利用不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉制备柱状、丝状陶瓷磨料的方法技术

本发明专利技术属磨料制造技术领域，公开了一种利用不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉制备柱状、丝状陶瓷磨料的方法。该方法将制备不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶的过细粉料B收集后与纳米γ

【技术实现步骤摘要】
利用不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉制备柱状、丝状陶瓷磨料的方法


[0001]本专利技术属陶瓷磨料制造
，具体涉及柱状或丝状陶瓷磨料的制备方法。

技术介绍

[0002]微晶陶瓷磨料在某种程度上又被称为陶瓷刚玉磨料、SG磨料，是一种优于电熔刚玉磨料的新型氧化铝基磨料，代表了刚玉磨料的发展方向。这种磨料具有亚微米级晶体结构，在磨削应用中磨粒上的微晶体易于沿晶界破裂、剥离露出新的微晶切削刃，自锐性好、韧性高、耐用性好、适用范围广，由其制成的磨具加工工件磨出率高，具有较高的性价比和优良的使用性能。
[0003]微晶陶瓷磨料主要采用溶胶
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凝胶工艺制备前驱体凝胶，凝胶经干燥、破碎制粒、筛分、烧结后制成磨料。微晶陶瓷磨料的生产成本较高，主要原因在于原料价格昂贵，其次是采用溶胶
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凝胶法制取微晶α
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氧化铝工艺复杂，生产效率低，再者，在破碎制粒时容易产生过粉碎，常用46
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120目粒度磨料的产率低。生产过程中得到的120目以细的过细粉料数量多、难以出售变现，容易造成积压、占用资金，而将这些过细粉料制成具有市场前景的柱状、丝状陶瓷磨料则是一个很好的优化产品结构方案。
[0004]目前市场上主要流通的氧化铝基磨料是电熔刚玉磨料，以2000℃以上的电熔高温熔融精炼后的铝矾土或铝氧粉形成熔体、熔体经流放、倾倒或随炉冷却形成熔块，熔块破碎筛分后得电熔刚玉磨料，此工艺生产能耗大、制得的刚玉材料显微结构主要为大晶体、在制成的磨粒中容易存在微裂纹，在制成磨具磨削工件时呈现微裂纹扩展、破裂或脱落等不足。当磨粒提前脱落时造成浪费，而磨粒难以脱落则表现为磨具的不锋利。并且电熔刚玉在当前生产工况条件下熔体和熔块冷却时散发出的冷却热主要以无组织形式排放、加热所在作业空间的空气，造成能源浪费和局部小环境中空气温度升高，甚至引起局部地区温升、干燥少雨的问题，不符合低碳节能、以生态优先高质量绿色发展的宗旨。因此，发展陶瓷磨料、将制备微晶陶瓷磨料前驱体的干凝胶过细粉料制成具有市场前景的柱状、丝状陶瓷磨料，再以其为原料制成重负荷磨具，符合当前磨削加工市场的需求，通过优化产品结构，协同降低微晶陶瓷磨料企业的运营成本、增加效益。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于利用不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶破碎形成的过细粉制备柱状、丝状陶瓷磨料，满足高端磨料市场的需求，降低微晶系列陶瓷磨料的综合生产成本。
[0006]为实现本专利技术的目的，具体技术方案如下：
[0007]1、制备微晶陶瓷磨料前驱体凝胶块
[0008]1)备料：选取特种氧化铝粉、溶解介质、胶溶剂、胶凝剂、着色剂等原料，用溶解介质分别溶解胶溶剂、胶凝剂、着色剂等助剂配制成溶液；所述特种氧化铝粉为胶溶性大于
95％、三水铝石含量小于5％的低钠拟薄水铝石粉；所述溶解介质选用纯水或自来水；所述胶溶剂选用一元酸硝酸或醋酸；所述胶凝剂选用硝酸镁、硝酸镧和硝酸钇、硝酸钕、硝酸铷、硝酸铝、硝酸钴的一种或一种以上。
[0009]2)球磨：将特种氧化铝粉、研磨球、水介质以一定的比例称量后加入球磨罐研磨，然后提取料浆泵送至真空储浆罐，脱气储存，得到悬浮料浆；
[0010]3)胶溶：将悬浮料浆从储浆罐计量提取转移至真空水浴反应釜，加热(70～80℃)缓慢滴加胶溶剂溶液，持续搅拌使浆体完全胶溶，反应结束后继续搅拌，有待下一步凝胶反应；
[0011]4)胶凝：向处于持续搅拌中的定量溶胶体系中迅速加入相应体积或质量的胶凝剂溶液，持续搅拌，使溶胶
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凝胶体系仍然保持流动状态，转移至不锈钢或搪瓷托盘等容器中，流平形成薄层，冷却后成为不再具有流动性的冻胶；
[0012]5)干燥：将冻胶置于鼓风或真空干燥箱中烘干，随着干燥的进行冻胶收缩、开裂，形成料块剥离料盘，得到前驱体凝胶块。
