CN104357907A - 一种单晶电熔氧化铝的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单晶电熔氧化铝的生产方法，包括：称取1000重量份的γ型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15重量份的硫化铝，混合均匀；将混合好的原料加入电弧炉，在1700～2700℃温度下熔炼1～3小时；将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，析出单晶电熔氧化铝。本发明生产能耗低，产生的污染物少，所生产的单晶电熔氧化铝颗粒由单一晶体组成，具有良好的力学性能、良好的多棱切削刃及较高的硬度和韧性，能满足高端研磨材料领域的应用，具有耐高温、磨削过程不发热等特点。

Description

一种单晶电熔氧化铝的生产方法
技术领域
本发明涉及晶体材料技术领域，具体说是一种单晶电熔氧化铝的生产方法。
背景技术
单晶电熔氧化铝(也称为单晶刚玉)是一种新型的高档级研磨材料，主要用于制作高级切割工具及研磨工具，其制品具有极好的硬度、韧性、优越的热稳定性以及化学稳定性，是磨料中抗碎裂性能最好的种类。我国现有氧化铝质研磨材多为普通刚玉质，单晶刚玉产量少、质量差。传统的单晶刚玉生产采用铝土矿和硫铁矿为原料，生产过程环境污染严重，又因现有生产技术所限，炉内温度不能精确控制，影响了刚玉晶体的长大和晶粒的控制，产品质量难以达到更好水平，影响了在一些高硬质材料领域的磨削应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种产品质量好、环境友好的单晶电熔氧化铝的生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种单晶电熔氧化铝的生产方法，包括：
称取1000重量份的γ型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15重量份的硫化铝，混合均匀；
将混合好的原料加入电弧炉，在1700～2700℃温度下熔炼1～3小时；
将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，析出单晶电熔氧化铝。
本发明的有益效果在于：
生产能耗低，产生的污染物少，所生产的单晶电熔氧化铝颗粒由单一晶体组成，具有良好的力学性能、良好的多棱切削刃及较高的硬度和韧性，能满足高端研磨材料领域的应用，具有耐高温、磨削过程不发热等特点。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于：采用独特的原料配方并设计合理的熔炼温度和冷却条件，使γ型氧化铝在熔炼过程中逐渐转变为α型氧化铝并冷却析出，从而得到硬度、韧性、热稳定性及化学稳定性均优于现有工艺的单晶电熔氧化铝，很好地满足了单晶电熔氧化铝在高端研磨材料领域的应用要求，且整个生产过程污染少，含硫气体可采用脱硫塔进行有效处理，属节能环保型工艺，对环境友好。
具体的，本发明提供的单晶电熔氧化铝的生产方法，包括：
称取1000重量份的γ型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15重量份的硫化铝，装入混合机中混合至充分混匀；
将混合好的原料加入电弧炉，在1700～2700℃温度下熔炼1～3小时，在熔炼过程中，γ型氧化铝转变成为α型氧化铝；
将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，α型氧化铝单晶体在冷却过程中逐渐析出，得到单晶电熔氧化铝。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：生产能耗低，产生的污染物少，所生产的单晶电熔氧化铝颗粒由单一晶体组成，具有良好的力学性能、良好的多棱切削刃及较高的硬度和韧性，能满足高端研磨材料领域的应用，具有耐高温、磨削过程不发热等特点。
进一步的，为了提高产品的纯度，当熔融液体自然冷却至300～500℃时，用水冷却并水解，使析出的单晶电熔氧化铝与杂质分离开来。更进一步的，将分离得到的单晶电熔氧化铝烘干后进行磁选除杂，除去单晶电熔氧化铝中的磁性杂质。经测试，由上述除杂处理后得到的单晶电熔氧化铝的纯度可以达到99.5％以上。
进一步的，为了满足产品粒度的实际应用需求，将磁选除杂后的单晶电熔氧化铝颗粒进行筛分，得到所需粒度的产品。
进一步的，为了减少环境污染，将熔炼过程中产生的含硫气体通过脱硫塔进行脱硫处理。
实施例1
1、混料：将γ型氧化铝1吨、铁屑3公斤、焦炭11公斤、硫化铝12公斤，在混合机中混合25分钟；
2、熔炼：将混合好的原料加入电弧炉，在1700～2700℃温度下分段精确控制温度和时间，持续熔炼1小时，在熔炼过程中，γ型氧化铝转变成为α型氧化铝；
3、晶体析出：将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中冷却，α型氧化铝单晶体在冷却过程中逐渐析出；
4、单晶分离：当熔块自然冷却至500℃时，用水冷却并水解，将刚玉单晶体与杂质进行分离；
5、烘干：将分离得到的单晶电熔氧化铝在干燥机中进行烘干；
6、磁选除杂：将烘干后的单晶电熔氧化铝在磁选机中进行磁选，去除磁性杂质；
7、筛分：将磁选除杂后的单晶电熔氧化铝颗粒进行筛分，得到所需粒度段的产品。
实施例2
1、混料：将γ型氧化铝1吨、铁屑5公斤、焦炭15公斤、硫化铝15公斤，在混合机中混合30分钟；
2、熔炼：将混合好的原料加入电弧炉，在1700～2700℃温度下分段精确控制温度和时间，持续熔炼3小时，在熔炼过程中，γ型氧化铝转变成为α型氧化铝；
3、晶体析出：将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中冷却，α型氧化铝单晶体在冷却过程中逐渐析出；
4、单晶分离：当熔块自然冷却至450℃时，用水冷却并水解，将刚玉单晶体与杂质进行分离；
5、烘干：将分离得到的单晶电熔氧化铝在干燥机中进行烘干；
6、磁选除杂：将烘干后的单晶电熔氧化铝在磁选机中进行磁选，去除磁性杂质；
7、筛分：将磁选除杂后的单晶电熔氧化铝颗粒进行筛分，得到所需粒度段的产品。
对上述实施例1和2得到的单晶电熔氧化铝进行检测，检测结果如下表1所示。
表160目单晶电熔氧化铝产品的物理特性指标
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于，包括：
称取1000重量份的γ型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15重量份的硫化铝，混合均匀；
将混合好的原料加入电弧炉，在1700～2700℃温度下熔炼1～3小时；
将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，析出单晶电熔氧化铝。
2.根据权利要求1所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：当熔融液体自然冷却至300～500℃时，用水冷却并水解，使析出的单晶电熔氧化铝与杂质分离开来。
3.根据权利要求2所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：将分离得到的单晶电熔氧化铝烘干后进行磁选除杂。
4.根据权利要求3所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：将磁选除杂后的单晶电熔氧化铝颗粒进行筛分，得到所需粒度的产品。
5.根据权利要求1所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：熔炼过程中产生的含硫气体通过脱硫塔进行脱硫处理。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI597239B (zh) * 2016-10-21 2017-09-01 Sheng-Yi Chen Recycling of aluminum slag ash for reutilization of fused alumina

