CN104607102A - 一种高强度小尺寸研磨球的制作方法 - Google Patents

一种高强度小尺寸研磨球的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用大型滚球机作为成型设备，通过使用母核造粒和粉料级配优化制作高强度小尺寸研磨球的新工艺。首先以原料中的一种或多种作为母核进行造粒，使用大型滚球机，按照一定的料水比加入优化后的级配原料，进行滚动成型。最后调整滚球机参数，实现球坯表面收光，烧结后得到球形度高、强度高、磨耗低的小尺寸研磨球。

Description

一种高强度小尺寸研磨球的制作方法
技术领域
本发明涉及研磨球制作领域，尤其小尺寸研磨球的制作方法。
背景技术
工业粉体的超细处理主要通过研磨球之间的研磨作用实现，小尺寸研磨球具有更小的接触面和更多的数量，可得到粒径尺寸小、分布范围窄的粉体。随着人们对粉体细度的要求越来越高，小尺寸研磨球的大范围使用将成为行业的趋势。同时，随着磨料细度的降低，浆料粘度增大，温度升高，生产工况进一步苛刻，对研磨球的磨损和挤压作用力更大，这就要求研磨球具有更高的强度和较小的磨耗。
具有高强度的小尺寸研磨球，能适应研磨设备线速度不断提高带来的冲击性，磨料粘度温度增大带来的挤压力，避免了因为碎球导致的筛网堵塞。低磨耗的研磨球对于减少添加量、简化生产和成本控制都有很实际的意义。
小尺寸研磨球最主要的成型方式是滚制成型，由于成型时间短、滚制能量小、坯体自生长等因素，从而导致坯体致密度低、球形度较差，在最终使用时产品强度、圆整度等方面有明显不足，限制了其广泛使用。对于相同的配方，大尺寸研磨球的强度归一值（强度/（直径*直径））明显高于小尺寸研磨球，工艺条件限制了配方性能的最大化表现。
发明内容
本发明的目的在克服现有工艺缺点，提供一种以大型成球机为主要设备，通过使用母核造粒和粉料级配优化制作高强度小尺寸研磨球的制作方法。
为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种高强度小尺寸研磨球的制作方法,包括将原料倒入滚球机中滚球工艺成型，其特征在于母核为原料中一种或几种组分，先将母核倒入滚球机，然后将其余原料中倒入与母核混合滚球工艺成型，所述母核粒径0.1mm~0.3mm。
正常的滚球工艺：加水加料重量与滚锅内球坯的多少有关，一般机器尺寸越大，加料量越多，2.5-4.5m的滚锅，加料范围在1~6kg/min。加水重量与加料重量成正比，通过程序按比例加入，料水重量比约为4~8。加水加料之后，通常有间隔时间，保证球坯充分粘到料或者浆水，间隔时间范围为5-25s。
作为优选，母核为氧化铝、硅酸锆、氧化锆、二氧化硅、莫来石的一种或组合。
作为优选，将其余原料中倒入与母核混合滚球工艺成型包括以下步骤：首先将加料加浆水速度控制为正常滚球的二分之一至五分之一，使原料与母核紧密接触长大呈球形；当球形长大至0.3~0.7mm时，调整加料加浆水速度为正常滚球速度；当球形均匀长大至0.6~1.5mm时停止加料加浆水，最后收光成型。
上述浆水为复合浆水，其组分为：以乙醇和水作为混合溶剂，加入分子量为1500的PVA与分子量6000的PVA进行匹配使用，并加入聚丙烯酸铵作为增塑剂，加入甘油作为保湿剂。具体参阅授权的专利ZL 2012 1 0402504.7。
作为优选，除母核外原料中最大颗粒粒径小于1μm。避免由于大颗粒造成的成球速度过快和不规则长大。
作为优选，滚球机直径大于2.5m。
本发明的有益效果：大大提高了小尺寸研磨球的强度，并且也用大直径滚球机成型，简单高效，适用于产业化应用，成本较低。
具体实施方式
实施例1：
