CN106116532A - 一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法 - Google Patents

一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法，包括以下步骤：1） 首先将氧化铝粉球磨得到氧化铝微粉；然后将PrNd合金破碎球磨得到PrNd合金微粉；再将高岭土、白云石混合球磨得到双组份微粉；2）将步骤1）所制得的微粉混合均匀后放入成球机中滚制成瓷球，再将瓷球放入密闭容器熏蒸5‑8小时；3）将步骤2）所熏蒸后的瓷球烧结，冷却后即得耐磨氧化铝瓷球；本发明制备的耐磨氧化铝瓷球具有超耐磨、强度高的优点。

Description

一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法。
背景技术
球磨机广泛用于冶金、矿产、电力、建材、化工等领域，是一种使用极为广泛的粉碎设备。研磨介质是球磨机粉碎物料的关键，它的形状一般为球体或圆柱体，依靠研磨介质在球磨机内的滚动、撞击、挤压、摩擦等各种复杂的运动，将物料粉碎。研磨介质的质量，不仅直接影响到生产效率的高低，而且还会影响到产品质量的好坏。研磨介质一般按密度进行分类，可分为：低密度磨介( 如普通陶瓷球，燧石质硅石和鹅卵石等)，比重约为2.3 ～ 2.6；中密度磨介( 如高铝质磨介)，比重约为2.6 ～ 3.2 ；高密度磨介( 如刚玉，锆质磨介等)，比重一般大于3.2。近年来随着陶瓷工业的迅速发展，一方面，高品位的天然研磨介质材料( 鹅卵石和燧石) 资源正日益枯竭，另一方面，天然石材在质量上已无法满足日益发展的高技术产品的要求。而人造研磨介质具有机械强度高、硬度高、密度大、高温性能好、对物料无污染或污染很小、耐酸碱腐蚀能力强、耐磨性能优异等优点，人造研磨介质正逐渐替代天然研磨材料。目前我国市场销售的陶瓷研磨介质主要包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等系列品种。其中氧化铝和氧化锆使用的最为广泛。氧化铝瓷球由于具有合适的硬度、适中的密度、耐磨、耐腐蚀、价格低，因此被广泛应用于白色水泥、矿物、陶瓷、电子材料、磁性材料以及涂料、油漆、化妆品、食品、制药等行业原材料的研磨和加工，是一种优质的研磨介质。然而目前氧化铝陶瓷球主要存在：耐磨性能较差，强度不足等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种强度高的耐磨氧化铝瓷球的制备方法。
本发明的技术解决方案如下：一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法，包括以下步骤：
1） 首先将氧化铝粉球磨至平均粒径为1.5-1.8微米，得到氧化铝微粉；然后将PrNd合金破碎球磨至平均粒径为0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再将高岭土、白云石混合球磨至平均粒径为0.6-0.8微米得到双组份微粉；
2）将步骤1）所制得的氧化铝微粉、PrNd合金微粉和双组份微粉混合均匀后放入成球机中滚制成粒径为40-50mm的瓷球，再将瓷球放入密闭容器中抽真空，然后通入二氧化碳与水蒸气的混合气体维持容器内气压与外部大气压相等进行熏蒸5-8小时；
3） 将步骤2）所熏蒸后的瓷球置于烧结窑中，以每小时40-45℃的升温速率升温至1340-1400℃，保温12-15小时，冷却后即得耐磨氧化铝瓷球。
作为优化，步骤2）中，按重量份计，各组分的比例为：氧化铝微粉 1000-1200份；PrNd合金微粉 2-6份；双组份微粉 100-120份；所述双组份微粉中高岭土与白云石的重量比例为1︰1。
作为优化，所述PrNd合金中的Pr的质量百分比含量为26-28%。
作为优化，所述二氧化碳与水蒸气的混合气体中二氧化碳与水蒸气的体积比为1︰6-8。
作为进一步优化，所述二氧化碳与水蒸气的混合气体中二氧化碳与水蒸气的体积比为1︰7。
本发明的有益效果是： 本发明通过将各功能组分根据其性能采用合理的粒径配比混合造粒，以搭建良好的空间混合结构，再结合二氧化碳与水蒸气的混合气体的熏蒸处理，以及PrNd合金微粉在烧结时对氧化铝瓷球晶粒的细化作用，能有效细化氧化铝瓷球的晶粒，使氧化铝瓷球同时具备高耐磨性与抗压强度。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例一
一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法，包括以下步骤：
1） 首先将氧化铝粉球磨至平均粒径为1.5-1.8微米，得到氧化铝微粉；然后将PrNd合金破碎球磨至平均粒径为0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再将高岭土、白云石混合球磨至平均粒径为0.6-0.8微米得到双组份微粉；
2）将步骤1）所制得的氧化铝微粉、PrNd合金微粉和双组份微粉混合均匀后放入成球机中滚制成粒径为40-50mm的瓷球，再将瓷球放入密闭容器中抽真空，然后通入二氧化碳与水蒸气的混合气体维持容器内气压与外部大气压相等进行熏蒸5小时；其中，上述各组分的重量为：氧化铝微粉 1000g；PrNd合金微粉 5g；双组份微粉 110g；所述双组份微粉中高岭土与白云石的重量比例为1︰1；
3） 将步骤2）所熏蒸后的瓷球置于烧结窑中，以每小时40℃的升温速率升温至1360℃，保温13小时，冷却后即得耐磨氧化铝瓷球。
所述PrNd合金中的Pr的质量百分比含量为26%。
