[发明专利]一种新型矿物质材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种新型矿物质材料，由以下重量百分比的原料制成：65%‑90%的石料、0‑5%的碳纤维、5‑10%的灰粉和5‑20%的环氧树脂及固化剂。还提供其制备方法和用途。本发明的矿物质材料，吸震性好，尤其比铸铁好10倍，带来最佳的振动阻尼和降噪效果。热稳定性好，用于数控机床时，温度的变化对机床的尺寸精度的影响几乎不存在；精度高，浇铸温度低，无内应力，能确保精度；整合性好，可直接铸入管道、电缆、传感器等。耐腐性好，对油、冷却液和其他的腐蚀性液体有很好的抗腐蚀性；节能环保，耗能少，尤其比铸铁耗能减少80%；可作为再生材料二次利用。

技术领域

本发明属于新型矿物质材料领域，具体地，涉及一种新型矿物质材料及其制备方法和用途。

背景技术

现有的车床床身为铸铁铸造而成，分为床身底座、拖板与主轴箱，其中主轴箱和床身是分体结构。此类车床存在诸多缺点：

1、分体铸铁床身的吸震性能只有整体矿物铸件床身的1/20。

2、床身和主轴箱分体式的结构，吸收主轴震动的能力差，螺栓会因运输、撞刀、震动等原因，产生松动，影响精度。

3、主轴箱装配需要技术工人，而且费时费力，一台床头箱一个熟练的技术工人一天都不一定能装配好。每次装配主轴箱都要反复刮研，反复吊装。

4、主轴箱传统的制造方式需要高精度的镗床加工，孔的尺寸精度和同轴度不好保证，加工成本很高。

5、传统床身底座和主轴箱的结合面、线轨安装面需要上导轨磨床磨削加工，成本高，精度不好控制。

6、铸铁高能耗、重污染。

矿物铸件是以天然石料为骨料、热固性树脂为胶黏剂，经过混合搅拌、振动密实、聚合反应固化而制成的一种高充填的新型复合材料。矿物铸件材料的振动阻尼能力是铸铁的6-8倍，比钢铁的振动阻尼高大约9-10倍，因为材料的阻尼性能越高，其加工精度越高，所以采用矿物铸件床身的机床具有良好的加工性能。由于矿物铸件材料的比热较高，但热传导系数很低，因此材料具有良好的热稳定性。矿物铸件还有密度小、耐腐蚀、尺寸稳定性好，生产周期短、成本低 (低于铸铁)、材料来源广泛等优势，因此在实际制造工业中，可以替代铸铁等传统金属材料，能够减少大气污染、降低材料成本。

但是矿物铸件的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度较低，在使用过程中容易造成开裂、断裂等问题。为了解决这些问题，公开号为CN107902957A的中国发明专利申请公开了一种高性能矿物铸造机床机架及其制备方法，属于矿物铸造技术领域。本发明中的机床机架包括以下重量份数的组分：花岗岩砂100份，β-SiC 25-38份，高岭土5-7份，环氧树脂22-27份，SEPS颗粒20-25份，固化剂13-21 份，改性玻璃纤维18-29份。本发明在制得的机床机架具有优异的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度，并且导热性能好，抗震性能优异，具有较高的光泽度，使用寿命长。

但是，以上现有技术中的材料组成存在以下缺陷：该配方中只有花岗岩砂作为主料，其余为辅料，而花岗岩砂因其为细小颗粒，而环氧树脂又无法增加产品强度，无法做到较高的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度。

发明内容

为了克服现有技术中的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度不足问题，本发明提供一种新型矿物质材料，通过大小形状不同的石料配合，既增大强度，又增加产品的致密性，具有很好的抗震性、热稳定性。

为了达到以上目的，本发明提供一种新型矿物质材料，由以下重量百分比的原料制成：65％-90％的石料、0-5％的碳纤维、5-10％的灰粉和5-20％的环氧树脂及固化剂。

优选的是，所述石料选自卵石、花岗岩、玄武石、细砂中一种或几种。

上述任一方案优选的是，所述石料由不同粒径级配而成。