石材切割机盖技术领域
本发明涉及石材切割机领域，尤其涉及一种石材切割机盖。
背景技术
石材切割机是一种由切割刀组，石料输送台，定位导板及机架组成的多刀多级石
材切割机器，可用于直线切割各类砖体以及玻璃等物体，该机器具有环保清洁，精准高质等
特点。石材切割机盖在机器使用过程中能起到保护工作人员安全的作用，然而传统的石材
切割机盖结构复杂，体积和重量都较大，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种结构简单、重量轻、
成本低、使用寿命久的石材切割机盖。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：石材切割机盖，包括：
盖体部，所述盖体部首末两端均为圆弧结构，末端圆弧结构半径大于首端圆弧结
构半径，两圆弧结构相切连接，盖体部上表面的边向下垂直延伸形成盖体部侧面；
柱体部，所述柱体部通过一连接柱连接到盖体部一侧，所述柱体部截面上相对的
两条边平行，另外两条边成对称的圆弧结构，所述柱体部上表面为斜坡面。
在上述的石材切割机盖中，所述盖体部首端圆弧结构为向上凸起结构，所述凸起
结构中心设有第一圆形通道贯穿所述盖体部上表面，所述凸起结构表面均匀设有四个凹
槽，所述凸起结构圆周向未与柱体连接的一侧延伸形成第一固定座。
在上述的石材切割机盖中，所述盖体部末端圆弧结构为向下凹陷结构，所述凹陷
结构中心设有第二圆形通道贯穿所述盖体部上表面，所述凹陷结构圆周向未与柱体连接的
一侧延伸形成第二固定座。
在上述的石材切割机盖中，所述盖体部和柱体部均由三维编织纤维/铝合金复合
材料制成。
由于铝合金的密度低、强度高、塑性好，所以本发明石材切割机盖采用铝合金材料
制成能很好的解决传统石材切割机盖体积和重量大的问题，使石材切割机盖更轻量化，使
用和搬运更方便。而且，铝合金的价格低廉，能降低本发明石材切割机盖的生产成本。
另外，本发明还在铝合金材料中预先形成有三维编织纤维预型件，将预型件作为
增强骨架形成一种层合复合材料，可显著提高铝合金的强度、刚度等性能，使复合材料具有
优良的抗冲击损伤性能、力学性能和耐烧蚀性能，综合性能优良。
所以，本发明盖体部和柱体部均采用三维编织纤维/铝合金复合材料制成，可以获
得综合性能优良，且质量轻、成本低的石材切割机盖。
在上述的石材切割机盖中，所述三维编织纤维/铝合金复合材料中三维编织纤维
的体积百分比为10-20％。三维编织纤维在复合材料中含量过多或过少，均起不到较好的增
强作用，复合材料的综合性能难以得到有效提高。因此本发明以铝合金为主体，添加10-
20％的三维编织纤维形成综合性能较好的三维编织纤维/铝合金复合材料，并用来制成本
发明石材切割机盖的盖体部和柱体部，从而获得综合性能优异的制品。
在上述的石材切割机盖中，所述三维编织纤维由碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高
硅氧纤维、芳纶纤维中的一种或多种经三维全五向编织而成。三维全五向编织是指在三维
五向编织预型件的空位处增加轴向纱，这样可以有效的消除轴向空位的存在，制成的三维
全五向编织纤维材料可以有效弥补三维四向、三维五向编织纤维材料在轴向性能上的不
足。
在上述的石材切割机盖中，所述三维全五向编织的编织角为10-15度。纤维的编织
角越小，越有利于材料性能的改进，本发明中10-15度的编织角可以使三维编织纤维材料获
得较好的弯曲强度等性能。
在上述的石材切割机盖中，所述铝合金由以下质量百分比成分组成1.7％≤Mg≤
2.3％，5.8％≤Zn≤6.7％，0＜Zr≤0.15％，0＜Sc≤0.4％，Mn＜0.4％，Cr＜0.15％，Ti＜
0.1％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。
在上述的石材切割机盖中，所述铝合金中Zr和Sc的质量百分比之和0.3％-
0.45％，Sc和Zr的质量比＞1。
本发明在铝合金中添加了微量的Sc元素，Sc元素既是稀土元素又是过渡族金属，
它在铝合金中兼具有稀土元素的净化合金、改善铸锭组织的作用和过渡族金属元素的再结
晶抑制剂作用，且作用效果更佳。此外，Sc元素在铝合金中还可以形成Al3Sc共格沉淀相具
有极强烈的时效硬化作用。因此，添加Sc元素可以全面提高铝合金的强度、韧性、耐热性、耐
蚀性等性能。
另外，本发明还添加了Zr和Ti元素，Zr和Ti元素也属于过渡族金属元素，对铝合金
组织细化的效果仅次于Sc，但是，价格均比Sc便宜，复合添加可以有效降低铝合金的成本。
而且，复合添加上述含量的Sc元素和Zr元素，尤其是，Zr和Sc的质量百分比之和0.3％-
0.45％，Sc和Zr的质量比＞1时，铝合金中形成Zr-Sc晶胞结构偏聚更为强烈，极易析出偏聚
粒子，从而对基体Al晶粒细化作用更为明显。
在上述的石材切割机盖中，所述盖体部和柱体部均通过以下步骤制成：将纤维材
料经三维全五向编织成三维编织纤维，将三维编织纤维固定在盖体部和柱体部的模具后浇
入由铝合金熔炼而成的金属液体，得到盖体部和柱体部的半成品，将半成品经热处理后得
到盖体部和柱体部。
由于三维编织纤维的柔软性，很难形成稳固的支架，因此在浇入金属液时，需要先
将三维编织纤维固定在模具中，然后再浇入金属液，浇入的速度应不缓不急，使金属液充分
填充到纤维骨架中。
在上述的石材切割机盖中，模具温度为230-260℃，浇注温度为660-680℃，加压压
力为80-100MPa，建压时间为1-3s，保压时间为5-10s。
在上述的石材切割机盖中，热处理包括固溶处理和时效处理，所述固溶处理的温
度为500-530℃，时间为30-50min。
在上述的石材切割机盖中，时效处理的温度为100-150℃，时间为20-30h。
本发明三维编织纤维/铝合金复合材料制成的盖体部和柱体部半成品经固溶处理
后进行时效处理，从而细化晶粒和晶界，而晶粒和晶界越细小，制品的强度等综合性能越
好。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明石材切割机盖仅包括盖体部和柱体部两部分，结构简单，制造难度低，且
节约成本，同时固定部分增强了机器的稳固性，使得生产过程更加安全可靠。
2.本发明石材切割机盖的盖体部和柱体部均采用三维编织纤维/铝合金复合材料
制成，可以获得优良的综合性能，且质量轻、成本低。
