一种金属切削机床体复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机械材料领域，具体涉及一种金属切削机床体复合材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的不断发展，各行业对机械设备的要求也越来越高。机床作为机械加工 的基础，其加工精度更是被作出了更高的要求，提高其速度和效率也成为了必经之路，是制 造精密机械设备必然的要求。我们上述提到的提高速度和效率实质上就是要求缩短加工时 间，与此同时，速度加快必然会引起加工过程中工件等的周期性振动，从而使得其相对位置 发生变化而偏离轨道，这样不仅会影响机床的加工精度和工件的质量，而且会产生崩刃打 刀等问题，使加工进程无法继续。要解决这个问题主要是通过优化机械系统结构和提高机 床基础构件材料性能等方法。而目前所使用的机床基础构件材料具有制备周期较长、阻尼 减振性能差、生产会产生污染等缺点，因此，研究开发一种力学性能好和减震性能佳的机床 材料对于推动整个机械行业的发展具有重要的意义。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种金属切削机床体复合材料，具有很 好的力学性能，热膨胀系数低，热性能稳定，同时具有卓越的减震性能。
[0005] 技术方案:一种金属切削机床体复合材料，由以下成分制备而成:酚醛树脂15-25 份、双酚A型环氧树脂30-50份、玄武岩粉末5-10份、花岗岩粉末10-15份、纳米二氧化硅5-10 份、碳纤维2-5份、聚二甲基硅氧烷0.4-0.8份、聚氧丙烯甘油醚0.2-0.4份、γ-巯丙基三甲 氧基硅烷4-8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷2-5份、聚四氟乙稀0.2-0.5份、二乙烯三 胺6-10份、偏苯三酸酐4-8份、磷酸酯2-5份、丙酮5-10份、去离子水40-70份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种金属切削机床体复合材料，由以下成分制备而成:酚醛 树脂18-23份、双酚Α型环氧树脂35-45份、玄武岩粉末6-9份、花岗岩粉末11-14份、纳米二氧 化硅6-9份、碳纤维3-4份、聚二甲基硅氧烷0.5-0.7份、聚氧丙烯甘油醚0.25-0.35份、γ -巯 丙基三甲氧基硅烷5-7份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷3-4份、聚四氟乙稀0.3-0.4份、 二乙烯三胺7-9份、偏苯三酸酐5-7份、磷酸酯3-4份、丙酮6-9份、去离子水50-60份。
[0007] 上述金属切削机床体复合材料的制备方法包括以下步骤： 步骤1:将酚醛树脂、双酸Α型环氧树脂、二乙烯三胺、偏苯三酸酐、磷酸酯和丙酮混合搅 拌20-40分钟； 步骤2:将玄武岩粉末、花岗岩粉末、纳米二氧化硅、碳纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、 乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和去离子水混合搅拌30-60分钟； 步骤3:放入烘箱中在温度70-90°C下烘干； 步骤4:将所有组分混合，放入水浴锅中在温度70-90°C下搅拌均匀； 步骤5:倒入模具中，在室温下固化24小时； 步骤6:脱模，放入烘箱中，在温度80-90 °C下固化24-26小时； 步骤7:在室温下继续固化7天即得。
[0008]进一步优选的，步骤1中搅拌时间为25-35分钟。
[0009]进一步优选的，步骤2中搅拌时间为40-50分钟。
[0010]进一步优选的，步骤3中温度为75-85°C。
[0011]进一步优选的，步骤4中温度为75-85°C。
[0012]进一步优选的，步骤6中温度为85°C，时间为25小时。
[0013]有益效果:本发明的金属切削机床体复合材料具有很好的力学性能，其抗压强度 最高可达151.9MPa，热膨胀系数低，当在温度90°C时，其热膨胀系数最低仅为9.47 X 10_6/ °C，热性能稳定，同时其阻尼比达到了 0.37,具有卓越的减震性能。
[0014]
