CN108793970A - 一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，包括以下方法步骤，a，粉料选择使用BaO、TiC、Mo2C、ZrO2、Cr2C3、TaC作为原料，并配置浓度为80％‑90％的醋酸作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时‑6小时后进行混合，时间控制在0.5小时以内，作为研磨介质；b，将步骤a中的原料进行烘干，并与焦炭混合，选择球体进行充分的研磨，球料比为3:5，球磨转速为300‑450rpm，球磨时间为30‑48小时；c，将球磨后的混合物料过筛，筛孔为50‑150目；d，取过筛后的混合物料放入模具中，350‑550MPa压力下制成坯料；e，将取出坯料进行加热，加热成型过后的坯料进行冷却，冷却过后进行切割，最后进行磨削和抛光。本发明制作的研磨体，硬度较高，并且使用寿命较长。

Description

一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷加工技术领域，尤其是一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法。
背景技术
石膏是单斜晶系矿物，是主要化学成分为硫酸钙(CaSO4)的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能。
石膏属单斜晶系，解理度很高，容易裂开成薄片。将石膏加热至
100-200℃，失去部分结晶水，可得到半水石膏。它是一种气硬性胶凝材料，具有α和β两种形态，都呈菱形结晶，但物理性能不同。α型半水石膏结晶良好、坚实；β型半水石膏是片状并有裂纹的晶体，结晶很细，比表面积比α型半水石膏大得多。
石膏在进行加工过程中，经常需要进行研磨，传统的研磨设备有金属研磨体、陶瓷研磨体，陶瓷由于其更加耐高温且稳定，使用较多，但是传统的陶瓷研磨体，研磨产品加工不够精细，硬度较差，长期使用容易破碎，针对以上的问题，在此我们提出一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法。
发明内容
本发明为解决上述现象，采用以下改性的技术方案，一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，包括以下方法步骤，
a，粉料选择使用BaO、TiC、Mo2C、ZrO2、Cr2C3、TaC作为原料，并配置浓度为80％-90％的醋酸作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合，时间控制在0.5小时以内，作为研磨介质；
b，将步骤a中的原料进行烘干，并与焦炭混合，选择球体进行充分的研磨，球料比为3:5，球磨转速为300-450rpm，球磨时间为30-48小时；
c，将球磨后的混合物料过筛，筛孔为50-150目；
d，取过筛后的混合物料放入模具中，350-550MPa压力下制成坯料；
e，将取出坯料进行加热，加热成型过后的坯料进行冷却，冷却过后进行切割，最后进行磨削和抛光，完成石膏磨用陶瓷研磨体的加工生产。
作为本发明的进一步优选方式，步骤e中，在对坯料进行加热过程，首先在室温下预热6-10分钟，当温度达到300-400℃时通入惰性氩气，保持20ml/min的输送速度均匀送入，升温至1200-1450℃时进行保温控温，保温控温时间为20-40min。
作为本发明的进一步优选方式，步骤b中，在焦炭混合研磨的过程中，可以持续向混合物中送入二氧化碳，直至加工结束，二氧化碳保持流量为0.4-0.5ml/s。
作为本发明的进一步优选方式，步骤e中，在对工件切割可选择激光切割，激光加工利用高能量密度108-1010w/cm2的均匀激光束作为热源,通过控制激光束在研磨体表面的聚焦位置,实现三维复杂形状材料的加工，所述激光切割输出的激光的波长为12.4μm-32.6μm，功率为180W-320W，频率为220MHz。
作为本发明的进一步优选方式，步骤e中，磨削加工所用砂轮选用金刚石砂轮，磨削加工中,切屑的清除采用冷却清洗液进行清洗，所述清洗液体设为醋酸、碳酸、氢氟酸进行混合而成，浓度控制在65-75％，PH值保持在6.2-6.8。
作为本发明的进一步优选方式，步骤a中，加工前需要对BaO、TiC、Mo2C、ZrO2、Cr2C3、TaC进行改性，首先将材料送入密封容器中，利用真空泵将密封容器进行真空处理，然后选择超声波加工，利用振动频率超过3400Hz的工具头,产生0.04-0.09的振幅,并进行混合加热，温度控制在1000-1600℃，持续1.5-2.5h，完成原料改性。
与现有技术相比，本发明制备的石膏磨用陶瓷研磨体与金属研磨体比较，自重轻，磨损率低，能大幅降低粉磨能耗，延长研磨体使用寿命，降低成本；研磨过程中没有杂质金属铁离子的掺入，不影响建筑石膏粉的白度及强度；陶瓷研磨体还能减少静电吸附，有利于提高粉磨效率，并且加工出的研磨体，硬度强度高，使用寿命长，整个发明工艺简单，值得推广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，包括以下方法步骤，
