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无锡亿石矿物铸件有限公司
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技术资讯
更新时间:2017/11/29 11:55:41    点击数:1556    

矿物铸件定义
矿物铸件也叫树脂混凝土,是用天然花岗岩碎料为主要原料,加入改性高性能热固性环氧树脂为辅料,经过混合搅拌、振动密实复合而成的一种新型复合材料产品。它是一种替代铸铁但优于铸铁的新型节能、环保结构材料——非金属合成材料。
产品性能
◆广阔前景的可替代性
   矿物铸件是一种面向未来的环保材料,被欧美等国家发明至今已得到了广泛应用,它对于提高设备的机械性能和精度起到了关键性作用。但对于中国市场来说,这个领域还是空白。在这种大环境下,我公司抓住机遇,通过不断地研发、改进、创新及与用户互动,将矿物铸件产品的优化做到极致。目前我公司生产的矿物铸件产品已被广泛应用于高精度数控机床的机台、横梁、滑台、工作台上。特别是在铸铁材料价格飞涨的今天,我公司生产的矿物铸件产品其优良的性价比,可以等价替换传统的铸铁产品,未来前景相当广阔。
◆复杂外型的成型能力和整合能力
矿物铸件由于采用不同于传统铸铁的工艺流程,采用常温铸造,可以浇铸出各种传统铸铁无法浇铸的复杂外型。由于矿物铸件具有和钢铁相似的热膨胀系数,这就造就了其具有极强的整合能力,使用户省去很多的机加及装配时间,极大地提高了用户的生产效率、和经济效益。
机床机台在用矿物铸件制作的过程中,水管、油管、气管、穿线管、管接头、接地电线等配件可以直接预埋其中。各种配件安装孔位(例如线轨、丝杠支撑单元、钣金、拖链、光栅尺等)可以直接用304不锈钢镶嵌件与矿物铸件浇铸在一起。浇铸完成后的毛坯根据用户图纸要求对线轨安装面、丝杠支撑单元安装面等重要结合面进行高精密加工(用进口数控龙门导轨磨床加工),其余非重要安装面则无需加工,由灰铸铁精加工模具保证矿物铸件大面的平直度及外形尺寸。
◆吸震性  
随着机床主轴的旋转速度越来越高,各进给轴的加速度越来越大,机床的动态性能就越显得重要。快速定位、刀具快速置换、高速进给对机床结构部件不断地产生共振和动态激励。除了结构部件的尺寸设计,部件的挠曲性、质量分布、动态刚性等性能很大程度上受到材料阻尼特性的影响。矿物铸件为这些问题提供了一个良好的解决方案。因为它比传统铸铁的吸振性能好10倍,能大幅度降低振幅和固有频率。特别是对大幅度的震动,矿物铸件具有极强的吸震能力。马达的震动以及在搬运途中叉车对矿物铸件的震动影响极小,可以很好地保证机器的精度。再诸如机械切削加工中,可以带来更高的精度、更好的表面质量、更长的刀具使用寿命。               

◆高精度
矿物铸件采用常温铸造,固化后不产生内应力,材料不变形。由于改性高性能热固性环氧树脂分子中,含有脂肪族羟基、醇基及基中极为活泼的环氧基,而羟基和醚基的极性,使得环氧树脂分子和相邻表面之间产生电磁吸力,环氧基与介质表面产生反应,生成化学键,故而粘结力特别高。另外其收缩率小,稳定性高,硬化后的收缩率为2%;添加填料成为矿物铸件后,收缩率小于0.2%,这就确保了机床机台各部件几何位置的精确固定以及静态、动态扭力及扭矩的吸收。矿物铸件的震动阻尼性能是铸铁的10倍,大大提高了机台的动态稳定性。机台用进口数控龙门导轨磨床进行高精密加工,从而获得持久的、稳定的高精度。
◆热稳定性
根据专家估计,机床加工产生的误差中约有80%由热影响引起。机床内部或外部热源、机床预热、更换工件、加工中断等情况都是导致热变形的原因。矿物铸件的热传导率是铸铁的二十五分之一,比热容是铸铁的两倍。高比热容和低热传导率使得矿物铸件对温度的影响(如更换工件)和周边温度波动有良好的热惯性。这样可以有效地把机床因受热引起的几何尺寸误差控制在最小,从而保证了机床的精度。

