CN101913861B - 一种微晶耐磨氧化锆球的制法 - Google Patents

Abstract

一种微晶耐磨氧化锆球的制法，属于研磨介质技术领域，其特征是，采用湿法球磨、喷雾造粒先制备超细粉体原料，然后采用滚动成型，最后经过烘干、烧成、抛光制得粒径为0.5-50mm的微晶耐磨陶瓷球。本发明的方法具有使用设备少、投资小、产量大、扩产容易等优点，同时，本发明制得的陶瓷球密度大、耐磨、性质稳定。

Description

一种微晶耐磨氧化锆球的制法

本发明是申请号为200710014580.X、申请日为2007年4月27日、名称为“一种微晶耐磨陶瓷球的制法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于研磨介质技术领域，具体涉及一种锆英石质的陶瓷球及其制法。

背景技术

陶瓷球因其具有高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀的特性，现作为研磨介质被广泛应用于陶瓷、电子、建材、新材料等领域。现有技术的陶瓷球通常采用等静压成型的方式制成，例如：《材料导报》2000年10月第14卷专辑贾光耀、张伟儒等《低成本氧化锆研磨球的研制》公开了一种研磨介质的制法，采用湿法球磨及喷雾造粒制备超细粉体，然后在0.1～0.16GPa压力下采用冷等静压成型，最后经过高温烧成制备氧化锆研磨球，其公开的内容引用于此。

现有技术中的滚球成型方法，一般是将超细粉体原料泥浆挤出切断造粒，然后滚动成型，其存在的缺点是：1)该方法需要的设备多，一次性投入大；2)该方法操作复杂，且由于制得的种球粒径均一性不佳，导致滚动时间越长，陶瓷球的粒径差别越大，从而使本方法只适用于小粒径陶瓷球的制备，特别适用于小于8mm陶瓷球。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种微晶耐磨氧化锆球的制法，包括滚动成球工序，采用过筛制种球，然后滚动成球后经过烘干、烧成、磨光等工序制成用于研磨介质的陶瓷球；本发明的另一个目的是，采用本发明的方法，制备了两种密度大、硬度高，耐磨性好的高铝质和锆英石质的陶瓷球。

本发明具体采用如下的技术方案实现：

一种微晶耐磨氧化锆球的制法，本质上采用滚动成球的方法制备粒径为0.5-50mm的微晶耐磨陶瓷球，其特征是，包括如下步骤：

1)配料：所述配料工序是将下述重量份数的原料粉末混合均匀：氧化锆粉90～98份，氧化钇粉1～10份，粘合剂0.05～0.1份；

2)装磨，将原料球磨至粒度为0.5-2μm

3)出磨，喷雾造粒，制得超细粉体

4)滚动成球

5)烘干

6)烧成

7)抛光，制得所述的微晶耐磨陶瓷球；

所述滚动成球工序包括如下步骤：

1)种球的制备：将100重量份的超细粉体放入成球机，加入10～15重量份的水，搅拌混合均匀，过筛，制得粒径为0.1～0.3mm的种球；

2)球的滚制：向滚动成球机中加入种球，滚动成型时，按照超细粉体与水重量比1∶1向滚动成球机内连续加料，滚动时间为8～35h；

3)抛光：当陶瓷球滚动到规定尺寸后，加水自然磨光1～2h；

所述烧成工序按照以下烧成曲线进行：

常温～300℃       50℃/h

300～1200℃       70～80℃/h

1200℃保温1～2小时

1200～1450℃    80～90℃/h

1450℃保温2～3小时

自然降温至300℃，出窑。

本发明所具有的有益效果在于：

1)与现有技术的成型方法相比，本发明的工艺简单，需要的设备少、一次性投资少，产量大且容易扩产；

2)本发明的方法适用范围大，能够用于粒径为0.5～50mm的陶瓷球的生产；

3)本发明制得的陶瓷球密度大，耐磨，且化学性质稳定；

具体实施方式

实施例1

1)配料：氧化锆粉90Kg，氧化钇粉1Kg，粘合剂(PVA-99)0.05Kg，将上述重量的原料混合均匀备用；

2)按照现有技术，用湿法球磨的方法将原料球磨至粒度为0.5μm，出磨，喷雾造粒，制得超细粉体；

3)按照下列步骤滚动成球：a.种球的制备：将100Kg的超细粉体放入成球机，加入15kg的水，搅拌混合均匀，过筛，制得粒径为0.3mm的种球；b.球的滚制：向滚动成球机中加入种球，滚动成型时，按照超细粉体与水重量比1∶1向滚动成球机内连续加料；滚动过程中不断检测成球的直径，滚动30～35h，制得直径为50mm的陶瓷球；加水自然磨光1～2h。

5)烘干：在自然条件下风干；

6)烧成工序，按照下列烧成曲线进行：窑炉内50℃/h的速度从常温升至300℃，然后以80℃/h升温至1200℃，保温1小时；然后以90℃/h升温至1450℃，保温2小时后，自然降温至300℃，出窑。

7)抛光，制得所述的微晶耐磨陶瓷球。

按照上述方法，制得的陶瓷球，由以下重量百分比的组分组成：

CrO₂     94-96％

YO₂      3-5％

Al₂O₃    0.3-1％。

上述的微晶耐磨陶瓷球理化性质为：密度≥6g/cm³；晶粒大小为0.3-0.5μm；磨耗≤0.01g/Kg.h；H硬度≥1250；压碎强度≥15KN。

实施例2-4

配料工序按照表1进行，其他同实施例1。

表2实施例6-8配料表

原料名称	实施例2	实施例3	实施例4
				氧化锆粉，Kg	90	95	98
氧化钇粉，Kg	3	5	8
				PVA-99，Kg	0.06	0.08	0.1

本发明上述的实施例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明权利要求书相当的含义和范围内的任何改变和组合，都应认为是在权利要求书的范围内。

Claims (1)

1.一种微晶耐磨氧化锆球的制法，采用滚动成球的方法制备粒径为0.5-50mm的微晶耐磨陶瓷球，其特征是，包括如下步骤：

1)配料：所述配料工序是将下述重量份数的原料粉末混合均匀：氧化锆粉90～98份，氧化钇粉1～10份，粘合剂0.05～0.1份；

2)装磨，将原料球磨至粒度为0.5-2μm

3)出磨，喷雾造粒，制得超细粉体

4)滚动成球

5)烘干

6)烧成

7)抛光，制得所述的微晶耐磨陶瓷球；

所述滚动成球工序包括如下步骤：

1)种球的制备：将100重量份的超细粉体放入成球机，加入10～15重量份的水，搅拌混合均匀，过筛，制得粒径为0.1～0.3mm的种球；

2)球的滚制：向滚动成球机中加入种球，滚动成型时，按照超细粉体与水重量比1∶1向滚动成球机内连续加料，滚动时间为8～35h；

3)抛光：当陶瓷球滚动到规定尺寸后，加水自然磨光1～2h；

所述烧成工序按照以下烧成曲线进行：

常温～300℃     50℃/h

300～1200℃     70～80℃/h

1200℃保温1～2小时

1200～1450℃    80～90℃/h

1450℃保温2～3小时

自然降温至300℃，出窑。