一种金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法，通过将改性高岭土、碳化硅、长石、硅灰石、氧化钙、氧化锆、白云母加入到球磨机中，球磨后，出料，得超微粉末，将十二烷基苯磺酸钠、粘结剂、聚乙烯醇、发泡微球均加入至水中，搅拌分散得到混合浆料，将超微粉末加入至混合浆料得到混合料，将混合料放入成球机形成球状，抛光、烘干后得到陶瓷微珠坯体，将陶瓷微珠坯体放入窑炉中烧制经过打磨后放入金属液中浸泡；该金属与陶瓷复合研磨介质的各原料之间连接的紧密，赋予其优异的硬度，同时通过陶瓷与金属的紧密复合，使得金属结合在陶瓷上，赋予其优异的耐磨性能，作为研磨介质，研磨效果好，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法
本专利技术涉及研磨介质领域，具体涉及一种金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法。
技术介绍
陶瓷研磨介质具备的机械强度大、硬度高、密度大、高温性能好、对物料无污染、耐酸碱腐蚀能力强，耐磨性能优异等优点使其在研磨介质领域中占有非常重要的一席之地，被广泛应用于矿产、化工、涂料油漆、机械电子等相关的精细加工领域。现有的陶瓷微珠主要包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等品种，价格昂贵，制造成本高，不具市场优势，而且耐磨性不高和硬度较低，在研磨过程中易开裂。因此，提供一种价格低廉、耐磨性高、硬度大的研磨介质是本专利技术的关键。
技术实现思路
为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法：通过将改性高岭土、碳化硅、长石、硅灰石、氧化钙、氧化锆、白云母加入到球磨机中，球磨后，出料，得超微粉末，将十二烷基苯磺酸钠、粘结剂、聚乙烯醇、发泡微球均加入至水中，搅拌分散得到混合浆料，将超微粉末边搅拌边加入混合浆料，加入完成后继续搅拌得到混合料，将混合料放入成球机中，加水进行混合均匀，滚动形成球状，抛光后送入烘干装置进行烘干，烘干后得到陶瓷微珠坯体，将陶瓷微珠坯体放入窑炉中，烧制后得陶瓷空心微珠，将空心陶瓷微珠置于陶瓷打磨机中打磨，得到表面粗糙的陶瓷空心微球，将表面粗糙空心微球放入金属液中浸泡，取出自然冷却至室温后，放入烘箱中干燥，得干燥物后放入抛光机中，抛光后得到该金属与陶瓷复合研磨介质，解决了现有的陶瓷微珠价格昂贵，制造成本高，而且耐磨性不高和硬度较低，在研磨过程中易开裂的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种金属与陶瓷复合研磨介质，包括以下重量份组分：改性高岭土40-60份、碳化硅8-12份、长石10-20份、硅灰石6-8份、氧化钙5-7份、氧化锆5-7份、白云母3-5份、十二烷基苯磺酸钠2-4份、粘结剂2-4份、聚乙烯醇1-2份、发泡微球20-30份以及水40-60份；该金属与陶瓷复合研磨介质由以下步骤制备得到：步骤一：将改性高岭土、碳化硅、长石、硅灰石、氧化钙、氧化锆、白云母加入到球磨机中，球磨至2000-3000目后，出料，得超微粉末；步骤二：将十二烷基苯磺酸钠、粘结剂、聚乙烯醇、发泡微球均加入至水中，在转速为500-800r/min的条件下搅拌分散1-2h，得到混合浆料；步骤三：将超微粉末在温度为90-100℃，转速为300-500r/min的条件下边搅拌边加入混合浆料，控制混合浆料加入时间为20-40min，加入完成后继续搅拌1-2h，得到混合料；步骤四：将混合料放入成球机中，加水进行混合均匀，滚动形成球状，抛光后送入烘干装置进行烘干，烘干后得到陶瓷微珠坯体，将陶瓷微珠坯体放入窑炉中，以1-3℃/min升温速率升温至1400-1500℃，烧制后得陶瓷空心微珠，将空心陶瓷微珠置于陶瓷打磨机中打磨，得到表面粗糙的陶瓷空心微球；步骤五：将表面粗糙空心微球放入金属液中浸泡1-3s，取出自然冷却至室温后，放入烘箱中干燥，得干燥物后放入抛光机中，抛光后得到该金属与陶瓷复合研磨介质。作为本专利技术进一步的方案：所述金属液是由铁、铜、铝、锰、锌、铬中的一种或者多种按照任意比例混合后熔融得到的熔融物。作为本专利技术进一步的方案：所述改性高岭土的制备方法如下：S31：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入至异丙醇中，使用pH为2.2的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲液将反应体系的pH调节至3-5，在温度为35℃，转速为50-100r/min的条件下水浴加热并搅拌40-60min，待反应体系呈均一透明，得到混合液A；S32：将煅烧高岭土加入至混合液A中，在转速为300-500r/min的条件下搅拌1-2h，然后加入无水乙醇，在温度为70-75℃的水浴恒温槽中继续搅拌1-2h，之后升温至85℃加热至溶剂完全蒸发，之后进行抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为70-75℃的条件下真空干燥20-30h，之后经过研磨后得到改性高岭土。作为本专利技术进一步的方案：步骤S31中所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙醇的用量比为1g：50mL；步骤S32中煅烧高岭土、混合液A、无水乙醇的用量比为100g：100mL：10-20mL。作为本专利技术进一步的方案：所述粘结剂的制备方法如下：S51：将水玻璃在频率为80-120kHz的条件下超声分散0.5-1h，得到水玻璃分散物；S52：将水玻璃分散物与焦磷酸钠加入到安装有温度计、回流冷凝器、搅拌器的三口烧瓶中，然后将三口烧瓶移至水浴恒温槽中，在温度为70-90℃，转速为500-800r/min，冷凝回流的条件下搅拌1-2h，然后移去水浴恒温槽，继续冷凝回流并搅拌直至反应体系温度降至室温，得到该粘结剂。作为本专利技术进一步的方案：所述焦磷酸钠的加入量为水玻璃质量的4.5-5.5％。作为本专利技术进一步的方案：所述发泡微球的制备方法如下：S71：将水、硫代硫酸钠、过硫酸铵加入到烧杯中，超声处理30-50min，得到混合液B；S72：将液体石蜡油、司盘80、硬脂酸钙、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯加入到烧瓶中，在转速为1000r/min的条件下搅拌10-20min，得到油状物；S73：向油状物中边搅拌边加入混合液B，继续搅拌分散30-50min得到混合液C；S74：将混合液C加入到烧瓶中，将烧瓶放置于水浴中，首先升温至55℃反应1h，之后升温至60℃反应8h，之后升温至65℃反应1h，反应结束后冷却至室温，之后进行真空抽滤，将滤饼用乙醇和蒸馏水分别洗涤2-3遍，之后放置于真空干燥箱中，在温度为50℃的条件下真空干燥25-30h，得到该发泡微球。作为本专利技术进一步的方案：步骤S71中所述水、硫代硫酸钠、过硫酸铵的质量比为50:2:5；步骤S72中所述液体石蜡油、司盘80、硬脂酸钙、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯的质量比为200:1.5:0.2:6:12:12:1。作为本专利技术进一步的方案：一种金属与陶瓷复合研磨介质的制备方法,包括以下步骤：步骤一：将改性高岭土、碳化硅、长石、硅灰石、氧化钙、氧化锆、白云母加入到球磨机中，球磨至2000-3000目后，出料，得超微粉末；步骤二：将十二烷基苯磺酸钠、粘结剂、聚乙烯醇、发泡微球均加入至水中，在转速为500-800r/min的条件下搅拌分散1-2h，得到混合浆料；步骤三：将超微粉末在温度为90-100℃，转速为300-500r/min的条件下边搅拌边加入混合浆料，控制混合浆料加入时间为20-40min，加入完成后继续搅拌1-2h，得到混合料；步骤四：将混合料放入成球机中，加水进行混合均匀，滚动形成球状，抛光后送入烘干装置进行烘干，烘干后得到陶瓷微珠坯体，将陶瓷微珠坯体放入窑炉中，以1-3℃/min升温速率升温至1400-1500℃，烧制后得陶瓷空心微珠，将空心陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属与陶瓷复合研磨介质，其特征在于，包括以下重量份组分：/n改性高岭土40-60份、碳化硅8-12份、长石10-20份、硅灰石6-8份、氧化钙5-7份、氧化锆5-7份、白云母3-5份、十二烷基苯磺酸钠2-4份、粘结剂2-4份、聚乙烯醇1-2份、发泡微球20-30份以及水40-60份；/n该金属与陶瓷复合研磨介质由以下步骤制备得到：/n步骤一：将改性高岭土、碳化硅、长石、硅灰石、氧化钙、氧化锆、白云母加入到球磨机中，球磨至2000-3000目后，出料，得超微粉末；/n步骤二：将十二烷基苯磺酸钠、粘结剂、聚乙烯醇、发泡微球均加入至水中，在转速为500-800r/min的条件下搅拌分散1-2h，得到混合浆料；/n步骤三：将超微粉末在温度为90-100℃，转速为300-500r/min的条件下边搅拌边加入混合浆料，控制混合浆料加入时间为20-40min，加入完成后继续搅拌1-2h，得到混合料；/n步骤四：将混合料放入成球机中，加水进行混合均匀，滚动形成球状，抛光后送入烘干装置进行烘干，烘干后得到陶瓷微珠坯体，将陶瓷微珠坯体放入窑炉中，以1-3℃/min升温速率升温至1400-1500℃，烧制后得陶瓷空心微珠，将空心陶瓷微珠置于陶瓷打磨机中打磨，得到表面粗糙的陶瓷空心微球；/n步骤五：将表面粗糙空心微球放入金属液中浸泡1-3s，取出自然冷却至室温后，放入烘箱中干燥，得干燥物后放入抛光机中，抛光后得到该金属与陶瓷复合研磨介质。/n...

