电熔氧化铝粒子、电熔氧化铝粒子的生产方法、磨石和砂布技术

提供研磨性能优异的电熔氧化铝粒子和这样的电熔氧化铝粒子的生产方法和使用所述电熔氧化铝粒子的磨石和砂布。本发明专利技术的电熔氧化铝粒子含有钛和镁。所述电熔氧化铝粒子的生产方法包括步骤：通过混合氧化铝材料、钛化合物和镁化合物制备混合物材料，由所述混合物材料根据电熔法形成锭块，研磨所述锭块以制备磨碎粉末，尺寸调节所述磨碎粉末以具有预定粒子度以制备尺寸调节过的粒子，和在1,000℃或更高的加热温度下加热所述尺寸调节过的粒子以产生电熔氧化铝粒子。该磨石含有所述电熔氧化铝粒子。该砂布含有所述电熔氧化铝粒子。

Production Method, Grinding Stone and Abrasive Cloth of Electromelted Alumina Particles and Electromelted Alumina Particles

A method for producing electromelted alumina particles with excellent abrasive properties and such electromelted alumina particles and a grinding stone and abrasive cloth using the electromelted alumina particles are provided. The fused alumina particles of the invention contain titanium and magnesium. The production method of the electromelted alumina particle includes the following steps: preparing a mixture material by mixing alumina material, titanium compound and magnesium compound, forming an ingot block from the mixture material according to the electromelting method, grinding the ingot block to prepare grinding powder, adjusting the size of the grinding powder to have a predetermined particle size to prepare the size-adjusted particles, and at 1,000 degrees C or higher. The size-adjusted particles are heated at a heating temperature to produce electromelted alumina particles. The grinding stone contains the electromelted alumina particles. The abrasive cloth contains the electromelted alumina particles.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电熔氧化铝粒子、电熔氧化铝粒子的生产方法、磨石和砂布[
]本专利技术涉及电熔氧化铝粒子和电熔氧化铝粒子的生产方法，还涉及使用电熔氧化铝粒子的磨石和砂布。[
技术介绍