首先将200 kg粒径为0.15-0.25mm的氧化铝加入4.2m滚球机中，开启滚球机，此时滚球机倾角为38°，转速为12r/min。开始下料，原料最大粒度为1μm，控制加料量为2.5kg/min，加料后间隔时间为20s,加水量为0.45kg/min，加水后间隔时间为16s。待粉体包裹在母核上，长大至0.4-0.6mm，控制加料量为5kg/min，加水量为0.9kg/min，加料加水后间隔时间均为12s。均匀长大至0.8-1.0mm，停止加水加料，调整滚球机倾角为42°，转速为16r/min，进行表面收光，期间视坯体表面湿度，加入少量粉体，收光时间为1h。得到粒度分布窄，坯体强度高的小尺寸研磨球。
实施例2：
首先将125 kg粒径为0.2-0.3mm的二氧化硅加入3.6m滚球机中，开启滚球机，此时滚球机倾角为36°，转速为15r/min。开始下料，原料最大粒度为0.8μm，控制加料量为2kg/min，加料后间隔时间为25s，加水量为0.5kg/min，加水后间隔时间为20s。待粉体包裹在母核上，长大至0.5-0.7mm，控制加料量为4.5kg/min，加料后间隔时间为20s，加水量为1kg/min，加水后间隔时间为15s。均匀长大至1.0-1.2mm，停止加水加料，调整滚球机倾角为40°，转速为20r/min，进行表面收光，期间视坯体表面湿度，加入少量粉体，收光时间为1.2h。得到粒度分布窄，坯体强度高的小尺寸研磨球。
实施例3：
首先将50 kg粒径为0.1-0.2mm的硅酸锆加入3.0m滚球机中，开启滚球机，此时滚球机倾角为39°，转速为20r/min。开始下料，原料最大粒度为0.9μm，控制加料量为1 kg/min，加水量为0.2kg/min，加料加水后间隔时间均为20s。待粉体包裹在母核上，长大至0.3-0.4mm，控制加料量为2kg/min，加水量为0.35kg/min，加料加水后间隔时间均为14s。均匀长大至0.6-0.8mm，停止加水加料，调整滚球机倾角为43°，转速为25r/min，进行表面收光，期间视坯体表面湿度，加入少量粉体，收光时间为0.8h。得到粒度分布窄，坯体强度高的小尺寸研磨球。
实施例4：首先将40 kg粒径为0.1-0.3mm的莫来石加入2.8m滚球机中，开启滚球机，此时滚球机倾角为38°，转速为20r/min。开始下料，原料最大粒度为0.9μm，控制加料量为1.5 kg/min，加水量为0.3kg/min，加料加水后间隔时间均为16s。待粉体包裹在母核上，长大至0.4-0.8mm，控制加料量为2.5kg/min，加水量为0.4kg/min，加料加水后间隔时间均为12s。均匀长大至0.7-1.2mm，停止加水加料，调整滚球机倾角为40°，转速为25r/min，进行表面收光，期间视坯体表面湿度，加入少量粉体，收光时间为1h。得到粒度分布窄，坯体强度高的小尺寸研磨球。
加料加水时间也可以控制，粮仓下料速度，15s内加入2kg，折合8kg/min。另外一个是在一次加料加水循环周期，比如40s，总共下料2kg，折合3kg/min。

Claims (5)

1.一种高强度小尺寸研磨球的制作方法,包括将原料倒入滚球机中滚球工艺成型，其特征在于母核为原料中一种或几种组分，先将母核倒入滚球机，然后将其余原料中倒入与母核混合滚球工艺成型，所述母核粒径0.1mm~0.3mm。
2.根据权利要求1所述的一种高强度小尺寸研磨球的制作方法，其特征在于母核为氧化铝、硅酸锆、氧化锆、二氧化硅、莫来石的一种或组合。
3.根据权利要求1所述的一种高强度小尺寸研磨球的制作方法，其特征在于将其余原料中倒入与母核混合滚球工艺成型包括以下步骤：首先将加料加浆水速度控制为正常滚球的二分之一至五分之一，使原料与母核紧密接触长大呈球形；当球形长大至0.3~0.7mm时，调整加料加浆水速度为正常滚球速度；当球形均匀长大至0.6~1.5mm时停止加料加浆水，最后收光成型。
4.根据权利要求1所述的一种高强度小尺寸研磨球的制作方法，其特征在于除母核外原料中最大颗粒粒径小于1μm。
5.根据权利要求1所述的一种高强度小尺寸研磨球的制作方法，其特征在于滚球机直径大于2.5m。
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