◆耐腐蚀性
由于矿物铸件的主要原料为天然花岗岩碎料,其成分为二氧化硅和改性高性能热固性环氧树脂混合、硬化后对一般含有酸性、碱性的切削液、冷却液有极强的耐腐蚀性。这样就可以直接在机台中预留用于贮藏液体的型腔。这样省掉了水箱或油箱,大大提高了生产效率和经济效益。
◆绝缘性
由于矿物铸件中的粘结剂与填料均为非金属物质,也就让它具有天生的绝缘性。例如在潜艇的AIP系统(不依赖空气推进系统)中也大量使用了矿物铸件的零件,极大地增强了潜艇的隐蔽性。
◆快速交付
矿物铸件毛坯固化时间为8小时,脱模清理后再次以40°的温度保温24小时即可安排精加工,基本可以做到1件/天,这样1套金属模具的生产效率可以达到30件/月,用户可以根据自己的采购订单来制定开金属模具的数量,保证机床能够及时的交付整机厂。
◆矿物铸件的力学性能
矿物铸件复合材料是一种新型材料,与铸铁。钢材料相比,有许多其他材料达不到的特性,综合三种材料各种性能

如表:   

矿物铸件VS天然大理石比较
   用天然大理石材质制作的机床机台由于全部采用人工切割、下料,生产技术水平落后,无法按用户图纸要求做成整体结构,故拆分成线轨安装面、支撑截面及挡水条截面。线轨安装面、支撑截面通过螺栓联接在一起,这样的机台在长时间的高速运行中螺栓联接部位有可能松动,由于不是整体床身,机床运行的加速度会衰减,达不到高速、高精的要求。挡水条截面则直接用胶水粘结在机台上,长时间使用会发生大面积漏水,从而出现用户大面积退货的情况。而由矿物铸件制作的机台完全可以达到整体床身的图纸要求,挡水边整体浇铸,根本不会出现漏水的情况。并且水管、油管、气管、穿线管、管接头、接地电线等配件可以直接预埋其中,优化了整机设计。另外机床运行中产生的废油通过机台上设计的回油槽统一集中回收,达到了环保要求。这样的布局使得机床得到了完美的设计,这些都是天然大理石无法做到的。
     

     天然大理石机台的线轨、支撑单元、钣金等安装孔位全部是人工打孔,然后对圆柱形镶嵌件涂胶后进行镶嵌,这样处理的安装孔在用扭力扳手进行扭力检测时会产生松动、拔出的情况,给机床带来危害,给用户带来损失。而我公司生产的矿物铸件机台的安装孔位全部是在模具组装时做预埋处理,镶嵌件用螺钉与模具进行固定连接,脱模时拆去连接螺钉,这样安装孔位的镶嵌件会精确地预埋到机台上,实现精准定位。而且矿物铸件使用的镶嵌件是经过深思熟虑、综合考量后设计的。

                              
   矿物铸件所用的镶嵌件不同于天然大理石圆柱形镶嵌件,而是采用304六棱钢原料经过精密加工而成,螺纹孔与端面垂直度达到0.05mm的要求,这就保证镶嵌在线轨、支撑单元等重要安装面的镶嵌件做到绝对垂直的要求,保证机床实现高速、高精的要求。
   天然大理石机台的线轨安装面,支撑单元安装面,底座与横梁结合面全部采用人工研磨的方式处理,虽然单个面的精度很高,但是无法实现这些面的共面要求。这就造就了机床的综合几何精度无法达到高精度,不能满足用户的需求。而矿物铸件机台上的安装面、结合面都是用进口数控龙门导轨磨床进行高精密加工,实现共面要求,保证了机台的高精度。给用户的安装、装配带来了便利。
   天然大理石机台的线轨安装靠肩全部采用板料粘结而成,通过人工研磨的方式处理,这样的加工面是曲线状的,无法实现平直要求,而且毫无刚性可言。而矿物铸件机台上的靠肩面则是与机台一体铸造出来,刚性十足,然后用进口数控龙门导轨磨床进行高精密加工,实现高精度的平直要求。给用户的安装、装配带来了便利。
   天然大理石横梁与床身结合的安装孔位是从上到下打穿的深孔,由此导致这四个孔的孔位不精准,只有将孔打大处理。比如床身的连接螺纹孔为M20,天然大理石横梁的连接孔则为φ26,如果机床出现意外操作而导致撞车,4个超长的螺钉与床身单边3mm的误差使机床精度丧失,造成机床损坏。而矿物铸件横梁的连接孔没有那么深,而且孔的大小合适。比如床身的连接螺纹孔为M20,矿物铸件横梁的连接孔则为φ22,这样产生一个最佳误差的连接配合,给用户的安装、装配带来了便利。 

             

产品应用
矿物铸件作为一种可替代铸铁、铸钢、天然花岗石等传统材料的新兴复合材料,已在精密机床、精密测量设备、电子制造设备、高端医疗设备、轻工业等多个领域获得成功应用,用以提高设备精度和速度,增加工作稳定性、延长工模具使用寿命,减轻设备重量等。矿物铸件与钢结构焊接件结合,形成的金属/焊接结构灌注件,也比单纯的焊接件具有更加优良的性能,并在激光加工机械等获得广泛应用。

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