]JISR6111-2005中规定的氧化铝磨料被称作人造磨料并用作磨料磨石(abrasivegrindingstones)、砂布等的组成要素。如JISR6111-2005中规定，氧化铝磨料包括白色氧化铝磨料(WA)、玫瑰粉色氧化铝磨料(PA)和单晶熔结氧化铝磨料(HA)等。这些通过在电炉中熔融根据拜耳法提纯的氧化铝材料、然后将其凝固并研磨和尺寸调节所得物料或压碎和尺寸调节该物料而生产。这些氧化铝磨料的韧度为HA>PA>WA的关系。但是，为了切削和机械加工用于目前广泛普及的工具钢等的此类难机械加工的工作材料，这些氧化铝磨料无法实现足够令人满意的切削性能。因此，尝试改进氧化铝磨料的切削性能。例如，如下文提到，PTLs1至5描述了改进氧化铝磨料的切削性能的方法。PTL1描述了具有99.0％或更大的氧化铝含量的白色电熔氧化铝磨料(WA)在1,600至1,850℃下热处理30分钟至2小时。通过热处理，可以通过在高温下的原子扩散和重排修复在研磨电熔氧化铝锭时形成的缺陷、细瑕疵、裂纹等，或使在研磨中形成的瑕疵变浅，或氧化铝磨料中所含的Na2O蒸发以增强氧化铝磨料的强度。因此，可以改进氧化铝磨料的切削性能。PTL2描述了含TiO2的电熔氧化铝粒子的热处理以使电熔氧化铝粒子的表面被形成的钛酸铝涂布由此增强氧化铝粒子的强度和韧度的方法。使用根据该方法制成的氧化铝粒子作为磨石已实现比白色电熔氧化铝等的传统电熔氧化铝磨料更优异的切削性能。由此已知，提高氧化铝粒子的韧度有效改进切削性能。PTL3描述了通过将TiO2外部添加到氧化铝材料中以将TiO2作为固体溶解在其内而增强硬度的方法。根据这种方法，TiO2包埋在高纯氧化铝材料中并通过热处理，一部分包埋的TiO2作为固体溶解在氧化铝表面上以由此增强氧化铝材料的硬度。但是，PTL3没有描述之前在所用的氧化铝本身中是否含有任何杂质。PTL4描述了含铝、钛和镁的熔结粒子。熔结粒子的主要成分是具有假板钛矿结构的晶体结构的Al2TiO5。PTL4描述了熔结粒子作为防火材料、过滤器等的用途。但是，该熔结粒子没有含氧化铝作为主要成分并具有高硬度的刚玉结构，因此难以使用这些熔结粒子作为研磨材料，如磨粒。PTL5描述了使用溶胶-凝胶法等的氧化铝多晶材料的磨粒。此外，PTL5提到由这样的细氧化铝晶体形成的磨粒表现出比电熔氧化铝粒子高的切削性能。[引文单][专利文献]PTL1:JP-A50-80305PTL2:JP-A7-215717PTL3:JP-A8-133824PTL4:JP-T2011-526574PTL5:JP-A3-68678[专利技术概述][技术问题]PTLs1至4描述了改进氧化铝磨料的切削性能的各种技术，但它们无法达到足够的磨料性能。使用氧化铝多晶材料的磨粒，如PTL5中所述的烧结氧化铝磨粒的磨石与使用熔结氧化铝磨粒的磨石相比磨料性能优异。但是，烧结氧化铝磨粒的生产方法复杂，因此烧结氧化铝磨粒的生产成本高。由于如上原因，希望获得具有高切削性能并能够根据便宜的方法如熔结法生产的氧化铝粒子。考虑到该情况，本专利技术的一个目的是提供研磨性能优异的电熔氧化铝粒子和这样的电熔氧化铝粒子的生产方法，还提供使用所述电熔氧化铝粒子的磨石和砂布。[对问题的解决方案]基于刻苦的研究，本专利技术的专利技术人已经发现，当使电熔氧化铝粒子含有钛和镁时，可以改进所得电熔氧化铝粒子的强度和韧度并因此可改进电熔氧化铝粒子的研磨性能，并且已经完成本专利技术。具体而言，本专利技术如下所述。[1]含有钛和镁的电熔氧化铝粒子，其中所述电熔氧化铝粒子中的以TiO2计的钛含量为0.3至3.0质量％，且所述电熔氧化铝粒子中的以MgO计的镁含量为0.1至50摩尔，其相对于所述电熔氧化铝粒子中100摩尔以TiO2计的钛含量。[2]根据上述[1]的电熔氧化铝粒子，其中所述电熔氧化铝粒子中的以TiO2计的钛含量为0.3至1.5质量％。[3]根据上述[1]或[2]的电熔氧化铝粒子，其中所述电熔氧化铝粒子中的以MgO计的镁含量为1.0至50摩尔，相对于所述电熔氧化铝粒子中100摩尔以TiO2计的钛含量。[4]根据上述[1]至[3]任一项的电熔氧化铝粒子，其满足如下表达式(1)：y<-1.506x+3.525(1)其中x是指所述电熔氧化铝粒子的C级堆积比重，且y是指所述电熔氧化铝粒子的C系数。[5]一种生产上述[1]的电熔氧化铝粒子的方法，其包括步骤：通过混合氧化铝材料、钛化合物和镁化合物制备混合物材料，由所述混合物材料根据电熔法形成锭块，研磨所述锭块以制备磨碎粉末，尺寸调节所述磨碎粉末以具有预定粒子尺寸以制备尺寸调节过的粒子，和在1,000℃或更高的加热温度下加热所述尺寸调节过的粒子以得到电熔氧化铝粒子。