精密機(jī)床制造的超級(jí)材料——礦物鑄件

礦物鑄件定義礦物鑄件也叫樹(shù)脂混凝土，是用天然花崗巖碎料為主要原料，加入改性高性能熱固性環(huán)氧樹(shù)脂為輔料，經(jīng)過(guò)混合攪拌、振動(dòng)密實(shí)復(fù)合而成的一種新型復(fù)合材料產(chǎn)品。它是一種替代鑄鐵但優(yōu)于鑄鐵的新型節(jié)能、環(huán)保結(jié)構(gòu)材料——非金屬合成材料。

產(chǎn)品性能◆廣闊前景的可替代性 礦物鑄件是一種面向未來(lái)的環(huán)保材料，被歐美等國(guó) 家發(fā)明到今已得到了廣泛應(yīng)用,它對(duì)于提高設(shè)備的機(jī)械性能和精度起到了關(guān)鍵性作用。但對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)來(lái)說(shuō),這個(gè)領(lǐng)域還是空 白。通過(guò)不斷地研發(fā)、改進(jìn)、創(chuàng)新及與用戶互動(dòng)，將礦物鑄件產(chǎn)品的優(yōu)化做到極 致。礦物鑄件產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于高精度數(shù)控機(jī)床的機(jī)臺(tái)、橫梁、滑臺(tái)、工作臺(tái)上。特別是在鑄鐵材料價(jià)格飛漲的今天,礦物鑄件產(chǎn)品其優(yōu)良的性價(jià)比，可以等價(jià)替換傳統(tǒng)的鑄鐵產(chǎn)品,未來(lái)前景相當(dāng)廣闊。◆復(fù)雜外型的成型能力和整合能力礦物鑄件由于采用不同于傳統(tǒng)鑄鐵的工藝流程，采用常溫鑄造，可以澆鑄出各種傳統(tǒng)鑄鐵無(wú)法澆鑄的復(fù)雜外型。由于礦物鑄件具有和鋼鐵相似的熱膨脹系數(shù)，這就造就了其具有極強(qiáng)的整合能力，使用戶省去很多的機(jī)加及裝配時(shí)間，極大地提高了用戶的生產(chǎn)效率、和經(jīng)濟(jì)效益。

機(jī)床機(jī)臺(tái)在用礦物鑄件制作的過(guò)程中，水管、油管、氣管、穿線管、管接頭、接地電線等配件可以直接預(yù)埋其中。各種配件安裝孔位（例如線軌、絲杠支撐單元、鈑金、拖鏈、光柵尺等）可以直接用304不銹鋼鑲嵌件與礦物鑄件澆鑄在一起。澆鑄完成后的毛坯根據(jù)用戶圖紙要求對(duì)線軌安裝面、絲杠支撐單元安裝面等重要結(jié)合面進(jìn)行高精密加工（用進(jìn)口數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床加工），其余非重要安裝面則無(wú)需加工，由灰鑄鐵精加工模具保證礦物鑄件大面的平直度及外形尺寸?！粑鹦?隨著機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)速度越來(lái)越高，各進(jìn)給軸的加速度越來(lái)越大，機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能就越顯得重要?？焖俣ㄎ?、刀具快速置換、高速進(jìn)給對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)部件不斷地產(chǎn)生共振和動(dòng)態(tài)激勵(lì)。除了結(jié)構(gòu)部件的尺寸設(shè)計(jì)，部件的撓曲性、質(zhì)量分布、動(dòng)態(tài)剛性等性能很大程度上受到材料阻尼特性的影響。礦物鑄件為這些問(wèn)題提供了一個(gè)良好的解決方案。因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)鑄鐵的吸振性能好10倍，能大幅度降 低振幅和固有頻率。特別是對(duì)大幅度的震動(dòng)，礦物鑄件具有極強(qiáng)的吸震能力。馬達(dá)的震動(dòng)以及在搬運(yùn)途中叉車對(duì)礦物鑄件的震動(dòng)影響極小，可以很好地保證機(jī)器的精度。再諸如機(jī)械切削加工中，可以帶來(lái)更高的精度、更好的表面質(zhì)量、更長(zhǎng)的刀具使用壽ming。

◆高精度礦物鑄件采用常溫鑄造，固化后不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，材料不變形。由于改性高性能熱固性環(huán)氧樹(shù)脂分子中，含有脂肪族羥基、醇基及基中極為活潑的環(huán)氧基，而羥基和醚基的極性，使得環(huán)氧樹(shù)脂分子和相鄰表面之間產(chǎn)生電磁吸力，環(huán)氧基與介質(zhì)表面產(chǎn)生反應(yīng)，生成化學(xué)鍵，故而粘結(jié)力特別高。另外其收縮率小，穩(wěn)定性高，硬化后的收縮率為２％；添加填料成為礦物鑄件后，收縮率小于0.2%，這就確保了機(jī)床機(jī)臺(tái)各部件幾何位置的精 確固定以及靜態(tài)、動(dòng)態(tài)扭力及扭矩的吸收。礦物鑄件的震動(dòng)阻尼性能是鑄鐵的10倍，大大提高了機(jī)臺(tái)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。機(jī)臺(tái)用進(jìn)口數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床進(jìn)行高精密加工，從而獲得持久的、穩(wěn)定的高精度?！魺岱€(wěn)定性根據(jù)專家估計(jì)，機(jī)床加工產(chǎn)生的誤差中約有80%由熱影響引起。機(jī)床內(nèi)部或外部熱源、機(jī)床預(yù)熱、更換工件、加工中斷等情況都是導(dǎo)致熱變形的原因。礦物鑄件的熱傳導(dǎo)率是鑄鐵的二十五分之一，比熱容是鑄鐵的兩倍。高比熱容和低熱傳導(dǎo)率使得礦物鑄件對(duì)溫度的影響（如更換工件）和周邊溫度波動(dòng)有良好的熱慣性。這樣可以有效地把機(jī)床因受熱引起的幾何尺寸誤差控制在zui小，從而保證了機(jī)床的精度。

◆耐腐蝕性由于礦物鑄件的主要原料為天然花崗巖碎料，其成分為二氧化硅和改性高性能熱固性環(huán)氧樹(shù)脂混合、硬化后對(duì)一般含有酸性、堿性的切削液、冷卻液有極強(qiáng)的耐腐蝕性。這樣就可以直接在機(jī)臺(tái)中預(yù)留用于貯藏液體的型腔。這樣省掉了水箱或油箱，大大提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益?！艚^緣性由于礦物鑄件中的粘結(jié)劑與填料均為非金屬物質(zhì)，也就讓它具有天生的絕緣性。例如在潛艇的AIP系統(tǒng)（不依賴空氣推進(jìn)系統(tǒng)）中也大量使用了礦物鑄件的零件，極大地增強(qiáng)了潛艇的隱蔽性。◆快速交付礦物鑄件毛坯固化時(shí)間為8小時(shí)，脫模清理后再次以40°的溫度保溫24小時(shí)即可安排精加工，基本可以做到1件/天，這樣1套金屬模具的生產(chǎn)效率可以達(dá)到30件/月，用戶可以根據(jù)自己的采購(gòu)訂單來(lái)制定開(kāi)金屬模具的數(shù)量，保證機(jī)床能夠及時(shí)的交付整機(jī)廠?！舻V物鑄件的力學(xué)性能礦物鑄件復(fù)合材料是一種新型材料，與鑄鐵。鋼材料相比，有許多其他材料達(dá)不到的特性，綜合三種材料各種性能