附图说明
图1为石材切割机盖结构示意图。
图中，100，盖体部；110，首端圆弧结构；111，第一圆形通道；112，凹槽；113，第一固
定座；120，末端圆弧结构；121，第二圆形通道；122，第二固定座；200，柱体部；300，连接柱。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描
述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示,本发明石材切割机盖包括盖体部100，柱体部200，柱体部200通过一连
接柱300连接到盖体部100一侧。
进一步地，盖体部100首末两端均为圆弧结构，末端圆弧结构120半径大于首端圆
弧结构110半径，两圆弧结构相切连接，盖体部上表面的边向下垂直延伸形成盖体部侧面。
进一步地，盖体部100首端圆弧结构110为向上凸起结构，所述凸起结构中心设有
第一圆形通道111贯穿所述盖体部上表面，所述凸起结构表面均匀分布有四个凹槽112，所
述凸起结构圆周向未与柱体连接的一侧延伸形成第一固定座113。
进一步地，盖体部100末端圆弧结构120为向下凹陷结构，所述凹陷结构中心设有
第二圆形通道121贯穿所述盖体部上表面，所述凹陷结构圆周向未与柱体连接的一侧延伸
形成第二固定座122。
进一步地，柱体部200截面相对的两条边平行，另外两条边成对称的圆弧结构，柱
体部200上表面为斜坡面。
进一步地，盖体部100和柱体部200均由三维编织纤维/铝合金复合材料制成，其
中，三维编织纤维的体积百分比为10-20％。
进一步地，三维编织纤维由碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中
的一种或多种经三维全五向编织而成，编织角为10-15度。
进一步地，铝合金由以下质量百分比成分组成：1.7％≤Mg≤2.3％，5.8％≤Zn≤
6.7％，0＜Zr≤0.15％，0＜Sc≤0.4％，Mn＜0.4％，Cr＜0.15％，Ti＜0.1％，余量为Al以及
不可避免的杂志元素。其中，Zr和Sc的质量百分比之和0.3％-0.45％，Sc和Zr的质量比＞1。
以下以柱体部200的为具体实施例进行说明，盖体部100的具体实施方案与以下实
施例相同或相近均可：
实施例1：
首先，将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维，编织角为12度。
然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体部
模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压
压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体部半成品。其中，铝合金由以下质量
百分比成分组成：Mg：1.7％，Zn：5.8％，Zr：0.1％，Sc：0.2％，余量为Al以及不可避免的杂志
元素。然后将柱体部半成品进行热处理，热处理包括在515℃下固溶处理45min，然后在120
℃下时效处理24h，得到最终柱体部成品。
实施例2：
首先，将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维，编织角为12度。
然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体部
模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压
压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体部半成品。其中，铝合金由以下质量
百分比成分组成：Mg：1.7％，Zn：5.8％，Zr：0.1％，Sc：0.2％，Mn：0.1％，Cr：0.05％，Ti：
0.01％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体部半成品进行热处理，热处理包括
在515℃下固溶处理45min，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体部成品。
实施例3：
首先，将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维，编织角为12度。
然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体部
模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压
压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体部半成品。其中，铝合金由以下质量
百分比成分组成：Mg：2％，Zn：6％，Zr：0.1％，Sc：0.3％，Mn：0.2％，Cr：0.1％，Ti：0.05％，余
量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体部半成品进行热处理，热处理包括在515℃下
固溶处理45min，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体部成品。
实施例4：
首先，将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维，编织角为12度。
然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体部
模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压
压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体部半成品。其中，铝合金由以下质量
百分比成分组成：Mg：2％，Zn：6.2％，Zr：0.15％，Sc：0.25％，Mn：0.3％，Cr：0.1％，Ti：
0.06％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体部半成品进行热处理，热处理包括
