專利名稱：可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)是涉及一種替代鋼鐵部件 的環(huán)保節(jié)能材料。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外大型陶瓷模具總成中有底板，推頂板和模具等三大部件。 該部件要求有高的抗壓抗彎強(qiáng)度，按傳統(tǒng)技術(shù)都采用中厚板鋼材制作，重
達(dá)數(shù)噸，占總成重80%以上，成本占總成成本的50%以上。此外，在傳統(tǒng) 機(jī)床制造技術(shù)工藝中，機(jī)床底座、車床尾架、機(jī)床滑板等部件都是用鑄鐵 制造，不僅制造成本高，而且由于其抗震阻尼性較低，影響了機(jī)床的動(dòng)態(tài) 穩(wěn)定性和加工精度的提高，制約了精密機(jī)床的發(fā)展。為此，如何研發(fā)出一 種具有高的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度、高抗腐蝕性能高的抗震阻尼性和低的熱 膨脹系數(shù)的低成本材料，以代替鑄鐵制造機(jī)床部件，代替鋼板制造模具用 板材，已成為人們值得探討的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種不僅生產(chǎn) 制造成本低廉，而且具有高的比強(qiáng)度和比模量，高的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度， 高抗腐蝕性能和低的熱膨脹系數(shù)的可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合 材料。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的 一種可替代鋼鐵部 件的高性能聚合物復(fù)合材料，其特征在于，它是以一種以上占所述材料質(zhì)
量8%~15%的高性能樹(shù)脂與占所述材料質(zhì)量70%~90%的瓷質(zhì)磚碎塊顆?；蛱烊凰槭蜕傲Ｗ鳛楣橇希驼疾牧腺|(zhì)量0~11%的增強(qiáng)增韌劑、填充劑
組成流態(tài)混合體，注入預(yù)置有鋼構(gòu)件的型腔內(nèi)，固化脫模后形成。
作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述高性能樹(shù)脂選用改性環(huán)氧樹(shù)脂、甲 基丙烯酸脂單體或不飽和樹(shù)脂。
所述高性能樹(shù)脂優(yōu)選占材料質(zhì)量13%，骨料優(yōu)選占材料質(zhì)量80%。 所述骨料中粗、細(xì)骨料的比例范圍為5:3，粗骨料的顆粒度為5 15m/m，細(xì)骨料的顆粒度為1 5m/m。
本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是
1、 本發(fā)明采用一種或一種以上高性能聚合物作為粘結(jié)劑與占材料質(zhì) 量70%以上的陶瓷廢磚碎顆粒作為骨料和少量增強(qiáng)韌劑組成流態(tài)混合體， 注入預(yù)置有鋼構(gòu)件的型腔內(nèi)，固化脫模后，即得所需零部件坯體，再按圖 紙技術(shù)要求進(jìn)行機(jī)械加工而成，具有高的比強(qiáng)度和比模量，高的抗壓強(qiáng)度 和抗彎強(qiáng)度，高抗腐蝕性能和低的熱膨脹系數(shù)，制造成本低廉，比鋼材價(jià) 要低30%以上。
2、 本發(fā)明可大大降低成本，節(jié)約鋼材，減輕模具重量，便于安裝和運(yùn) 輸。此外，該復(fù)合材料還具有比灰鑄鐵高的比剛性和更好的抗震阻性能， 因此，可用來(lái)制作機(jī)床底座，車床尾架，機(jī)床滑板等部件，以代替鑄鐵， 不僅降低制造成本，更重要的是提高了機(jī)床的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和加工精度，對(duì) 促進(jìn)機(jī)床制造精密化發(fā)揮有效作用。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合材料，是一種或一種 以上高性能聚合物作為粘結(jié)劑與占材料質(zhì)量80%的陶瓷廢磚碎顆粒作為 骨料和占材料質(zhì)量7%的增強(qiáng)增韌劑以及填充劑組成流態(tài)混合體，注入預(yù)置有鋼構(gòu)件的型腔內(nèi)，固化脫模后，即得所需零部件坯體，再按圖紙技術(shù) 要求進(jìn)行機(jī)械加工而成，制作出陶瓷模具總成用的底板，推頂板和?？?， 精密機(jī)床底座，尾架，滑板等部件。根據(jù)產(chǎn)品性能和生產(chǎn)工藝要求不同，聚 合物選用改性環(huán)氧樹(shù)脂，甲基丙烯酸脂單體或不飽和樹(shù)脂，其用量控制占
