CN106232765A - 具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒 - Google Patents

具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒 Download PDF

Info

Publication number
CN106232765A
CN106232765A CN201580019761.4A CN201580019761A CN106232765A CN 106232765 A CN106232765 A CN 106232765A CN 201580019761 A CN201580019761 A CN 201580019761A CN 106232765 A CN106232765 A CN 106232765A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
carbon
abrasive grain
abrasive
granule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580019761.4A
Other languages
English (en)
Inventor
T·福斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Center for Abrasives and Refractories Research and Development CARRD GmbH
Original Assignee
Center for Abrasives and Refractories Research and Development CARRD GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Center for Abrasives and Refractories Research and Development CARRD GmbH filed Critical Center for Abrasives and Refractories Research and Development CARRD GmbH
Publication of CN106232765A publication Critical patent/CN106232765A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
    • C09K3/1445—Composite particles, e.g. coated particles the coating consisting exclusively of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/1115—Minute sintered entities, e.g. sintered abrasive grains or shaped particles such as platelets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62802—Powder coating materials
    • C04B35/62805—Oxide ceramics
    • C04B35/62818—Refractory metal oxides
    • C04B35/62821—Titanium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62802—Powder coating materials
    • C04B35/62828—Non-oxide ceramics
    • C04B35/62839—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40—Compounds of aluminium
    • C09C1/407—Aluminium oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1229—Composition of the substrate
    • C23C18/1245—Inorganic substrates other than metallic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
    • C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒，其中，在没有额外粘合剂的情况下，在磨料颗粒表面通过温度处理由二氧化钛和/或碳颗粒形成的化合物紧密连接至磨料颗粒表面。