【技术特征摘要】
1.一种金属与陶瓷复合研磨介质，其特征在于，包括以下重量份组分：
改性高岭土40-60份、碳化硅8-12份、长石10-20份、硅灰石6-8份、氧化钙5-7份、氧化锆5-7份、白云母3-5份、十二烷基苯磺酸钠2-4份、粘结剂2-4份、聚乙烯醇1-2份、发泡微球20-30份以及水40-60份；
该金属与陶瓷复合研磨介质由以下步骤制备得到：
步骤一：将改性高岭土、碳化硅、长石、硅灰石、氧化钙、氧化锆、白云母加入到球磨机中，球磨至2000-3000目后，出料，得超微粉末；
步骤二：将十二烷基苯磺酸钠、粘结剂、聚乙烯醇、发泡微球均加入至水中，在转速为500-800r/min的条件下搅拌分散1-2h，得到混合浆料；
步骤三：将超微粉末在温度为90-100℃，转速为300-500r/min的条件下边搅拌边加入混合浆料，控制混合浆料加入时间为20-40min，加入完成后继续搅拌1-2h，得到混合料；
步骤四：将混合料放入成球机中，加水进行混合均匀，滚动形成球状，抛光后送入烘干装置进行烘干，烘干后得到陶瓷微珠坯体，将陶瓷微珠坯体放入窑炉中，以1-3℃/min升温速率升温至1400-1500℃，烧制后得陶瓷空心微珠，将空心陶瓷微珠置于陶瓷打磨机中打磨，得到表面粗糙的陶瓷空心微球；
步骤五：将表面粗糙空心微球放入金属液中浸泡1-3s，取出自然冷却至室温后，放入烘箱中干燥，得干燥物后放入抛光机中，抛光后得到该金属与陶瓷复合研磨介质。