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112794733B (zh) * 2021-02-09 2023-03-03 洛阳润宝研磨材料有限公司 一种锆膜研磨材料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06199597A (ja) * 1992-10-15 1994-07-19 Natl Inst For Res In Inorg Mater 酸化アルミニウム単結晶の製造方法
CN1113269A (zh) * 1995-01-29 1995-12-13 陈秋生 单晶刚玉的生产方法
CN202766307U (zh) * 2012-08-14 2013-03-06 郑州瑞气气体有限公司 一种用于电熔白刚玉冶炼的纯氧鼓泡系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201265052Y (zh) * 2008-10-07 2009-07-01 福建三祥工业新材料有限公司 单晶电熔氧化铝晶粒控制装置
CN201265053Y (zh) * 2008-10-07 2009-07-01 福建三祥工业新材料有限公司 单晶电熔氧化铝锭模
CN101748486B (zh) * 2008-12-05 2011-06-08 西峡县正弘单晶刚玉厂 蓝色单晶刚玉的生产方法
CN101906663B (zh) * 2010-08-09 2012-05-09 西峡县正弘单晶刚玉有限责任公司 蓝色超单晶刚玉及其制备方法
CN102011184B (zh) * 2010-12-29 2013-04-10 四川鑫通新材料有限责任公司 α-三氧化二铝单晶体的生产方法
CN102758249B (zh) * 2012-08-13 2015-08-05 登封市蓝天石化光伏电力装备有限公司 一种无色刚玉单晶的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06199597A (ja) * 1992-10-15 1994-07-19 Natl Inst For Res In Inorg Mater 酸化アルミニウム単結晶の製造方法
CN1113269A (zh) * 1995-01-29 1995-12-13 陈秋生 单晶刚玉的生产方法
CN202766307U (zh) * 2012-08-14 2013-03-06 郑州瑞气气体有限公司 一种用于电熔白刚玉冶炼的纯氧鼓泡系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙斯衡编: "《刚玉制造》", 31 July 1983 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI597239B (zh) * 2016-10-21 2017-09-01 Sheng-Yi Chen Recycling of aluminum slag ash for reutilization of fused alumina

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