Description

具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的 磨料颗粒
本发明涉及一种具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒。
磨料颗粒以松散或粘合的形式使用，特别是用于加工表面。当粘合时，磨料颗粒以砂带、砂纸、砂轮或其他粘合磨料的形式使用，其中，所述表面的加工效率不仅取决于磨料颗粒本身的特性，在很大程度上还取决于在各磨料中的磨料颗粒整合的类型和稳定性。因此在磨料颗粒和粘合剂相之间的边界表面是特别重要的。所述边界表面决定了使磨料颗粒打破结合所需的力。磨料颗粒越硬越稳定时，对结合和在边界表面处的粘附力的要求越大，这是因为由于研磨其将更容易使磨料颗粒打破结合。
大部分的磨料颗粒，特别是通过熔融工艺生产的那些磨料颗粒，具有相对平滑的表面，这对于其在磨料中的整合(主要基于粘附)具有不利影响。为了解决此问题，在过去已经提出了分别用于粗糙化或扩大表面从而改善整合的多种方法。
U.S.2,527,044 A描述了一种熔融氧化铝磨料颗粒，其提供有细颗粒状金属氧化物颗粒(例如氧化铁)的涂层，以便改善在树脂粘合磨料中的嵌入。所述金属氧化物颗粒通过玻璃状粘合剂粘附至磨料颗粒的表面。
U.S.2,541,658描述了一种具有磷酸盐粘合剂和氧化铁颜料的磨料颗粒的涂层。
EP 0 014 236 A1描述了含有二氧化钛的基于氧化铝的的磨料颗粒的处理，其中将一层陶瓷物质熔融到磨料颗粒上。因此，磨料颗粒中所含二氧化钛的氧化与磨料颗粒结构的转化同时发生。
对应于根据EP 0 080 604 B1的具有研磨活性细颗粒的涂料，通过玻璃熔块将细颗粒状颗粒与研磨活性物质一起涂布至磨料颗粒表面。
DE102 57 554 B4中描述了包含水性粘合剂的涂层和具有AxByOz的一般组成的复合细颗粒状氧化物的磨料颗粒。
在通过借助于粘合剂涂布粘附至研磨剂颗粒表面的细颗粒而发生磨料颗粒表面扩大的情况下，上述方法的缺点在于，结合的稳定性在研磨操作期间由于高应力和强加热而降低，并且磨料颗粒从磨料结合中脱出。
EP 0 346 832公开了一种在没有额外粘合剂的情况下涂布有高分散性亲水性金属氧化物的涂布碳化硅磨料颗粒。因此，所述高分散性亲水性金属氧化物优选在干燥状态下与磨料颗粒混合，并随后粘附至其表面。尽管在此情况下放弃粘合剂，但是，由于所述颗粒仅因物理粘附而粘附在所述表面上，在此还可以观察到在研磨操作期间磨料中的结合稳定性降低，且磨料颗粒从结合中脱出。
EP 0 652 918描述了一种包含金属氧化物涂层的磨料颗粒，其中，α-氧化铝磨料颗粒的前体涂布有包含金属醇盐的涂料组合物，其中，对涂布的颗粒进行温度处理，从而获得自发结合到所述颗粒表面的金属氧化物涂层。使用在干燥和焙烧后通过溶胶-凝胶方法由勃姆石分散液获得的并利用包含金属醇盐的溶液处理的生坯作为基础颗粒。对以此方式处理的生坯进行400℃～1000℃的温度处理，其中发生金属醇盐到金属氧化物的转化，该金属氧化物自发结合至基础颗粒的表面。随后，在1200℃～1650℃的温度下烧结经涂布的基础颗粒，从而获得α-氧化铝磨料颗粒。此方法的缺点在于其非常复杂，而且局限于通过溶胶-凝胶方法获得的磨料颗粒。
因此，对于与现有技术相比具有优势的涂料仍然存在需求，特别是对于通过熔融工艺生产的磨料颗粒。
因此，本发明的目的在于提供一种包含扩大的表面的基于电熔氧化铝的涂布磨料颗粒，该颗粒即使对于强机械和热应力也可良好和永久地整合在磨料中，因此其不具有现有技术的上述缺点。
该目的通过具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒解决，其中，通过温度处理在磨料颗粒表面形成的二氧化钛和/或碳颗粒的化合物紧密连接至磨料颗粒的表面。由此，通过反应性烧结在磨料颗粒表面和平均粒径为10nm～10μm的二氧化钛和/或碳化合物之间形成没有额外粘合剂的直接紧密结合。
当研究改善基于电熔氧化铝的磨料颗粒的表面结构的可能性时，发现在没有额外粘合剂的情况下于磨料颗粒表面和平均粒径为10nm～10μm的二氧化钛化合物之间形成直接紧密结合(对应于具有细颗粒状反应性二氧化钛的涂层和随后的温度处理)的情况下，获得磨料颗粒。
特别适合用于所述涂层的基材为由Evonik提供的名为Aeroxide TiO2P25的热解二氧化钛，其平均一次粒径为21nm。然后进一步的测试显示了在相应适配的反应条件下还可以成功使用明显更粗糙的TiO2颗粒，其中一次颗粒的平均粒径优选为10nm～1μm，更优选为10nm～100nm。
利用对涂布的磨料颗粒的光学分析，发现结合在所述表面上的颗粒的分布相对不均匀，并且特别是在边缘、凹陷和裂缝处可见到二氧化钛化合物的集中。由此也可见在磨料颗粒表面形成的二氧化钛化合物的粒径相对较粗且不均匀，这最可能是由于在温度处理过程中发生不规则的晶体生长。
由于涂料颗粒在磨料颗粒表面上的颗粒边缘和裂缝处的这些集中，还使用单独的涂布颗粒进行稳定性分析，从而证明了与未涂布的磨料颗粒相比，用二氧化钛涂布并烧结的磨料颗粒的颗粒韧度增加。
通过在球磨机中研磨，经由微粒分解测定磨料颗粒的颗粒韧度，其中，在填充有12个钢球(直径15mm，重量330g～332g)的球磨机中以188转/分钟将10g金刚砂(具有相应的粒度号)研磨一段预定的时间。随后将研磨过的磨料颗粒在筛分机(Haver EML 200)中通过比底筛(其针对相应的粒度号定义)细2级的相应细筛筛分5分钟，并对细组分进行称量。MKZ值遵照下式：