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 一种金属切削机床体复合材料，由以下成分制备而成:酚醛树脂15份、双酚A型环氧树 脂30份、玄武岩粉末5份、花岗岩粉末10份、纳米二氧化硅5份、碳纤维2份、聚二甲基硅氧烷 〇. 4份、聚氧丙烯甘油醚0.2份、γ -巯丙基三甲氧基硅烷4份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅 烷2份、聚四氟乙稀0.2份、二乙烯三胺6份、偏苯三酸酐4份、磷酸酯2份、丙酮5份、去离子水 40份。
[0016] 上述金属切削机床体复合材料的制备方法为:先将酚醛树脂、双酚Α型环氧树脂、 二乙烯三胺、偏苯三酸酐、磷酸酯和丙酮混合搅拌20分钟;将玄武岩粉末、花岗岩粉末、纳米 二氧化硅、碳纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和去离子水 混合搅拌30分钟，再放入烘箱中在温度70°C下烘干;将所有组分混合，放入水浴锅中在温度 70°C下搅拌均匀，然后倒入模具中，在室温下固化24小时，脱模，放入烘箱中，在温度80°C下 固化24小时，最后在室温下继续固化7天即得。
[0017] 实施例2 一种金属切削机床体复合材料，由以下成分制备而成:酚醛树脂18份、双酚A型环氧树 脂35份、玄武岩粉末6份、花岗岩粉末11份、纳米二氧化硅6份、碳纤维3份、聚二甲基硅氧烷 0.5份、聚氧丙烯甘油醚0.25份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷5份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基） 硅烷3份、聚四氟乙稀0.3份、二乙烯三胺7份、偏苯三酸酐5份、磷酸酯3-4份、丙酮6份、去离 子水50份。
[0018] 上述金属切削机床体复合材料的制备方法为:先将酚醛树脂、双酚Α型环氧树脂、 二乙烯三胺、偏苯三酸酐、磷酸酯和丙酮混合搅拌25分钟;将玄武岩粉末、花岗岩粉末、纳米 二氧化硅、碳纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和去离子水 混合搅拌40分钟，再放入烘箱中在温度75 °C下烘干;将所有组分混合，放入水浴锅中在温度 75°C下搅拌均匀，然后倒入模具中，在室温下固化24小时，脱模，放入烘箱中，在温度85°C下 固化25小时，最后在室温下继续固化7天即得。
[0019] 实施例3 一种金属切削机床体复合材料，由以下成分制备而成:酚醛树脂20份、双酚A型环氧树 脂40份、玄武岩粉末7.5份、花岗岩粉末12.5份、纳米二氧化硅7.5份、碳纤维3.5份、聚二甲 基硅氧烷0.6份、聚氧丙烯甘油醚0.3份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷6份、乙烯基三(β-甲氧基 乙氧基)硅烷3.5份、聚四氟乙稀0.35份、二乙烯三胺8份、偏苯三酸酐6份、磷酸酯3.5份、丙 酮7.5份、去离子水55份。
[0020] 上述金属切削机床体复合材料的制备方法为:先将酚醛树脂、双酚Α型环氧树脂、 二乙烯三胺、偏苯三酸酐、磷酸酯和丙酮混合搅拌30分钟;将玄武岩粉末、花岗岩粉末、纳米 二氧化硅、碳纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β_甲氧基乙氧基)硅烷和去离子水 混合搅拌45分钟，再放入烘箱中在温度80°C下烘干;将所有组分混合，放入水浴锅中在温度 80°C下搅拌均匀，然后倒入模具中，在室温下固化24小时，脱模，放入烘箱中，在温度85°C下 固化25小时，最后在室温下继续固化7天即得。
[0021] 实施例4 一种金属切削机床体复合材料，由以下成分制备而成:酚醛树脂25份、双酚A型环氧树 脂50份、玄武岩粉末10份、花岗岩粉末15份、纳米二氧化硅10份、碳纤维5份、聚二甲基硅氧 烷0.8份、聚氧丙烯甘油醚0.4份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基） 硅烷5份、聚四氟乙稀0.5份、二乙烯三胺10份、偏苯三酸酐8份、磷酸酯5份、丙酮10份、去离 子水70份。
[0022] 上述金属切削机床体复合材料的制备方法为:先将酚醛树脂、双酚Α型环氧树脂、 二乙烯三胺、偏苯三酸酐、磷酸酯和丙酮混合搅拌40分钟;将玄武岩粉末、花岗岩粉末、纳米 二氧化硅、碳纤维、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β_甲氧基乙氧基)硅烷和去离子水 混合搅拌