[发明专利]金属焊接件复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种金属焊接件复合材料，包括由钢板焊接而成的金属外壳和填充在所述金属外壳内的树脂混凝土；所述树脂混凝土的组分及质量百分比为：环氧树脂4%～8%，固化剂1%～4%，石英石50%～70%，石英砂8%～15%，石英粉6%～15%；所述树脂混凝土与金属外壳的质量比为2:1～3:1。本发明还涉及该金属焊接件复合材料的制备方法。本发明的金属焊接件复合材料弥补金属焊接件性能的不足，强度高，结构稳定耐用。

技术领域

本发明涉及一种金属焊接件复合材料及其制备方法，属于机械制造技术领域。

背景技术

传统的机床床身及机床的大型结构件一般采用砂型铸造而成，成本低，生产工艺简单，生产周期短，虽然耐磨性与消震性好，但是会出现缩孔、缩松缺陷等铸造缺陷，尤其是制造大型铸件时，质量不容易保证。

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至8倍，比钢铁的振动阻尼高大约9至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。中国专利文献CN105776949A（申请号：201610069783.8）公开了一种基于鹅卵石的复材机床床身矿物铸件及其制备方法，主要成分是鹅卵石、石英砂、环氧树脂和固化剂，就是一种典型的矿物铸件。

目前，还有采用硅酸盐水泥钢纤维混凝土来制造机床床身，但是弹性模量和抗拉强度只有铸铁的1/4～1/5，且因为其材料表面不耐切削液的腐蚀而没办法得到应用。中国专利文献CN101913192A（申请号: 201010247851.8）公开了一种混凝土机床床身结构的制造方法，机床床身结构由两种材料复合构建，其内核材料为硅酸盐水泥钢纤维混凝土，其表层材料为环氧树脂混凝土，以解决硅酸盐水泥钢纤维混凝土来制造机床床身的技术问题，但是由于两种材料都是无机材料，复合后的材料力学性能依然一般。

中国专利文献CN107935455A（申请号：201711202402.X）公开了一种矿物铸造机床机架及其制备方法，其成分中除了花岗岩砂、硅灰石、重晶石粉、改性环氧树脂和固化剂，还增加了热可塑性聚氨酯和增强纤维，具有优异的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度，并且在高温时导热性能好，具有较高的光泽度，使用寿命长。但是仍然是无机材料为主，性能提升有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提出一种弥补金属焊接件性能的不足，强度高，结构稳定耐用的金属焊接件复合材料，以及该金属焊接件复合材料的制备方法。

本发明为解决上述技术问题提供的一种技术方案是一种金属焊接件复合材料，包括由钢板焊接而成的金属外壳和填充在所述金属外壳内的树脂混凝土；所述树脂混凝土的组分及质量百分比为：环氧树脂4%～8%，固化剂1%～4%，石英石50%～70%，石英砂 8%～15%，石英粉6%～15%；所述树脂混凝土与金属外壳的质量比为2:1～3:1。

上述石英石的粒径为4mm～16mm，所述石英砂粒径为0.5mm～2mm，所述石英粉的粒径为0.01mm～1mm。

上述环氧树脂是缩水甘油醚类环氧树脂。

上述固化剂是芳香族胺类固化剂、聚醚胺类固化剂和脂环族胺类固化剂中的一种或多种。

上述金属外壳由底板和围绕在底板四周的边板焊接而成，所述金属外壳内部焊接有加强筋。

本发明为解决上述技术问题提供的另一种技术方案是一种金属焊接件复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A、将钢板焊接成金属外壳；