在515℃下固溶处理45min，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体部成品。
实施例5：
首先，将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维，编织角为12度。
然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体部
模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压
压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体部半成品。其中，铝合金由以下质量
百分比成分组成：Mg：2.2％，Zn：6.5％，Zr：0.12％，Sc：0.3％，Mn：0.35％，Cr：0.12％，Ti：
0.05％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体部半成品进行热处理，热处理包括
在515℃下固溶处理45min，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体部成品。
实施例6：
首先，将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维，编织角为12度。
然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体部
模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压
压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体部半成品。其中，铝合金由以下质量
百分比成分组成：Mg：2.3％，Zn：6.7％，Zr：0.15％，Sc：0.25％，Mn：0.3％，Cr：0.12％，Ti：
0.08％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体部半成品进行热处理，热处理包括
在515℃下固溶处理45min，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体部成品。
将实施例1-6制得的柱体部进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1：
对比例1：
对比例1与实施例4的区别仅在于，对比例1中没有添加三维编织纤维预型件。
对比例2：
对比例2与实施例4的区别仅在于，对比例2中添加了体积百分比为8％的三维编织
碳纤维预型件。
对比例3：
对比例3与实施例4的区别仅在于，对比例3中添加了体积百分比为25％的三维编
织碳纤维预型件。
对比例4：
对比例4与实施例4的区别仅在于，对比例4中Zr的质量百分比为0.15，Sc的质量百
分比为0.35％，二者之和为0.5％。
对比例5：
对比例5与实施例4的区别仅在于，对比例5中Zr和Sc的质量百分比均为0.15％，Sc
和Zr的质量比为1。
对比例6：
对比例6与实施例4的区别仅在于，对比例6中Zr的质量百分比为0.1，Sc的质量百
分比为0.15％，二者之和为0.25％。
将对比例1-6制得的柱体部进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2：
从表1和表2可知，由本发明三维编织纤维/铝合金复合材料制成的石材切割机盖
的强度等综合性能较优。
在上述实施例及其替换方案中，三维编织纤维的体积百分比还可以为10％、11％、
12％、13％、14％、16％、17％、18％、19％、20％。
在上述实施例及其替换方案中，三维编织纤维还可以为三维编织玻璃纤维、三维
编织石英纤维、三维编织高硅氧纤维、三维编织芳纶纤维，或者三维编织碳纤维、玻璃纤维、
石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中的混合纤维。
在上述实施例及其替换方案中，三维全五向编织的编织角还可以为10度、11度、13
度、14度、15度。
在上述实施例及其替换方案中，模具温度还可以为230℃、235℃、240℃、245℃、
255℃、260℃。
在上述实施例及其替换方案中，浇注温度为660℃、670℃、675℃、680℃。
在上述实施例及其替换方案中，加压压力为80MPa、81MPa、82MPa、83MPa、84MPa、
85MPa、86MPa、87MPa、88MPa、89MPa、91MPa、92MPa、93MPa、94MPa、95MPa、96MPa、97MPa、
98MPa、99MPa、100MPa，建压时间为1s、3s，保压时间为5s、6s、7s、9s、10s。
在上述实施例及其替换方案中，固溶处理的温度还可以为500℃、505℃、510℃、
520℃、525℃、530℃，时间还可以为30min、32min、35min、38min、40min、43min、46min、
48min、50min。
在上述实施例及其替换方案中，时效处理的温度还可以为100℃、105℃、110℃、
115℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃，时间还可以为20h、21h、22h、23h、25h、
26h、27h、28h、29h、30h。
鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列
举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近。故而此处不对各个实
施例的验证内容进行逐一说明，仅以实施例1-6作为代表说明本发明申请优异之处。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领
域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并
不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练
技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。