[其他]由聚合物混凝土制造机器零件和机器部件方法

说明书

本发明是关于用聚合物混凝土制造一些部件，特别是机器部件，例如制造机器底座、机架、测试台板等的方法。高聚物混凝土系由颗粒状岩石作混凝土填料与树脂型粘合剂、固化剂以及添加剂混合，然后浇注，固化成型。采用强度高的岩石，破碎成颗粒状，经筛选分成一定大小比例的颗粒状混合物，并用粘合剂粘合。当液态固化时使固体颗粒润湿，从而起到润滑作用。

按已知方法，如已发表的达姆施塔特城，累姆有限公司的“普勒克辛里斯MA-混凝土结构件”-“Plexilith    MA-Beton    Kθnotruktionsteile”der    Rǒhm    GnbH，Darmstadt），用粘合剂包住颗粒达到较好的内聚力。此种聚合物混凝土的机械强度和弹性模数主要受粘合剂的影响。要保持长时期的（优良）性能是件困难的事，特别是蠕变稳定性，因为稳定性首先是要经过一段长的时间后，例如100天后，才能判定出来。

关于这方面已发表有报告（见1983年3月18日佛利直·施图特尔股份公司他尼尔先生Fritz    studer    AG，H·Tanner发表的“聚合物混凝土在机床中的应用”累根斯坦夫-苏黎世Regen-sdorf-Zürich）指出，应努力谋求使机床应力尽可能由岩石承受。采用适宜的粘合剂在工艺前期以及固化时对岩石颗粒起着润滑作用。报告中还进一步指出，各种大小岩石颗粒通过筛选分成一定的混合比例，不应由于产生微裂纹而减弱强度。选择岩石时应注意采用高强度岩石，它的比重要大些，并且在结构上尽可能没有方向性，最好选用深成岩，如玄武岩、燧石、辉长岩、辉绿石、闪长岩和火成岩并应指出，所有破碎的岩石表面结构以及岩石的外形具有重要的意义。

本发明的任务是创造一种能生产高强度，保持长期性以及有很好蠕变性的机器部件的方法。

可采用比岩石弹性模数更高的硬质混合细粒状填料粒子，主要采用粉碎成基本上是立方形的颗粒，将颗粒混合物和粘合剂浇注到模子中，然后固化，过程中应使尽量多的相邻的颗粒互相接触，并使粘合剂体系至少是部分地进到混合填料中和岩石颗粒之间的空穴中以及外表面层，以满足上述任务。

采用这种方法制成的聚合物混凝土的机械部件的性能受粘合剂的影响很小。在硬质材料的填料混合物中加入细颗粒部分可以使机械性能，特别使弹性模数以及强度得到改善，因为由目前知识可知，正是这些细颗粒对上述性能下降具有特别重要的作用。此种聚合物混凝土的性能与天然岩石的性能很近似，并且还有明显的改进。因为由岩石颗粒和硬质材料组成的颗粒彼此直接接触，互相支撑，可以直接由颗粒传递出现的作用力。近似立方形颗粒的最大优点是有利于互相形成致密体，并且彼此形成平面。其优点是如果颗粒成为齿状或凹凸状断面时，也可互相楔紧，承担和传递作用力，而不必调节各个表面互相垂直。颗粒互相楔紧后彼此不会出现移动。由于岩石颗粒和硬质材料对作用力的直接传递进一步排除了粘合剂的作用。在硬化过程中，可使机器部件的外形尺寸几乎不会收缩，而且长期使用性和蠕变性也很好。

细微颗粒，特别是粉状颗粒对聚合物混凝土制造的结构件的蠕变稳定性和弹性模数起着消极的影响。因此细微颗粒在混凝土中的含量应尽可能少。本发明进一步提出岩石颗粒的大小的混合比例的筛分线应通过试验确定，对试验物体进行蠕变试验，由结果规定细微颗粒部分的含量。此种规定一方面排除了不允许的蠕变性，而另一方面防止出现由许多孔隙形成的空穴。

本发明进一步指出所用硬质材料的颗粒的粒度不大于1毫米。当细颗粒为约1毫米粒度的硬质材料时，其聚合物混凝土的强度和弹性模数得到明显的改善。

本发明进一步规定，可用氧化铝、碳化硅、氮化硅、石英或者这些物质的混合物作为细颗粒是适用的，这些东西一方面具有很高的弹性模数，比钢的还高些;另一方面它们的价格也较便宜，这样就使整个造价不致太贵。

按本发明制造的机器部件从总的讲其优点还可减小壁厚及减小其他尺寸，因为采用硬质材料的细颗粒后使强度明显改进。

本发明进一步的扩大规定，采用的粘合剂其液态时的粘度约为100至300毫帕·秒（mpa·Sec）。采用双酚A-环氧树脂和脂肪族聚酰胺固化剂粘合剂系统是适宜的。具有上述粘度的此种粘合剂一方面可使颗粒较易进入相应的位置，以形成最大的致密度;而另一方面也容易使颗粒之间互相挤紧。当然不应将粘合剂调节得使胶凝点接近固化终点。实践证明，当粘合剂调节成经过2至3小时后达到胶凝点为最好。