[0013]2、不定型粒状微晶陶瓷磨料制备
[0014]将前述步骤5)得到的凝胶块破碎制粒，筛分得到的一定粒度范围的不定型颗粒料和细粉料A以及过细粉料B，将不定型颗粒料和细粉料A在600～850℃低温预烧、1200℃以上高温焙烧得到不定型粒状微晶陶瓷磨料，过细粉料B收集待用；
[0015]3、柱状、丝状陶瓷磨料制备关键工序
[0016]1)将收集得到的过细粉料B与纳米γ
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氧化铝粉和/或勃母石粉混合搅拌均匀后得混合料C，与适量水混合搅拌得混合料D，混合料D经真空练泥机反复练制、困料，采用不同形状、不同柱径的模嘴挤出成型得到圆柱状、椭圆柱状或棱柱状、方柱状等细丝，裁切、干燥后破碎成短柱状、短细丝状体坯件，干燥后先于600～850℃低温预烧，然后再经1200℃以上高温焙烧制得柱状、丝状陶瓷磨料。
[0017]所述不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉B为粒度120目以细；
[0018]各组分配比如下，以重量百分比计：
[0019]微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉B为10～60％
[0020]纳米γ
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氧化铝粉和/或勃母石粉0～40％
[0021]余量为水。
[0022]本专利技术优点：该工艺可以根据市场或客户需求在制备不定型粒状微晶陶瓷磨料的同时将回收的过细粉料B用于制备柱状、丝状陶瓷磨料，用于制备重负荷磨具，有利于优化产品结构，具有工艺稳定、生产效率高、原材料利用率高、综合生产成本低的特点，比传统的电熔刚玉磨料，产品单位能耗低，具有低温节能、低碳环保，产品附加值高的特点，而且制得的磨料产品具有高韧性、高耐用性、自锐性好等特点，由此磨料制成的磨具产品适于大进给量磨削，适合加工工件的范围广，磨削加工工件综合生产效率高，助推企业调整和优化产品结构，实现产品差异化，进行供给侧改革，走低碳减排的绿色高质量发展路径。
附图说明
[0023]图1为本专利技术利用溶胶
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凝胶法制备不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶颗粒料及细粉工艺流程图。
[0024]图2为本专利技术利用不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶颗粒料及细粉烧制不定型粒状微晶陶瓷磨料工艺流程图。
[0025]图3为本专利技术利用溶胶
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凝胶法制备不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉制备短柱状、丝状陶瓷磨料工艺流程图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但不构成对本专利技术的任何限制。
[0027]实施例1利用溶胶
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凝胶法制备不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉制备短柱状、丝状陶瓷磨料
[0028]首先，称取前述收集得到的过细粉料B 50份，称取自来水50份加入到细粉料B中充分混合搅拌均匀，再经真空练泥机反复练制、困料，采用圆形、不同柱径的模嘴挤出成型，得到圆柱状细丝，裁切、干燥后破碎成短柱状、短细丝状体坯件，筛选出16～120目的颗粒料，先于600℃低温预烧、再经1200℃以上的高温焙烧，冷却后取出筛分，制得短圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用不定型粒状微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉制备柱状、丝状陶瓷磨料的方法，其特征在于，通过如下方法实现：将微晶陶瓷磨料前驱体干凝胶过细粉B与纳米γ
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氧化铝粉和/或勃母石粉混合搅拌均匀后得混合料C，加入水搅拌得混合料D，混合料D经真空练泥机反复练制、困料，采用不同形状、不同柱径的模嘴挤出成型得到细丝，经裁切、干燥后破碎成丝状体坯件，干燥后先于600～850℃低温预烧，然后再经120...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛俊杰，边华英，王学涛，查少翔，张伟伟，
申请(专利权)人：河南省科学院质量检验与分析测试研究中心河南省科学院，
类型：发明
国别省市：