混合體質(zhì)量比的13%。其中，粗細(xì)骨料的顆粒度級(jí)配應(yīng)合理，做到空隙率 和總表面積較小，有合適量的細(xì)顆粒，以滿足混合料的和易性，本實(shí)施例， 骨料中粗、細(xì)骨料的比例范圍為5:3，粗骨料的顆粒度為10m/m，細(xì)骨料 的顆粒度為3m/m。如果產(chǎn)品性能要求不高，允許不采用瓷質(zhì)磚碎塊，而 采用一般的天然碎石和砂粒。預(yù)置鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)根據(jù)所制作的零 部件的受力情況和裝配要求，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，計(jì)算確定，以求得到合理堅(jiān)固的 復(fù)合體，滿足零部件工作和裝配要求。
本復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度和比模量，高的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，高 抗腐蝕性能和低的熱膨脹系數(shù)，制造成本低廉，比鋼材價(jià)要低30%以上。 因此，用該材料制作主要承受壓力和彎曲力的零部件以代替鋼材市場(chǎng)前景 廣闊。例如用來(lái)制作大型陶瓷模具總成中的底板,推頂板和模具等三大部 件。該部件按傳統(tǒng)技術(shù)都采用中厚板鋼材制作，重達(dá)數(shù)噸，占總成重80% 以上，成本占總成成本的50%以上。如用本復(fù)合材料代替，可大大降低成 本，節(jié)約鋼材，減輕模具重量，便于安裝和運(yùn)輸。此外，該復(fù)合材料還具 有比灰鑄鐵高的比剛性和更好的抗震阻性能，因此，可用來(lái)制作機(jī)床底座， 車床尾架，機(jī)床滑板等部件，以代替鑄鐵，不僅降低制造成本，更重要的 是提高了機(jī)床的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和加工精度，對(duì)促進(jìn)機(jī)床制造精密化發(fā)揮有效 作用。
以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解。依然可以對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等
同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù) 的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合材料，其特征在于，它是以一種以上占材料質(zhì)量8％～15％的高性能樹(shù)脂與占材料質(zhì)量70％～90％的瓷質(zhì)碎塊顆?；蛱烊凰槭蜕傲Ｗ鳛楣橇?，和占材料質(zhì)量0～11％的增強(qiáng)增韌劑、填充劑組成流態(tài)混合體，注入預(yù)置有鋼構(gòu)件的型腔內(nèi)，固化脫模后形成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合材料， 其特征在于，所述高性能樹(shù)脂選用改性環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸脂單體或不
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合 材料，其特征在于，所述高性能樹(shù)脂優(yōu)選占材料質(zhì)量13%，骨料優(yōu)選占材 料質(zhì)量80%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合材料， 其特征在于，所述骨料中粗、細(xì)骨料的比例范圍為5:3，粗骨料的顆粒度 5 15m/m，細(xì)骨料的顆粒度1 5m/m。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可替代鋼鐵部件的高性能聚合物復(fù)合材料，其特征在于，它是以一種以上占材料質(zhì)量8％～15％的高性能樹(shù)脂與占材料質(zhì)量70％～90％的瓷質(zhì)磚碎塊顆?；蛱烊凰槭蜕傲Ｗ鳛楣橇虾驼疾牧腺|(zhì)量0～11％的增強(qiáng)增韌劑、填充劑組成流態(tài)混合體，注入預(yù)置有鋼構(gòu)件的型腔內(nèi)，固化脫模后即得所需零部件坯體，再按圖紙技術(shù)要求進(jìn)行機(jī)械加工而成。本發(fā)明可大大降低成本，節(jié)約鋼材，減輕模具重量，便于安裝和運(yùn)輸；用于代替鑄鐵時(shí)，不僅降低制造成本，更重要的是提高了機(jī)床的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和加工精度，對(duì)促進(jìn)機(jī)床制造精密化發(fā)揮有效作用。
文檔編號(hào)C04B14/02GK101580358SQ200910040139
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者陳特夫 申請(qǐng)人:陳特夫