2.根据权利要求1所述的一种金属与陶瓷复合研磨介质，其特征在于，所述金属液是由铁、铜、铝、锰、锌、铬中的一种或者多种按照任意比例混合后熔融得到的熔融物。


3.根据权利要求1所述的一种金属与陶瓷复合研磨介质，其特征在于，所述改性高岭土的制备方法如下：
S31：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入至异丙醇中，使用pH为2.2的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲液将反应体系的pH调节至3-5，在温度为35℃，转速为50-100r/min的条件下水浴加热并搅拌40-60min，待反应体系呈均一透明，得到混合液A；
S32：将煅烧高岭土加入至混合液A中，在转速为300-500r/min的条件下搅拌1-2h，然后加入无水乙醇，在温度为70-75℃的水浴恒温槽中继续搅拌1-2h，之后升温至85℃加热至溶剂完全蒸发，之后进行抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为70-75℃的条件下真空干燥20-30h，之后经过研磨后得到改性高岭土。


4.根据权利要求3所述的一种金属与陶瓷复合研磨介质，其特征在于，步骤S31中所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙醇的用量比为1g：50mL；步骤S32中煅烧高岭土、混合液A、无水乙醇的用量比为100g：100mL：10-20mL。


5.根据权利要求1所述的一种金属与陶瓷复合研磨介质，其特征在于，所述粘结剂的制备方法如下：
S51：将水玻璃在频率为80-120kHz的条件下超声分散0.5-1h，得到水...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟超，任永国，朱振宇，魏小威，范孝友，
申请(专利权)人：安徽致磨新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34