本发明专利技术工业磨具材料加工技术，是一种稀土刚玉复合磨料，该磨料的化学成分重量百分比为：SiO2??0.2-0.36，Fe2O3??0.38-0.68，TiO2?1.65-2.00，ZrO2??24.25-39.78，CeO2?0.6-1.02，Y2O31.0-3.0，HfO21.0-2.0，余量为AL2O3；本发明专利技术的生产工艺流程是锆刚玉初炼→预混投入二氧化铈→复混加入Y2O3和HfO2添加剂→控制温度2900℃熔炼→结晶造粒→冷却→检测→包装；本发明专利技术的韧性和硬度比普通棕刚玉磨料高很多，从而可以使其在更多的范围内应用，且具有高温硬度减退小的优点，克服了传统磨料硬度高温下急剧降低的缺点，很好的解决了高温粘接问题，主要用于制作高性能涂附磨具。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业磨具材料加工技术，尤其是一种稀土刚玉复合磨料及其生产工艺方法。
技术介绍
:磨料是工业生产磨具不可缺少的基础材料，磨料的性能直接影响着磨具的研磨精度和使用寿命。刚玉材料是目前最为广泛应用的磨料，除了棕刚玉和白刚玉夕卜，其它基本上都是具有一定特殊性能的复合磨料，氧化锆增韧刚玉磨料(以下简称锆刚玉)就属于复合磨料之一。目前这些刚玉磨料由于韧性和硬度不高，已不能满足工业生产加工的更高需要，虽然锆刚玉复合磨料的韧性有所提高，但其硬度仍然不高，特别是存在高温下硬度急剧降低的缺点，因此现有的普通刚玉磨料及锆刚玉复合磨料用于制造磨具，使用寿命短、磨削效率低，不能满足一些特种钢的高精度研磨。曰
技术实现思路
:本专利技术的目的就是要解决现有磨料韧性和硬度不够高，制造的磨具使用寿命短，磨削效率低，不能满足一些特殊钢的高精度研磨要求的问题，提供一种稀土刚玉复合磨料。本专利技术的具体方案 是:一种稀土刚玉复合磨料，其特征是:其化学成分重量百分比为:Si02 0.2-0.36，Fe2O3 0.38-0.68，TiO21.65-2.00，ZrO2 24.25-39.78，CeO20.6-1.02，Y2O31.0-3.0, HFO21.0-2.0，余量为 AL203。生产上述稀土刚玉复合磨料的工艺方法，其特征是:包括以下工艺流程:锆刚玉初炼一预混投入二氧化铈一复混加入Y2O3和HFO2添加剂一控制温度2900°C熔炼一结晶造粒一冷却一检测一包装。本专利技术提供的磨料是在普通的锆刚玉磨料中同时还添加有重量百分比为0.6 1.02%不等的Ce02。在其制备工艺方法中，加入Hf02提高相变温度；得到一个可相变的四方晶和立方晶固溶区后，再增加Y2O3含量得到一个从CeO2熔点至室温都稳定的均匀立方CeO2固溶区。CeO2中添加Y2O3降低马氏体相变温度，保证材料表面发生t- CeO2-m- CeO2的马氏体相变，磨料内CeO2主要为四方晶。通过二氧化铈颗粒的弥散复合，可以明显地改善基体材料的韧性或高温性能。是一种高技术新材料，具有特殊的树枝状微晶结构，它有强度高、韧性好、自锐性好等特点。二氧化铈增强锆刚玉磨料重负荷荒磨砂轮与棕刚玉砂轮比较，其磨削比是棕刚玉砂轮的10倍(棕刚玉重负荷荒磨砂轮磨削比为5-6，二氧化铈增强锆刚玉磨料重负荷荒磨砂轮磨削比一般大于60)，且磨削效率高，磨屑粗大易于回收，高速重负荷砂轮主要应用范围是钢铁行业，主要用于大型钢坯、铸件的修磨，尤其是特殊钢的修磨。另夕卜，本专利技术磨料制成的磨轨砂轮在进行了磨轨试验之后也取得了较为满意的使用效果。本专利技术磨料不管是在韧性还是硬度都比普通的棕刚玉要强很多，从而可以使其在更多的范围内得到应用。稀土刚玉复合磨料具有高温硬度减退小的优点，克服了传统棕刚玉及锆刚玉磨料硬度高温下急剧降低的缺点，其在1200摄氏度下，仍有1070KG/cm2的高强度，很好的解决了高温粘接问题。㈣附图说明:图1为锆刚玉-CeO2 二元系状态图2是图1中I处放大图；图3是本专利技术磨料与普通棕刚玉的韧性的比较图表； 图4是本专利技术磨料与普通棕刚玉在不同温度下的硬度比较图表。图中:QE为共晶温度，根据不同资料介绍在2710°C _2870°C之间。We为共晶成分(CeO2 = 42.6%) #为图中产品成分(CeO2 = 40%)互为共晶点；E1为伪共晶点。㈤具体实施方式: 例1:一种型号为ZA25的稀土刚玉复合磨料，其化学成分重量百分比为=SiO2 0.2，Fe2O3 0.38，TiO21.65, ZrO2 24.25，CeO21.0%, Y2O31.0, HfO21.0，余量为 AL203。生产上述磨料的工艺流程:锆刚玉初炼一预混投入二氧化铈一复混加入Y2O3和HFO2添加剂一控制温度2900°C熔炼一结晶造粒一冷却一检测一包装。