所述二氧化碳与水蒸气的混合气体中二氧化碳与水蒸气的体积比为1︰6。
测得本实施例耐磨氧化铝瓷球的磨耗为0.012%，抗压强度为2200MPa。
实施例二
一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法，包括以下步骤：
1） 首先将氧化铝粉球磨至平均粒径为1.5-1.8微米，得到氧化铝微粉；然后将PrNd合金破碎球磨至平均粒径为0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再将高岭土、白云石混合球磨至平均粒径为0.6-0.8微米得到双组份微粉；
2）将步骤1）所制得的氧化铝微粉、PrNd合金微粉和双组份微粉混合均匀后放入成球机中滚制成粒径为40-50mm的瓷球，再将瓷球放入密闭容器中抽真空，然后通入二氧化碳与水蒸气的混合气体维持容器内气压与外部大气压相等进行熏蒸5小时；其中，上述各组分的重量为：氧化铝微粉 1000g；PrNd合金微粉 2g；双组份微粉 100g；所述双组份微粉中高岭土与白云石的重量比例为1︰1；
3） 将步骤2）所熏蒸后的瓷球置于烧结窑中，以每小时40℃的升温速率升温至1400℃，保温15小时，冷却后即得耐磨氧化铝瓷球。
所述PrNd合金中的Pr的质量百分比含量为28%。
所述二氧化碳与水蒸气的混合气体中二氧化碳与水蒸气的体积比为1︰7。
测得本实施例耐磨氧化铝瓷球的磨耗为0.010%，抗压强度为2350MPa。
实施例三
一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法，包括以下步骤：
1） 首先将氧化铝粉球磨至平均粒径为1.5-1.8微米，得到氧化铝微粉；然后将PrNd合金破碎球磨至平均粒径为0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再将高岭土、白云石混合球磨至平均粒径为0.6-0.8微米得到双组份微粉；
2）将步骤1）所制得的氧化铝微粉、PrNd合金微粉和双组份微粉混合均匀后放入成球机中滚制成粒径为40-50mm的瓷球，再将瓷球放入密闭容器中抽真空，然后通入二氧化碳与水蒸气的混合气体维持容器内气压与外部大气压相等进行熏蒸5小时；其中，上述各组分的重量为：氧化铝微粉 1200g；PrNd合金微粉 6g；双组份微粉 120g；所述双组份微粉中高岭土与白云石的重量比例为1︰1；
3） 将步骤2）所熏蒸后的瓷球置于烧结窑中，以每小时45℃的升温速率升温至1340℃，保温15小时，冷却后即得耐磨氧化铝瓷球。
所述PrNd合金中的Pr的质量百分比含量为26-28%。
所述二氧化碳与水蒸气的混合气体中二氧化碳与水蒸气的体积比为1︰8。
测得本实施例耐磨氧化铝瓷球的磨耗为0.013%，抗压强度为2270MPa。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种耐磨氧化铝瓷球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1） 首先将氧化铝粉球磨至平均粒径为1.5-1.8微米，得到氧化铝微粉；然后将PrNd合金破碎球磨至平均粒径为0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再将高岭土、白云石混合球磨至平均粒径为0.6-0.8微米得到双组份微粉；
2）将步骤1）所制得的氧化铝微粉、PrNd合金微粉和双组份微粉混合均匀后放入成球机中滚制成粒径为40-50mm的瓷球，再将瓷球放入密闭容器中抽真空，然后通入二氧化碳与水蒸气的混合气体维持容器内气压与外部大气压相等进行熏蒸5-8小时；
3） 将步骤2）所熏蒸后的瓷球置于烧结窑中，以每小时40-45℃的升温速率升温至1340-1400℃，保温12-15小时，冷却后即得耐磨氧化铝瓷球。
2. 根据权利要求1所述的耐磨氧化铝瓷球的制备方法，其特征在于：步骤2）中，按重量份计，各组分的比例为：氧化铝微粉 1000-1200份；PrNd合金微粉 2-6份；双组份微粉 100-120份；所述双组份微粉中高岭土与白云石的重量比例为1︰1。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨氧化铝瓷球的制备方法，其特征在于：所述PrNd合金中的Pr的质量百分比含量为26-28%。
4.根据权利要求1或2所述的耐磨氧化铝瓷球的制备方法，其特征在于：所述二氧化碳与水蒸气的混合气体中二氧化碳与水蒸气的体积比为1︰6-8。
5.根据权利要求4所述的耐磨氧化铝瓷球的制备方法，其特征在于：所述二氧化碳与水蒸气的混合气体中二氧化碳与水蒸气的体积比为1︰7。
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Denomination of invention: A preparation method of wear-resistant alumina ceramic ball

Effective date of registration: 20211227

Granted publication date: 20180622

Pledgee: Shangli Jiangxi rural commercial bank Limited by Share Ltd.

Pledgor: Jiangxi Xintao Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980016636

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