在测试的环境中，随后还使用二氧化钛与碳的混合物，以便可能通过同时形成减少的二氧化钛化合物而进一步改善个体颗粒的物理性质。出乎意料地，由此发现了不仅当用碳部分替换二氧化钛，而且在用碳完全替换二氧化钛时，都获得了一方面包括优异的稳定性值且另一方面展现良好的研磨效率的涂布磨料颗粒。
在800℃～1400℃的温度下使用不同的涂布和未涂布的磨料颗粒进行烧结测试，由此发现，随着烧结温度的增加，颗粒韧度一般增加。此外发现，对于各涂料，对应于特征温度，涂布有二氧化钛和/或碳的基于电熔氧化铝的全部颗粒的颗粒韧度与未涂布的颗粒相比都不成比例地增加。此特征温度在所有的情况下都分别超过800℃，大多数超过1000℃和1250℃，从而在超过800℃、优选超过1000℃、更优选超过1250℃的温度烧结二氧化钛和/或碳颗粒。
基于未处理的颗粒的重量，表面涂层的重量百分比优选为0.01重量％～5重量％，从而本发明的优选实施方式包含1重量％～2重量％的表面涂层。从而，表面涂层的层厚度优选小于10μm。
还发现，在使用二氧化钛和碳的混合物时，烧结前的TiO2与碳的比例应当有利地为10:1～1:10。
通过微粒分解，在下表1中表征了一些针对基于电熔氧化铝的磨料颗粒选择的涂料。
根据FEPA的粒度号F46的由Imerys Fused Minerals提供的名为SCT SK的单晶氧化铝用于本测试。使用平均粒径为10nm～50nm的高分散性二氧化钛和平均粒径也为10nm～50nm的炭黑作为涂料用基材，其中，在本分析的环境中使用由Evonik提供的AeroxideTiO2P25和由IMCD Deutschland GmbH&Co.KG提供的炭黑Raven PFEB，其粒径分别为21nm和24nm。在空气的存在下分别于1200℃和1350℃进行烧结。
表1
由于称量筛过物(＝磨损)以测定MKZ值，这对于上表意味着，颗粒韧度越高，MKZ值越小。
研磨测试
还为了确定MKZ值对研磨实践的正面影响，在1350℃处理的实施例1～10的情况下进行额外的研磨测试。
出于此目的，生产尺寸为125mm×1.2mm×22.23mm的薄切割砂轮，然后用其切割不同的工件，其中，最初进行3次预切以调节砂轮，随后利用每个砂轮进行总计24次切割。研磨效率通过砂轮直径的减少(砂轮磨损)来测定，其中，通过砂轮磨损和切割面积测定所谓的G比作为研磨效率的大小。不同工件和材料的研磨结果汇总在表2～表4中。
表2
在上表2中汇总的研磨测试系列的情况下，对尺寸为30mm×30mm×3mm的建筑钢ST37角钢切割总共24次，随后测定切割砂轮的磨损。
相比于包含未涂布的参比颗粒的切割砂轮(实施例1)，包含涂布磨料颗粒的所有切割砂轮都显示出更低的磨损和因此更好的研磨效率。尽管在仅涂布有TiO2的研磨颗粒的情况下以2重量％的TiO2(实施例4)达到了最佳结果，然而鉴于0.5重量％的TiO2(实施例2)和1.0重量％的TiO2(实施例3)的结果，不能推导出研磨力随着涂布部分增加而增大的明显趋势。包含仅涂布有碳的磨料颗粒的切割砂轮(实施例5～7)的磨损显著超过前述切割砂轮。因此，涂布有0.5重量％的碳的磨料颗粒的结果并不比未涂布的参比颗粒的结果好得多。在将0.25重量％的碳和0.75重量％的TiO2的混合物用于磨料颗粒的涂层(实施例8)的情况下，切割砂轮的结果出乎意料地好。
在切割厚度为2mm且直径为20mm的不锈钢管(V2A)的情况下的测试系列汇总在下表3中。通常，通过砂轮磨损来测定研磨效率。总体而言，全部研磨结果都相当地劣于建筑钢的情况。总体而言，包含仅涂布有碳的磨料颗粒的切割砂轮(实施例5～7)的结果最差。包含涂布有0.25重量％的碳和0.75重量％的TiO2的混合物的磨料颗粒的切割砂轮(实施例8)连同包含仅涂布有1重量％和2重量％的TiO2的磨料颗粒的砂轮一起再次显示出非常好的结果。
表3
在下表4中汇总的最后的测试系列中加工了20mm灰口铸铁(GG25)棒。
总体而言，在此材料的情况下，再次实现了与包含未涂布的磨料颗粒的切割砂轮相比更高的研磨力增加。由实施例4(2％的TiO2)和实施例8(0.25％的碳，0.75％的TiO2)再次获得最佳结果。在此测试系列的情况下，实施例2～4的结果似乎确认了研磨效率随着TiO2含量的增加而增加。然而，此趋势并不是那么明显，在实际应用情况下昂贵原料热解TiO2的加倍使用在经济上是否合理是值得怀疑的。
表4
随附的用扫描电子显微镜采集的图像为对应于使用不同涂料颗粒的或多或少的非常明显的研磨力增加提供了貌似合理的解释。
图1由此显示了放大2,000倍的涂布有2重量％的TiO2的磨料颗粒的表面，在其上可以见到相对较粗的、大多细长的TiO2晶体和钛酸铝晶体，其中一些颗粒达到超过10μm的纵向扩展。在这一点上，必须指出，没有对化合物的化学和结晶组成进行详细研究。然而，总体而言，平均粒径为0.01μm～10μm，优选为1μm～10μm。使用平均粒径为10nm～50nm的热解TiO2作为基材，由此在温度处理期间也必然发生强烈的不规则晶体生长。所述表面本身由于与其紧密连接的颗粒而显著增加，其中，预期相应涂布的磨料颗粒在磨料的粘合剂基质中优异整合，这通过研磨测试而确认。此外在图1中可以观察到具有包含TiO2的颗粒的表面涂层是相对致密的，其对于在所述表面上包含较少TiO2的涂布磨料颗粒也显示良好研磨效率的事实提供了解释。
图2显示了放大2.000倍的涂布有1重量％的碳的磨料颗粒的表面。与TiO2晶体相反，含碳颗粒显示出非晶结构，其中在此情况下还存在一些直径超过10μm的簇。不能最终明确烧结熔合的颗粒究竟是碳化物、碳氧化物还是Al、C、O和N体系中的其它混合晶体。此处的平均粒径也为0.01μm～10μm。含碳颗粒的非晶圆形揭示了相应处理的磨料颗粒在粘合剂基质中的整合将不如在表面上具有含TiO2的颗粒的磨料颗粒(其形成角和棱，由此使磨料颗粒锚固在粘合剂基质中)一样紧密。

Claims (9)

1.一种具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒，其中，在磨料颗粒表面通过温度处理由二氧化钛和/或碳颗粒形成的化合物紧密连接至所述磨料颗粒表面，
其特征在于，
在所述磨料颗粒表面和平均粒径为0.01μm～10μm的二氧化钛和/或碳化合物之间形成没有额外粘合剂的直接紧密结合。
2.如权利要求1所述的磨料颗粒，
其特征在于，
紧密连接在所述表面上的二氧化钛和/或碳化合物的平均粒径为1μm～10μm。
3.如权利要求1或2所述的磨料颗粒，
其特征在于，
基于未处理的磨料颗粒的重量，所述表面涂层的重量百分比为0.01重量％～5重量％。
4.如权利要求1～3中任一项所述的磨料颗粒，
其特征在于，
所述表面涂层的层厚度小于10μm。
5.如权利要求1～4中任一项所述的磨料颗粒，
其特征在于，
在超过800℃、优选超过1000℃、更优选超过1250℃的温度下将所述二氧化钛和/或碳颗粒烧结到所述磨料颗粒表面上。
6.如权利要求1～5中任一项所述的磨料颗粒，
其特征在于，
在使用TiO2和碳的混合物时，烧结前的TiO2与碳的比例为10:1～1:10。
7.一种用于制造具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒的方法，其中，对应于所述涂层形成的二氧化钛和/或碳化合物紧密连接至所述磨料颗粒表面，其中，产生了磨料颗粒和平均粒径为10nm～10μm的二氧化钛和/或碳颗粒的混合物，其中，在超过800℃的温度下，在没有额外粘合剂的情况下将所述二氧化钛和/或碳颗粒烧结到所述磨料颗粒表面上。
8.如权利要求7所述的方法，
其特征在于，
使用平均粒径为10nm～50nm的高分散性二氧化钛作为二氧化钛颗粒。
9.如权利要求7或8所述的方法，
其特征在于，
使用平均粒径为10nm～50nm的炭黑作为碳颗粒。
CN201580019761.4A 2014-04-17 2015-04-10 具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒 Pending CN106232765A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014105600.0 2014-04-17
DE102014105600 2014-04-17
DE102015103934.6 2015-03-17
DE102015103934.6A DE102015103934A1 (de) 2014-04-17 2015-03-17 Schleifkorn auf Basis von elektrisch geschmolzenem Aluminiumoxid mit einer Titanoxid und/oder Kohlenstoff umfassenden Oberflächenbeschichtung
PCT/EP2015/057908 WO2015158632A1 (en) 2014-04-17 2015-04-10 Abrasive grain on the basis of electrofused aluminum oxide with a surface coating comprising titanium oxide and/or carbon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106232765A true CN106232765A (zh) 2016-12-14

Family

ID=54250012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580019761.4A Pending CN106232765A (zh) 2014-04-17 2015-04-10 具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170037289A1 (zh)
EP (1) EP3131998B1 (zh)
JP (1) JP6363227B2 (zh)
CN (1) CN106232765A (zh)
BR (1) BR112016019215B1 (zh)
DE (1) DE102015103934A1 (zh)
WO (1) WO2015158632A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109652014A (zh) * 2018-12-26 2019-04-19 宁波杉元石墨烯科技有限公司 一种石墨烯用分散助磨剂及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1139949A (zh) * 1993-12-28 1997-01-08 美国3M公司 具有烧结外表面的α氧化铝基磨粒
CN1141053A (zh) * 1993-12-28 1997-01-22 美国3M公司 α-氧化铝基磨粒
US5611828A (en) * 1995-11-28 1997-03-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making alumina abrasive grain having a metal boride coating thereon
JPH09255891A (ja) * 1996-03-21 1997-09-30 Ykk Corp アルミナチタン系顔料及びその製造方法
CN1368998A (zh) * 1999-08-06 2002-09-11 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 具有改进投射性的磨粒
CN1527870A (zh) * 2001-03-09 2004-09-08 三井金属k业株式会社 铈类研磨材料及研磨材料浆液和铈类研磨材料的制造方法
CN1774488A (zh) * 2003-04-17 2006-05-17 3M创新有限公司 磨粒、磨料制品及其制造和使用方法
CN1989083A (zh) * 2004-07-23 2007-06-27 爱尔康陶瓷耐火磨料公司 尤其用于涂覆和固结磨料、如用于消除合金钢扁坯表面裂纹的砂轮的具有高氧化铝含量的磨粒
CN100368998C (zh) * 2004-07-23 2008-02-13 中兴通讯股份有限公司 一种多数据库数据同步方法
CN100527870C (zh) * 2003-01-22 2009-08-12 三星电子株式会社 自动管理国家代码的移动终端及用其存储/查找电话号码的方法
CN103189330A (zh) * 2010-11-01 2013-07-03 昭和电工株式会社 氧化铝质烧结体、磨粒和砂轮

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2527044A (en) 1945-06-14 1950-10-24 Exolon Company Surface-coated abrasive grain
US2541658A (en) 1947-11-04 1951-02-13 Monsanto Chemicals Coated abrasive grains and the method of coating the abrasive grains
US4111668A (en) * 1976-06-01 1978-09-05 The Carborundum Company Fused aluminum oxide abrasive grain containing reduced titanium oxide
JPS5524813A (en) * 1978-08-03 1980-02-22 Showa Denko Kk Alumina grinding grain
AT358946B (de) 1979-02-07 1980-10-10 Swarovski Tyrolit Schleif Verfahren zur guetebehandlung von schleifkorn
DE3147597C1 (de) 1981-12-02 1983-02-03 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Korund-Schleifkorn mit keramischer Ummantelung
CH675250A5 (zh) 1988-06-17 1990-09-14 Lonza Ag
US5011508A (en) * 1988-10-14 1991-04-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Shelling-resistant abrasive grain, a method of making the same, and abrasive products
US5085671A (en) * 1990-05-02 1992-02-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of coating alumina particles with refractory material, abrasive particles made by the method and abrasive products containing the same
US5106392A (en) * 1991-03-14 1992-04-21 General Electric Company Multigrain abrasive particles
KR950702608A (ko) 1992-07-28 1995-07-29 테릴 켄트 쿠알리 산화금속으로 피복된 연마 입자, 그것의 제조 방법 및 연마제품(abrasive grain with metal oxide coating, method of making same and abrasive products)
JP2778423B2 (ja) * 1993-04-28 1998-07-23 昭和電工株式会社 被覆電融アルミナ粒およびその製造方法
DE10257554B4 (de) 2002-12-10 2008-04-10 Treibacher Schleifmittel Gmbh Schleifkörner mit einer Ummantelung aus einem wässrigen Bindemittel und einer komplexen feinkörnigen Oxidverbindung, Verfahren zur Behandlung derartiger Schleifkörner sowie ihre Verwendung für kunstharzgebundene Schleifmittel
WO2008130688A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-30 Regents Of The University Of Minnesota Growth of coatings of nanoparticles by photoinduced chemical vapor deposition

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1139949A (zh) * 1993-12-28 1997-01-08 美国3M公司 具有烧结外表面的α氧化铝基磨粒
CN1141053A (zh) * 1993-12-28 1997-01-22 美国3M公司 α-氧化铝基磨粒
US5611828A (en) * 1995-11-28 1997-03-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making alumina abrasive grain having a metal boride coating thereon
JPH09255891A (ja) * 1996-03-21 1997-09-30 Ykk Corp アルミナチタン系顔料及びその製造方法
CN1368998A (zh) * 1999-08-06 2002-09-11 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 具有改进投射性的磨粒
CN1527870A (zh) * 2001-03-09 2004-09-08 三井金属k业株式会社 铈类研磨材料及研磨材料浆液和铈类研磨材料的制造方法
CN100527870C (zh) * 2003-01-22 2009-08-12 三星电子株式会社 自动管理国家代码的移动终端及用其存储/查找电话号码的方法
CN1774488A (zh) * 2003-04-17 2006-05-17 3M创新有限公司 磨粒、磨料制品及其制造和使用方法
CN1989083A (zh) * 2004-07-23 2007-06-27 爱尔康陶瓷耐火磨料公司 尤其用于涂覆和固结磨料、如用于消除合金钢扁坯表面裂纹的砂轮的具有高氧化铝含量的磨粒
CN100368998C (zh) * 2004-07-23 2008-02-13 中兴通讯股份有限公司 一种多数据库数据同步方法
CN103189330A (zh) * 2010-11-01 2013-07-03 昭和电工株式会社 氧化铝质烧结体、磨粒和砂轮

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016019215A2 (zh) 2017-08-22
US20170037289A1 (en) 2017-02-09
JP6363227B2 (ja) 2018-07-25
EP3131998A1 (en) 2017-02-22
BR112016019215B1 (pt) 2022-06-28
EP3131998B1 (en) 2020-02-19
DE102015103934A1 (de) 2015-10-22
WO2015158632A1 (en) 2015-10-22
JP2017519846A (ja) 2017-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103702800B (zh) 包括氮化硅磨粒的磨料制品
JP5669764B2 (ja) 改善された形状を有する融解ジルコニアアルミナ砥粒を含む研磨物品
CN101412902B (zh) 经包覆的研磨颗粒，其制备方法以及其用于制备研磨剂的用途
TW201905156A (zh) 粒狀材料及其形成方法
US5192339A (en) Abrasive grain and method for manufacturing the same
CN1053571A (zh) 经涂敷的研磨材料中的溶胶-凝胶法氧化铝磨粒混合物
WO2011059020A1 (ja) 立方晶窒化硼素焼結体および被覆立方晶窒化硼素焼結体並びにそれらの製造方法
CN101977877B (zh) 涂覆二氧化硅的熔融颗粒
CN102471161B (zh) 熔凝的氧化铝-氧化锆磨粒
EP3240853B1 (en) Aggregates of diamond with vitrified bond
JP2010131699A (ja) ビトリファイドボンド砥石
CN108473851A (zh) 研磨用组合物
JP2972488B2 (ja) 焼結複合研磨剤グリツト、その製造法並びに使用法
CN109415616A (zh) 电熔氧化铝粒子、电熔氧化铝粒子的生产方法、磨石和砂布
US5387268A (en) Sintered alumina abrasive grain and abrasive products
CN1774487A (zh) 基于氧化铝和氧化镁的熔融陶瓷颗粒
CN106232765A (zh) 具有包含二氧化钛和/或碳的表面涂层的基于电熔氧化铝的磨料颗粒
US20070277444A1 (en) Abrasive grit with high alumina content grain, in particular for application in applied and sintered abrasives, for example in scarfing grinders for slabs of steel alloy
EP0409991A1 (en) Abrasive grain and method of producing same
US5531799A (en) Ceramic corundum abrasive
CN105592981B (zh) 具有增加的韧性的基于熔融氧化铝的多晶多孔Al2O3本体及其用途
WO2014123153A1 (ja) アルミナ焼結体、砥粒、砥石、研磨布、及びアルミナ焼結体の製造方法
JP5579723B2 (ja) 研磨溶融粒子
JPH07173455A (ja) サイアロン相含有アルミナ質焼結砥粒の製造方法
JP2017519846A5 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161214