[6]根据上述[5]的生产电熔氧化铝粒子的方法，其中在制备所述混合物材料的步骤中所述钛化合物的掺合量为使得所述锭块中的以TiO2计的钛含量为0.3至3.0质量％的量。[7]根据上述[6]的生产电熔氧化铝粒子的方法，其中在制备所述混合物材料的步骤中所述钛化合物的掺合量为使得所述锭块中的以TiO2计的钛含量为0.3至1.5质量％的量。[8]根据上述[5]至[7]任一项的生产电熔氧化铝粒子的方法，其中在制备所述混合物材料的步骤中所述镁化合物的掺合量为使得相对于所述锭块中100摩尔以TiO2计的钛含量，所述锭块中的以MgO计的镁含量为0.1至50摩尔的量。[9]根据上述[8]的生产电熔氧化铝粒子的方法，其中在制备所述混合物材料的步骤中所述镁化合物的掺合量为使得相对于所述锭块中100摩尔以TiO2计的钛含量，所述锭块中的以MgO计的镁含量为1.0至50摩尔的量。[10]根据上述[5]至[9]任一项的生产电熔氧化铝粒子的方法，其中产生所述电熔氧化铝粒子的步骤中的加热温度为1,000℃至1,800℃。[11]含有上述[1]至[4]任一项的电熔氧化铝粒子的磨石。[12]含有上述[1]至[4]任一项的电熔氧化铝粒子的砂布。[有利的专利技术效果]根据本专利技术，可以提供研磨性能优异的电熔氧化铝粒子和生产所述电熔氧化铝粒子的方法，以及使用所述电熔氧化铝粒子的磨石和砂布。[附图简述][图1]图1是其中横轴指示电熔氧化铝粒子的C级堆积比重且纵轴指示电熔氧化铝粒子的C系数和其中绘制实施例1至5和对比例1至5中的C级堆积比重和C系数的曲线图。[图2]图2是显示衍生自如JISR6001-1998中规定的三种粒子类型的由ShowaDenkoKK制造的SA磨粒的粒子尺寸测量结果的近似线性函数的曲线图，其中测量各粒子类型的20个粒子。SA磨粒是氧化铝单晶磨粒并且是主要用于研磨和机械加工那些难机械加工的材料的磨料。SA磨粒含有99.6质量％的Al2O3、0.03质量％的SiO2、0.03质量％的Fe2O3和0.3质量％的TiO2。[实施方案描述]本专利技术的电熔氧化铝粒子含有钛和镁，其中所述电熔氧化铝粒子中的以TiO2计的钛含量为0.3至3.0质量％，且相对于所述电熔氧化铝粒子中100摩尔以TiO2计的钛含量，所述电熔氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.包含钛和镁的电熔氧化铝粒子，其中：所述电熔氧化铝粒子中的以TiO2计的钛含量为0.3至3.0质量％，且所述电熔氧化铝粒子中的以MgO计的镁含量为0.1至50摩尔，相对于所述电熔氧化铝粒子中100摩尔以TiO2计的钛含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.28 JP 2016-1278191.包含钛和镁的电熔氧化铝粒子，其中：所述电熔氧化铝粒子中的以TiO2计的钛含量为0.3至3.0质量％，且所述电熔氧化铝粒子中的以MgO计的镁含量为0.1至50摩尔，相对于所述电熔氧化铝粒子中100摩尔以TiO2计的钛含量。2.根据权利要求1的电熔氧化铝粒子，其中所述电熔氧化铝粒子中的以TiO2计的钛含量为0.3至1.5质量％。3.根据权利要求1或2的电熔氧化铝粒子，其中所述电熔氧化铝粒子中的以MgO计的镁含量为1.0至50摩尔，相对于所述电熔氧化铝粒子中100摩尔以TiO2计的钛含量。4.根据权利要求1至3任一项的电熔氧化铝粒子，其满足如下表达式(1):y<-1.506x+3.525(1)其中x是指所述电熔氧化铝粒子的C级堆积比重，且y是指所述电熔氧化铝粒子的C系数。5.一种生产权利要求1的电熔氧化铝粒子的方法，其包括步骤：通过混合氧化铝材料、钛化合物和镁化合物制备混合物材料，由所述混合物材料根据电熔法形成锭块，研磨所述锭块以制备磨碎粉末，尺寸调节所述磨碎粉末以具有预定粒子尺寸以制备尺寸调节过的粒子，和在1,000℃或更高的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山冈智，宫石壮，富川伸一郎，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP