礦物鑄件中的孔隙對(duì)性能有什么影響？

礦物鑄造又稱人造大理石，是一種用各種天然礦石，石英砂，玄武巖等原料與一定量的樹(shù)脂粘結(jié)劑混合制作而成的新型材料。與傳統(tǒng)鑄鐵和鋼材相比，礦鑄件材料有更好的吸振性能，抗腐蝕性能和抗磁性能，并且它還有很好的絕緣性能。同時(shí)，相比較天然大理石，具有吸水性低，較強(qiáng)的韌性，不容碎，模具任意成型，易加工等明顯的性能優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)。

礦物鑄件在常溫生產(chǎn)條件下生產(chǎn)，相比較鑄鐵、鑄鋁、鋼材的生產(chǎn)需要大量的能源、產(chǎn)生大量的噪音、粉塵等，礦物鑄件材料是一種節(jié)能、環(huán)保的新型材料。符合國(guó)家大力推進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代政策和降低能耗、減少污染的環(huán)境整治要求。

在產(chǎn)業(yè)升級(jí)和環(huán)境治理的雙重政策驅(qū)動(dòng)下，礦物鑄件以其優(yōu)越的物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能和復(fù)雜的外型成型及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整合能力，以及極高的性價(jià)比所帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)，使其在各類(lèi)機(jī)床領(lǐng)域都具備極其廣闊的應(yīng)用前景。

礦物鑄件看似簡(jiǎn)單，實(shí)則非常的復(fù)雜。礦物鑄造自身的性能受到諸多因素的影響。材料的組成配比、骨料的選擇、所用的改良性環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑及其它添加劑的選擇從根本上決定了其制成品-礦物鑄件的性能；而后續(xù)的攪拌、澆注、夯實(shí)等工藝工程的設(shè)備性能及過(guò)程控制則決定了能否最終實(shí)現(xiàn)配方設(shè)計(jì)時(shí)的機(jī)械、物理和化學(xué)特性。

國(guó)內(nèi)不少礦物鑄件生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品盡管也成為礦物鑄件，在實(shí)際的產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中卻存在這樣那樣的問(wèn)題，普遍存在的問(wèn)題是剛性不夠，主要問(wèn)題在于從一些渠道拿到一些未經(jīng)驗(yàn)證的配方，選用低價(jià)的普通環(huán)氧樹(shù)脂，生產(chǎn)過(guò)程控制不好又缺乏對(duì)最終產(chǎn)品-礦物鑄件的檢驗(yàn)手段。目前礦物鑄件專(zhuān)用改良性樹(shù)脂的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家并不多。

德國(guó)公司中，包括藍(lán)浦在內(nèi)都有自己專(zhuān)門(mén)的產(chǎn)品性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)內(nèi)大部分公司則沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室，甚至很多多年從事這一產(chǎn)品生產(chǎn)的公司都不清楚礦物鑄件的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然也有國(guó)內(nèi)礦物鑄件公司從設(shè)立就建立了自己專(zhuān)門(mén)的材料與性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。

有了專(zhuān)門(mén)的材料和產(chǎn)品性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，才有可能對(duì)所選用的材料及最終產(chǎn)品的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，才有可能不斷的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)，做出更好的礦物鑄件產(chǎn)品。

公司的每一款礦物鑄件的配方在投入批量使用之前，都會(huì)在實(shí)驗(yàn)室里按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行幾百次的驗(yàn)證和測(cè)試以確保其各項(xiàng)性能穩(wěn)定的達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)。

正是由于國(guó)內(nèi)大部分礦物鑄件生產(chǎn)廠家沒(méi)有自己的研發(fā)人員和檢測(cè)設(shè)備，使得其產(chǎn)品的終端用戶成了其產(chǎn)品質(zhì)量的最終檢驗(yàn)場(chǎng)所。在發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候，各種推測(cè)與辯解，使得不少前期率先采用這一客戶對(duì)這一新型材料產(chǎn)生了這樣或者那樣的疑慮。

礦物鑄件生產(chǎn)過(guò)程中，由于改性環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑等其它添加劑反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生熱量，這些在夯實(shí)過(guò)程中熱量以氣泡的方式排出鑄件基體之外。同時(shí)，在攪拌和澆注過(guò)程中，礦物鑄件材料中夾雜了一定的空氣，在夯實(shí)過(guò)程中，這些氣泡隨著材料的材料密實(shí)程度的加強(qiáng)而不斷排出基體之外。這樣，當(dāng)固化逐漸完成的時(shí)候，在礦物鑄件的澆注面表面留下一些非常細(xì)小的氣孔。這些表層的細(xì)小氣孔對(duì)礦物鑄件的機(jī)械性能有什么影響嗎？

正常的在澆注面表層留下的細(xì)小氣孔，經(jīng)過(guò)前期投入礦物鑄件研究和生產(chǎn)的德國(guó)公司以及公司大量的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，對(duì)礦物鑄件本體的物理、化學(xué)、機(jī)械性能沒(méi)有影響。這些表面細(xì)微的氣孔也是礦物鑄造過(guò)程所特有的基本特征之一。

但如果礦物鑄件基體或樣棒的截面也有大量的氣泡孔或者孔隙，則是另外一回事。孔隙越多，孔隙越大，則對(duì)礦物鑄件材料本身的剛度的影響也越大。振動(dòng)夯實(shí)效果不佳的礦物鑄件材料嚴(yán)重的像馬蜂窩，如果進(jìn)行測(cè)試，抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度及彈性模量三項(xiàng)指標(biāo)不及正常指標(biāo)的三分之一。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于要么骨料比不合理，堆積密度有問(wèn)題，要么振動(dòng)夯實(shí)過(guò)程有問(wèn)題；還有就是樹(shù)脂的比例偏低，這三個(gè)方面的一種或者多種都有可能造成礦物鑄件基體內(nèi)孔隙超標(biāo)。

為了減少礦物鑄件基體內(nèi)的孔隙問(wèn)題，國(guó)內(nèi)不少礦物鑄件生產(chǎn)廠家通過(guò)提高環(huán)氧樹(shù)脂的比例從而使得礦物鑄件的外表上看，鑄件孔隙少了，密實(shí)了。但這種做法則大大降低了礦物鑄件基體自身的剛性。并沒(méi)有從根本上解決鑄件剛度降低的問(wèn)題。個(gè)別國(guó)內(nèi)鑄件公司的環(huán)氧樹(shù)脂及其它添加劑的添加比例達(dá)到了不可思議的13%甚至更高。

大量的實(shí)驗(yàn)證明：在振動(dòng)夯實(shí)過(guò)程有效的條件下，礦物鑄件的環(huán)氧樹(shù)脂及其它化學(xué)添加劑的比例越低，礦物鑄件自身的強(qiáng)度越高。

影響礦物鑄件成品自身剛度的因素除了前面提到的配方、攪拌、振動(dòng)夯實(shí)等因素之外，骨料的圓度也有影響，在其它因素不變的情況下，圓度越高，強(qiáng)度也大。材料的清潔度、干濕度都是影響鑄件強(qiáng)度的因素，雜質(zhì)越多，剛性越差，骨料含水率越大，鑄件的剛性越差。

所以，影響礦物鑄件制品物理、化學(xué)和機(jī)械性能的因素非常多，不能簡(jiǎn)單的說(shuō)礦物鑄件的澆注面上有一些細(xì)微的孔隙就認(rèn)為鑄件的性能不好；也不能僅僅看到表面孔隙很少，鑄件的剛度就越大。

判斷一個(gè)工廠的礦物鑄件的物理、化學(xué)和機(jī)械性能能不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)還是看與鑄件一并生產(chǎn)出來(lái)的樣棒的測(cè)試數(shù)據(jù)。通過(guò)測(cè)試出來(lái)的抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度以及彈性模量的數(shù)值來(lái)判斷。

而一個(gè)公司能不能從徹底解決自己的問(wèn)題，改善和提高自己的產(chǎn)品的性能，關(guān)鍵還是要靠公司研發(fā)人員的理論研究以及有沒(méi)有能力在專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。