘烤箱中烘烤10-14小时，烘烤温度为100-150℃，然后降温至10-20℃并保持3-5小时，制得成品铸件。
本发明具有如下有益效果：
通过本发明提供的原料配方和制备方法制得的树脂机床基础铸件，具有高度高、形变小、尺寸稳定性和耐温性好等优点，可广泛应用于机床的基础部件，如床身等。
采用复材机床床身矿物铸件替代现有技术中的金属床身铸件或天然花岗岩床身，可减少金属铸件生产过程中造成的环境污染，大大节约成本，有效利用工矿生产中废弃石料制作的骨料，实现废物利用，节能减排。
具体实施方式
实施例一，一种复材机床床身矿物铸件，原料包括40重量份粒度为20-30mm的的天然花岗岩砂，30重量份粒度为1-3mm的石英砂，12重量份的矾土，15重量份的耐高温环氧树脂，8重量份的固化剂，5重量份的碳纤维，4重量份的稀有金属锑。耐高温环氧树脂为多官能缩水甘油型环氧树脂，耐温在150℃以上，固化剂芳香胺。
制备方法包括：
(1)、将原料混合搅拌制得混合料；
(2)、将混合料置入真空模具中，并且在50-60℃的真空环境下硬化15小时，制得铸件；
(3)、将制得的铸件放入烘烤箱中烘烤12小时，烘烤温度为120-130℃，然后降温至20℃并保持3.5小时，制得成品铸件。
成品铸件经试验获得如下性能参数：
密度：2.5kg/dm3
弹性模量：43kN/mm2
抗拉强度：24N/mm2
抗压强度：124N/mm2
弯曲拉伸强度：32N/mm2
线性膨胀系数：13×10-6K-1
铸造后的线性收缩：approx.0.35‰
从上述试验数据可以看出本发明具有强度高、形变小、尺寸稳定性等优点。
实施例二，一种复材机床床身矿物铸件，原料包括45重量份粒度为20-30mm的的天然花岗岩砂，25重量份粒度为1-3mm的石英砂，10重量份的矾土，15重量份的耐高温环氧树脂，8重量份的固化剂，5重量份的碳纤维，5重量份的稀有金属锑。耐高温环氧树脂为多官能缩水甘油型环氧树脂，耐温在150℃以上，固化剂芳香胺。
制备方法包括：
(1)、将原料混合搅拌制得混合料；
(2)、将混合料置入真空模具中，并且在50-60℃的真空环境下硬化15小时，制得铸件；
(3)、将制得的铸件放入烘烤箱中烘烤12小时，烘烤温度为130-140℃，然后降温至10℃并保持5小时，制得成品铸件。
成品铸件经试验获得如下性能参数：
密度：2.7kg/dm3
弹性模量：40kN/mm2
抗拉强度：21N/mm2
抗压强度：125N/mm2
弯曲拉伸强度：35N/mm2
线性膨胀系数：11.5×10-6K-1
铸造后的线性收缩：approx.0.32‰
从上述试验数据可以看出本发明具有强度高、形变小、尺寸稳定性等优点。

Claims (8)

1.一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：由如下重量份的原料混合铸造而成：
40-50重量份的天然花岗岩砂，
20-35重量份的石英砂，
10-15重量份的矾土，
10-15重量份的耐高温环氧树脂，
5-10重量份的固化剂，
3-5重量份的碳纤维，
4-5重量份的稀有金属。
2.根据权利要求1所述的一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：所述稀有金属为锑和鉍中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：所述天然花岗岩砂的粒度为10-30mm。
4.根据权利要求1所述的一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：所述石英砂的粒度为1-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：所述固化剂为聚醚胺和芳香胺中的至少一种。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：所述耐高温环氧树脂的耐温在150℃以上。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种复材机床床身矿物铸件，其特征在于：所述耐高温环氧树脂为多官能缩水甘油型环氧树脂。
8.一种复材机床床身矿物铸件的制备方法，其特征在于：
(1)、将如权利要求1至7中任一项所述的原料混合搅拌制得混合料；
(2)、将混合料置入真空模具中，并且在50-60℃的真空环境下硬化15-20小时，制得铸件；
(3)、将制得的铸件放入烘烤箱中烘烤10-14小时，烘烤温度为100-150℃，然后降温至10-20℃并保持3-5小时，制得成品铸件。
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