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矿物铸件的主要材料

矿物铸件是一种树脂基非金属复合材料。是以改性环氧树脂和固化剂为胶连剂,以花岗岩、玄武岩、石英砂颗粒等无机矿物为增强材料,采用科学级配比并加入一定的填料辅助剂,经多道工艺复合而成的一种材料,在常温下通过模具浇铸而型成;其成型精度高,尺寸稳定,通过模具实现了复杂外形的铸造,可以用来制造机床、设备等产品的结构铸件。

材料的特点:

一体性 : 构件加工成型过程中复合材料随之形成

可设计性 : 力学、机械性能、热、声、光、电、防腐、抗老化等物理、化学性能

工艺依赖性:构件性能对工艺方法、过程、参数依赖性较大

复合效应 : 复合后形成新的性能

矿物铸件(行业术语)=树脂混凝土或人造花岗岩,属树脂基复合材料其中一种。

材料的性能:

这种材料有非常好的吸振性和热稳定性,其阻尼比是灰铸铁的6倍以上。釆用矿物铸件复合材料床身后,机床主要部件上的绝对振动速度和振动幅值都有所降低,整机的动态特性有明显改善。热容量是灰铸铁的2倍,热传导率是灰铸铁的1/20以下,在遇到短时内外界温度变化时,温度恒定时间要长3倍,而温度影响的反应振幅只有1/3。与天然花岗岩(大理石)相比,矿物铸件复合材料可以做成任何形状,有很好的成型性,己经成为制造高档机床基础件的材料之一。己批量用于制造超精加工机床、精密磨床、加工中心、高速车床和其他对动态性能和热稳定性要求较高机床床身、基座、立柱和工作台等基础件,改善了机床的动态性能,在其它行业,如医疗、汽车、风力发电等的应用也逐步发展。

矿物铸件的发展:

由于战争年代的困难和生铁缺乏,1917年德国的Schlesinger首先釆用钢筋混凝土制造车床床身。上世纪70年代,瑞士、德国和意大利的一些公司相续推出了釆用钢筋混凝土和人造花岗岩做基础件的机床产品,应用的目的则由降低成本转向提高机床性能,主要用于高精度机床和自动化机床。瑞士的斯图特(Stu­der)公司第一个将人造花岗岩床身用在RA5磨床产品上。解决了钢筋混凝土强度低、尺寸稳定性差、耐腐蚀性能低等缺点,并在1979年欧洲国际机床展览会上展出。

矿物铸件在中国市场的发展:2007年左右第一批投入生产的为外资及设备制造商,大部分外销。如EMAG、SCHNEEBERGER、 RAMPF、大连光洋,山东纳诺,第二批进入的为2017年前后,开始做OEM的产品,如山东永华、汤普斯伦、盟鼎、德数等。

截止到目前,国内生产矿物铸件的企业约不到20家,区域集中分布在江浙沪及山东,江浙沪企业的基础配方大部来源于 RAMPF,执行的德国DIN 51290机械工程用聚合物混凝土标准。山东企业的技术依托山东大学材料科学与工程学院研发的聚合物矿物铸件技术,大部分之前做人造大理石转做矿物铸件,使用GBT32667 2016机械用人造花岗石标准生产。

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