一种高性能高铝陶瓷研磨球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能高铝陶瓷研磨球及其制备方法，原料按重量配比为：84%‑93%氧化铝，4%‑12%二氧化硅，1.8%‑2.5%轻质碳酸钙，0.25%‑0.6%氧化镁，0.03%‑0.05%二氧化钛。制备方法是：选用细晶氧化铝与其他原料按上述配比混合，进球磨机湿磨；用激光粒度分析仪测试粒度达标后，采用离心式喷干塔喷雾干燥；以喷干粉为种子，其余喷干粉处理后作为粉料，滚制成球。本发明专利技术提出的制备方法，所用原料普通易得，操作简单，条件温和；生产的球内外一致、强度高、磨耗低，不仅降低了高速磨使用过程中的碎球率，而且随着使用时间加长并不会出现磨耗加大的情况，大大延长了研磨球的使用寿命，降低生产成本。

Preparation method of a high performance high alumina ceramic grinding ball

The invention discloses a high performance high alumina ceramic grinding ball and its preparation method. The raw material is composed of 84% aluminum oxide 93% alumina, 4% aluminum oxide 12% silica, 1.8% 2.5% light calcium carbonate, 0.25% 0.6% Magnesium Oxide and 0.03% 0.05% titanium dioxide. The preparation method is to select the fine crystal alumina and other raw materials to mix the above ratio and the wet grinding of the ball mill. After the particle size analyzer is used to test the size of the standard, the centrifugal spray drying tower is used to spray drying, and the dry powder is used as the seed and the other dry powder is treated as the powder to roll into the ball. The preparation method proposed by the invention is easy to obtain, simple operation, mild condition, uniform inside and outside ball, high strength and low wear, which not only reduces the ball crushing rate in the process of high speed grinding, but also increases the use of grinding ball with the longer use time and no increase in wear. Life, reduce production costs.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能高铝陶瓷研磨球的制备方法
本专利技术属于无机非金属材料（陶瓷）领域，涉及一种高性能高铝陶瓷研磨球及其制备方法。
技术介绍
