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精密機床制造的超級材料——礦物鑄件制造工藝流程

      礦物材料鑄件的制造工藝流程圖片礦物復合材料及其機床構件已實現產業化。礦物復合材料是由改性環氧樹脂等材料為膠結料、以花崗石等礦物顆粒為骨料,并經增強纖維或納米顆粒強化,形成的一種新型復合材料,礦物復合材料制品常稱為礦物鑄件(Mineral Castings)。礦物復合材料以其優良的振動阻尼性(減震性)、高的尺寸精度和形狀完整性、低的熱導率和吸濕性、絕佳的耐蝕性和抗磁性等優勢,成為取代傳統金屬或天然礦物材料的理想材料。



      雖然不同用途的礦物材料鑄件,其制造工藝流程會有差別,但就總體而言,其制造工藝流程大致相同,具體可以分為: 原材料配比、混合攪拌、模具制作、部件裝配、澆鑄、夯實鑄件,最后成型(見圖3)。





圖3 礦物材料鑄件的制造工藝流程圖

(1)原材料配比

礦物鑄件是由砂石、填充料、樹脂膠黏劑、固化劑、緩凝劑等原材料按照一定的百分比調配而成的。其原材料的比率多少往往對礦物鑄件有較大影響,另外,砂石的種類、硬度、粒度大小、形狀和含水率都會對礦物鑄件的強度等有比較大的影響,所以,只有不斷研發、試驗、優化原材料比率,才能鑄造出更好的礦物鑄件。

(2)混合攪拌

通過攪拌機或者數控化式連續式攪拌機讓各類砂石、填充料、膠黏劑和添加劑均勻分布和充分混合的過程。攪拌時間不能過短,否則混料不充分; 同時需要攪拌均勻、使砂石填料充分潤濕,否則會影響澆鑄后的產品的性能。

(3)模具制作及部件裝配圖片 

預先制作相應的專用模具,并將其他環節的線管、液壓管、叉車槽、冷卻水管、排屑槽、鋼件等圖1 礦物鑄件材料與鑄鐵材料阻尼特性對比圖2 礦物鑄件的設計包容性預先整合在模具中,便于鑄件的整體澆注成型。



(4)澆注

將充分攪拌的原材料澆灌入預先做好的模具中。與普通鑄鐵澆注類似,該過程要盡可能快速的完成。同時還要通過機械振動的方式,減少氣泡,讓原料快速、緊密的結合。與鑄鐵材料澆注相比,澆注是在常溫下完成,其能耗較低,符合低碳節能環保的要求。

(5)固化成型

在常溫下即可固化形成礦物鑄件。而鑄鐵鑄件往往需要較長的制造周期,且過程復雜,而礦物鑄件其制造周期一般為1~5 天左右,所以礦物鑄件大大縮短了生產周期。降低了生產成本。圖片

礦物鑄件經過不斷地開發及應用,現已經在一些領域廣泛使用,與傳統的鑄鐵鑄件相比,具有很多獨特的特點和優勢,已越來越受眾多工業企業的青睞(見圖4)。




  圖4 礦物材料鑄件應用


       隨著礦物鑄件樹脂配方體系的不斷開發和完善,集料種類的選擇和級配的不斷優化,以及礦物材料鑄件產品力學性能測試的不斷提升,從而可生產出更加高品質的礦物材料鑄件產品,以獲得更多用戶的認可和青睞。



      隨著我國工業水平的不斷發展,以及對環境保護的要求越來越高,將會有越來越多的鑄造行業企業進行轉型升級,越來越多的企業將會采用這種新型材料制造設備,以減少使用傳統鑄鐵材料所產生的工業廢水、廢渣、廢氣所帶來的環境污染。



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