例2:—种型号为ZA30的稀土刚玉复合磨料，其化学成分重量百分比为=SiO20.2，Fe2O3 0.38，TiO21.65, ZrO2 24.25，CeO21.0%, Y2O3 2.0, HfO21.5，余量为 AL203。生产上述磨料的工艺流程:锆刚玉初炼一预混投入二氧化铈一复混加入Y2O3和HFO2添加剂一控制温度2900°C熔炼一结晶造粒一冷却一检测一包装。例3: —种型号为ZA40的稀土刚玉复合磨料，其化学成分重量百分比为=SiO20.2, Fe2O3 0.38, TiO21.65, ZrO2 24.25, CeO21.0%, Y2O3 2.0, HfO2 3.0,余量为 AL203。生产上述磨料的工艺流程:锆刚玉初炼一预混投入二氧化铈一复混加入Y2O3和HFO2添加剂一控制温度2900°C熔炼 一结晶造粒一冷却一检测一包装。本专利技术中二氧化铈增强锆刚玉磨料的成分一般都控制在共晶点靠锆刚玉一侧(参见图1、2)以确保锆刚玉相为材料的基体，虽然其熔点相对较低(1800°C -2050°C)ο但为使熔体中的杂质充分还原除去，控制一定冶炼气氛，保证电弧功率送到负荷，保证精炼时间足够，才能达到产出优质熔体的冶炼目的。根据&02锆刚玉二元相图(图1)分析:在冷却过程中高温熔体的温度降到AE锆刚玉固相线时，锆刚玉开始结晶，并在AEQ区域内形成a -Al2O3相与熔体的混合相，在温度继续降低到共晶温度QE时，二氧化铈结晶开始出现，并与α-Al2O3相形成共晶，冷却的最终结果就CeO2是弥散分布在锆刚玉共晶相的材料。另外，在控制工艺过程中还要加入Y2O3等其它稀土氧化物作为晶相稳定剂，这些稳定剂可和CeO2形成立方固溶体，快冷却得到的立方固溶体可保持稳定，不发生相变和分解。Y2O3-CeO2相图最重要的特征是四方CeO2相变成单斜CeO2的温度随Y2O3加入量的增加而降低；加入HfO2可提高相变温度；在有一个可相变的四方晶和立方晶固溶区，再增加Y2O3含量则得到一个从CeO2熔点至室温都稳定的均匀立方CeO2固溶区。由于在CeO2中添加Y2O3可降低马氏体相变温度，则二氧化铈粒子尺寸较大时，仍可保持四方相Ce02。如在一定的相变温度下，保持四方CeO2的临界尺寸随添加的Y2O3含量的增加而增大。因此本专利技术中选用Y2O3作晶相稳定剂，使本专利技术具有更好的韧性和硬度，参见图3，为本专利技术磨料与普通棕刚玉的韧性的比较的示意图，参见图4，为本专利技术磨料与普通棕刚玉在不同温度下的硬度，图3和图4中可以看出本专利技术磨料不管是在韧性还是硬度上都比普通的棕刚玉要强很多，从而可以使其在更多的范围内应用。在二氧化铈增强锆刚玉磨料中锆刚玉呈连续相分布，称为基体相，二氧化铈呈间断相分布，称为补强相。二氧化铈增强锆刚玉磨料是在锆刚玉的冶炼过程中加入二氧化铈及添加剂在电弧炉中进过2866°C左右的高温熔炼后控制一定的冷却条件，使其达到特定要求的化学成分和形成相应的晶体结构，并通过相应的加工制粒过程而制得。通过二氧化铈颗粒的弥散复合，可以明显地改善基体材料的韧性或高温性能。是一种高技术新材料，具有特殊的树枝状微晶结构，它有强度高、韧性好、自锐性好等特点，它的问世是磨削技术的一个重大突破，其许多独特性能使传统的棕刚玉磨料望尘莫及。电熔二氧化铈增强锆刚玉磨料重负荷荒磨砂轮与棕刚玉砂轮比较，其磨削比是棕刚玉砂轮的10倍本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土刚玉复合磨料，其特征是：其化学成分重量百分比为：SiO2?0.2?0.36，Fe2O3?0.38?0.68，TiO2??1.65?2.00，ZrO2??24.25?39.78，CeO2??0.6?1.02，Y2O3?1.0?3.0，HFO2?1.0?2.0，余量为AL2O3。
【技术特征摘要】
1.一种稀土刚玉复合磨料，其特征是:其化学成分重量百分比为=SiO2 0.2-0.36,Fe2O3 0.38-0.68，TiO21.65-2.00，ZrO2 24.25-39.78，CeO2 0.6-1.02，Y2O31.0-3.0, H...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹学良，
申请(专利权)人：湖北天马研磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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