球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，可对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。它一般是通过研磨介质之间的挤压、撞击、剪切、研磨等达到细化物料的目的。研磨介质主要有：鹅卵石等天然研磨介质；玻璃球、陶瓷球、钢球等人造研磨介质。近年来随着工业不断发展，对各粉料的使用量不断加大；随着技术的不断革新，对粉料的细化要求也不断升高，从而对球磨机研磨效率及研磨介质的质量要求不断升高。天然研磨介质已不能满足生产使用，人造研磨介质因为机械性能优良而广受欢迎，其中以陶瓷球耐磨性能最好。目前市场上主要销售的陶瓷球主要分为：氧化铝球、氧化锆球、碳化硅、氮化硅球等系列，又以氧化铝球和氧化锆球最为普遍。氧化锆球密度高、强度大、韧性好、耐磨性能好，被广泛应用于砂磨机等高转速的研磨机内；但因其价格较高并未在研磨行业得到普及。氧化铝球因其合适的密度、硬度、耐磨性能、高耐腐蚀性、适中的价格在球磨机、搅拌磨等中低转速的研磨机内得到广泛使用。目前市面上的氧化铝球大部分为92氧化铝球，与氧化锆球相比强度低、磨耗高，从而限制了其在砂磨机等高转速研磨机内的使用。所以，生产出一种高耐磨性、高强度、生产成本低、满足砂磨机等的研磨球正是当务之急。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种高性能高铝陶瓷研磨球，提高了氧化铝球的强度、降低磨耗，可以满足砂磨机等高转速研磨机的使用要求。同时，本专利技术还提供了上述高性能高铝陶瓷研磨球的制备方法，公开一种新的制球方式，对于所有滚制成型的球都适用，解决现有滚制成型的陶瓷球强度普遍较低的问题。本专利技术技术方案如下：一种高性能高铝陶瓷研磨球，原料按重量百分比组成为：84-93%氧化铝，4-12%二氧化硅，1.8-2.5%轻质碳酸钙，0.25-0.6%氧化镁，0.03-0.05%二氧化钛。优选地，所述高性能高铝陶瓷研磨球，进一步添加辅助原料聚丙烯酸铵，所述的聚丙烯酸铵加入量为上述原料总质量的1.0-5.0%。优选地，所述氧化铝为细晶氧化铝；所述的细晶氧化铝，其晶粒尺寸小于1.5μm，优选0.6-1.0μm。优选地，所述高性能高铝陶瓷研磨球，晶粒粒径为1.0-1.5μm。一种高性能高铝陶瓷研磨球的制备方法，步骤包括：1）按配比称取各原料，放入球磨机中湿磨，用离心式喷干塔喷干为喷干粉，然后喷干粉经振动筛选取粒径为180-200目的喷干粉为种子；进一步地，步骤1）中，湿磨至粒径为中位径尺寸0.3-0.6μm。2）步骤1）筛余后的喷干粉用棒销式破碎机打碎，过电磁除铁机除铁后得粉料；向滚球机中加入步骤1）筛取的种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制长球，得生坯球；进一步地，步骤2）中，用棒销式破碎机打碎两次，然后过200目筛；3）步骤2）的生坯球经抛光、干燥，之后温度不超过1380℃窑烧，得高性能高铝陶瓷研磨球。进一步地，步骤3）中，所述的抛光时间为2-4h。进一步地，步骤3）中，所述的干燥为24-36h的常温阴干或者是16-24h的窑尾余热风干燥；水分降至0.5%后干燥结束。进一步地，步骤3）中，所述的窑烧，温度为1320～1380℃，优选采用辊道窑。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：配方简单、原料丰富、价格低廉、生产成本低。通过原料配比调整，利用烧成过程中各原料之间的高温反应，形成一定的液相，可以实现不超过1380℃的低温烧结；采用细晶氧化铝作为原料，使烧成的研磨球晶粒细小；从而大大地提高其耐磨性等机械性能，磨耗可以达到市面上其他氧化铝研磨球的1/10。本专利技术选用筛分后的喷干粉起种子，统一种子尺寸，成球过程中球径尺寸一致，有效避免了大球挤压小球造成的尾巴球、球消失、球形状椭圆等情况。由破碎后的细粉包裹种子长球，有效提高了种子的强度，并消除普通滚制球中心强度低的问题。经本专利技术方法滚制而成的球强度是市面上其他同种类氧化铝球的1.5-2倍，并已实现砂磨机（转速2600r/min）运行3h后无破损，可满足砂磨机使用。具体实施方式下面结合具体实施例描述本专利技术，在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本专利技术的范围内。实施例1：原料按重量百分比组成为：氧化铝粉（晶粒尺寸0.6-1.0μm）86.3%，轻质碳酸钙1.8%，碳酸镁0.55%，二氧化硅11.3%，二氧化钛0.05%；辅助原料聚丙烯酸铵加入量为上述原料总质量的1.0%。