精密機床制造的超級材料——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)復合而成的一種新型復合材料產(chǎn)品。它是一種替代鑄鐵但優(yōu)于鑄鐵的新型節能、環(huán)保結構材料——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 家發(fā)明到今已得到了廣泛應用,它對于提高設備的機械性能和精度起到了關(guān)鍵性作用。但對于中國市場(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(hù)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)品已被廣泛應用于高精度數控機床的機臺、橫梁、滑臺、工作臺上。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?xún)r(jià)比，可以等價(jià)替換傳統的鑄鐵產(chǎn)品,未來(lái)前景相當廣闊?！魪碗s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鑄鐵的工藝流程，采用常溫鑄造，可以澆鑄出各種傳統鑄鐵無(wú)法澆鑄的復雜外型。由于礦物鑄件具有和鋼鐵相似的熱膨脹系數，這就造就了其具有極強的整合能力，使用戶(hù)省去很多的機加及裝配時(shí)間，極大地提高了用戶(hù)的生產(chǎn)效率、和經(jīng)濟效益。

機床機臺在用礦物鑄件制作的過(guò)程中，水管、油管、氣管、穿線(xiàn)管、管接頭、接地電線(xiàn)等配件可以直接預埋其中。各種配件安裝孔位（例如線(xiàn)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用戶(hù)圖紙要求對線(xiàn)軌安裝面、絲杠支撐單元安裝面等重要結合面進(jìn)行高精密加工（用進(jìn)口數控龍門(mén)導軌磨床加工），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(zhù)機床主軸的旋轉速度越來(lái)越高，各進(jìn)給軸的加速度越來(lái)越大，機床的動(dòng)態(tài)性能就越顯得重要?？焖俣ㄎ?、刀具快速置換、高速進(jìn)給對機床結構部件不斷地產(chǎn)生共振和動(dòng)態(tài)激勵。除了結構部件的尺寸設計，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。因為它比傳統鑄鐵的吸振性能好10倍，能大幅度降 低振幅和固有頻率。特別是對大幅度的震動(dòng)，礦物鑄件具有極強的吸震能力。馬達的震動(dòng)以及在搬運途中叉車(chē)對礦物鑄件的震動(dòng)影響極小，可以很好地保證機器的精度。再諸如機械切削加工中，可以帶來(lái)更高的精度、更好的表面質(zhì)量、更長(cháng)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)生內應力，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，生成化學(xué)鍵，故而粘結力特別高。另外其收縮率小，穩定性高，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%，這就確保了機床機臺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，大大提高了機臺的動(dòng)態(tài)穩定性。機臺用進(jìn)口數控龍門(mén)導軌磨床進(jìn)行高精密加工，從而獲得持久的、穩定的高精度?！魺岱€定性根據專(zhuān)家估計，機床加工產(chǎn)生的誤差中約有80%由熱影響引起。機床內部或外部熱源、機床預熱、更換工件、加工中斷等情況都是導致熱變形的原因。礦物鑄件的熱傳導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率使得礦物鑄件對溫度的影響（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床因受熱引起的幾何尺寸誤差控制在zui小，從而保證了機床的精度。

◆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、硬化后對一般含有酸性、堿性的切削液、冷卻液有極強的耐腐蝕性。這樣就可以直接在機臺中預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)濟效益?！艚^緣性由于礦物鑄件中的粘結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（不依賴(lài)空氣推進(jìn)系統）中也大量使用了礦物鑄件的零件，極大地增強了潛艇的隱蔽性?！艨焖俳桓兜V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)效率可以達到30件/月，用戶(hù)可以根據自己的采購訂單來(lái)制定開(kāi)金屬模具的數量，保證機床能夠及時(shí)的交付整機廠(chǎng)?！舻V物鑄件的力學(xué)性能礦物鑄件復合材料是一種新型材料，與鑄鐵。鋼材料相比，有許多其他材料達不到的特性，綜合三種材料各種性能