制备步骤如下：1）按配比称取总重200kg的各原料，放入球磨机中，然后向球磨机中加入133kg蒸馏水、2.4kg聚丙烯酸铵，湿磨20h，用激光粒度分析仪测量料浆粒度为中位径尺寸0.3-0.6μm后停磨放料，用离心式喷干塔喷干为喷干粉，然后喷干粉经振动筛选取粒径为180-200目的喷干粉为种子；2）步骤1）筛余后的喷干粉用棒销式破碎机打碎两次，过200目筛和电磁除铁机除铁后得粉料；向滚球机中加入步骤1）筛取的种子，喷水后，加入粉料，使粉料包裹种子，滚制长球，长大成球尺寸为2-3mm后，得生坯球；3）步骤2）的生坯球经抛光3h、30h的常温阴干使水分降至0.5%，之后采用辊道窑1360℃窑烧2h，得高性能高铝陶瓷研磨球。实施例2：原料按重量百分比组成为：氧化铝粉（晶粒尺寸0.6-1.0μm）89%，轻质碳酸钙1.5%，碳酸镁0.8%，二氧化硅8.66%，二氧化钛0.04%；辅助原料聚丙烯酸铵加入量为上述原料总质量的1.2%。制备步骤如下：1）按配比称取总重200kg的各原料，放入球磨机中，然后向球磨机中加入133kg蒸馏水、2.4kg聚丙烯酸铵，湿磨20h，用激光粒度分析仪测量料浆粒度为中位径尺寸0.3-0.6μm后停磨放料，用离心式喷干塔喷干为喷干粉，然后喷干粉经振动筛选取粒径为180-200目的喷干粉为种子；2）步骤1）筛余后的喷干粉用棒销式破碎机打碎两次，过200目筛和电磁除铁机除铁后得粉料；向滚球机中加入步骤1）筛取的种子，喷水后，加入粉料，使粉料包裹种子，滚制长球，长大成球尺寸为2-3mm后，得生坯球；3）步骤2）的生坯球经抛光3h、20h的窑尾余热风干燥使水分降至0.5%，之后采用辊道窑1380℃窑烧2h，得高性能高铝陶瓷研磨球。实施例3：原料按重量百分比组成为：氧化铝粉（晶粒尺寸小于1.5μm）93%，轻质碳酸钙1.2%，碳酸镁1.2%，二氧化硅4.6%，二氧化钛0.03%；辅助原料聚丙烯酸铵加入量为上述原料总质量的1.5%。制备步骤如下：1）按配比称取总重200kg的各原料，放入球磨机中，然后向球磨机中加入133kg蒸馏水、2.4kg聚丙烯酸铵，湿磨20h，用激光粒度分析仪测量料浆粒度为中位径尺寸0.3-0.6μm后停磨放料，用离心式喷干塔喷干为喷干粉，然后喷干粉经振动筛选取粒径为180-200目的喷干粉为种子；2）步骤1）筛余后的喷干粉用棒销式破碎机打碎两次，过200目筛和电磁除铁机除铁后得粉料；向滚球机中加入步骤1）筛取的种子，喷水后，加入粉料，使粉料包裹种子，滚制长球，长大成球尺寸为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能高铝陶瓷研磨球，其特征在于：原料按重量百分比组成为：84‑93%氧化铝，4‑12%二氧化硅，1.8‑2.5%轻质碳酸钙，0.25‑0.6%氧化镁，0.03‑0.05%二氧化钛。

【技术特征摘要】
1.一种高性能高铝陶瓷研磨球，其特征在于：原料按重量百分比组成为：84-93%氧化铝，4-12%二氧化硅，1.8-2.5%轻质碳酸钙，0.25-0.6%氧化镁，0.03-0.05%二氧化钛。2.根据权利要求1所述的高性能高铝陶瓷研磨球，其特征在于：添加辅助原料聚丙烯酸铵，所述的聚丙烯酸铵加入量为原料总质量的1.0-5.0%。3.根据权利要求1所述的高性能高铝陶瓷研磨球，其特征在于：所述氧化铝为细晶氧化铝；所述的细晶氧化铝，其晶粒尺寸小于1.5μm；所述高性能高铝陶瓷研磨球，晶粒粒径为1.0-1.5μm。4.根据权利要求3所述的高性能高铝陶瓷研磨球，其特征在于：所述的细晶氧化铝，其晶粒尺寸为0.6-1.0μm。5.一种权利要求1-4任一项所述高性能高铝陶瓷研磨球的制备方法，其特征在于，步骤包括：1）按配比称取各原料，放入球磨机中湿磨，用离心式喷干塔喷干为喷干粉，然后喷干粉经振动筛选取粒径为180-200目的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯宪钦，王志青，刘永，
申请(专利权)人：济南泉润陶瓷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37