a，粉料选择使用BaO、TiC、Mo2C、ZrO2、Cr2C3、TaC作为原料，并配置浓度为80％-90％的醋酸作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合，时间控制在0.5小时以内，作为研磨介质；
b，将步骤a中的原料进行烘干，并与焦炭混合，选择球体进行充分的研磨，球料比为3:5，球磨转速为300-450rpm，球磨时间为30-48小时；
c，将球磨后的混合物料过筛，筛孔为50-150目；
d，取过筛后的混合物料放入模具中，350-550MPa压力下制成坯料；
e，将取出坯料进行加热，加热成型过后的坯料进行冷却，冷却过后进行切割，最后进行磨削和抛光，完成石膏磨用陶瓷研磨体的加工生产。
步骤e中，在对坯料进行加热过程，首先在室温下预热6-10分钟，当温度达到300-400℃时通入惰性氩气，保持20ml/min的输送速度均匀送入，升温至1200-1450℃时进行保温控温，保温控温时间为20-40min。
步骤b中，在焦炭混合研磨的过程中，可以持续向混合物中送入二氧化碳，直至加工结束，二氧化碳保持流量为0.4-0.5ml/s。
步骤e中，在对工件切割可选择激光切割，激光加工利用高能量密度108-1010w/cm2的均匀激光束作为热源,通过控制激光束在研磨体表面的聚焦位置,实现三维复杂形状材料的加工，所述激光切割输出的激光的波长为12.4μm-32.6μm，功率为180W-320W，频率为220MHz。
步骤e中，磨削加工所用砂轮选用金刚石砂轮，磨削加工中,切屑的清除采用冷却清洗液进行清洗，所述清洗液体设为醋酸、碳酸、氢氟酸进行混合而成，浓度控制在65-75％，PH值保持在6.2-6.8。
步骤a中，加工前需要对BaO、TiC、Mo2C、ZrO2、Cr2C3、TaC进行改性，首先将材料送入密封容器中，利用真空泵将密封容器进行真空处理，然后选择超声波加工，利用振动频率超过3400Hz的工具头,产生0.04-0.09的振幅,并进行混合加热，温度控制在1000-1600℃，持续1.5-2.5h，完成原料改性。
本发明制作的陶瓷研磨体参数表格如下：表1
金属研磨体参数表格如下：表2
综上，通过表1和表2明显看出陶瓷研磨体的性能要优于金属研磨体，并且本发明制备的石膏磨用陶瓷研磨体与金属研磨体比较，自重轻，磨损率低，能大幅降低粉磨能耗，延长研磨体使用寿命，降低成本；研磨过程中没有杂质金属铁离子的掺入，不影响建筑石膏粉的白度及强度；陶瓷研磨体还能减少静电吸附，有利于提高粉磨效率，并且加工出的研磨体，硬度强度高，使用寿命长，整个发明工艺简单，值得推广。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于：包括以下方法步骤，
a，粉料选择使用BaO、TiC、Mo2C、ZrO2、Cr2C3、TaC作为原料，并配置浓度为80％-90％的醋酸作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合，时间控制在0.5小时以内，作为研磨介质；
b，将步骤a中的原料进行烘干，并与焦炭混合，选择球体进行充分的研磨，球料比为3:5，球磨转速为300-450rpm，球磨时间为30-48小时；
c，将球磨后的混合物料过筛，筛孔为50-150目；
d，取过筛后的混合物料放入模具中，350-550MPa压力下制成坯料；
e，将取出坯料进行加热，加热成型过后的坯料进行冷却，冷却过后进行切割，最后进行磨削和抛光，完成石膏磨用陶瓷研磨体的加工生产。
2.根据权利要求1所述的一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于，步骤e中，在对坯料进行加热过程，首先在室温下预热6-10分钟，当温度达到300-400℃时通入惰性氩气，保持20ml/min的输送速度均匀送入，升温至1200-1450℃时进行保温控温，保温控温时间为20-40min。
3.根据权利要求1所述的一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于，步骤b中，在焦炭混合研磨的过程中，可以持续向混合物中送入二氧化碳，直至加工结束，二氧化碳保持流量为0.4-0.5ml/s。
4.根据权利要求1所述的一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于，步骤e中，在对工件切割可选择激光切割，激光加工利用高能量密度108-1010w/cm2的均匀激光束作为热源,通过控制激光束在研磨体表面的聚焦位置,实现三维复杂形状材料的加工，所述激光切割输出的激光的波长为12.4μm-32.6μm，功率为180W-320W，频率为220MHz。
5.根据权利要求1所述的一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于，步骤e中，磨削加工所用砂轮选用金刚石砂轮，磨削加工中,切屑的清除采用冷却清洗液进行清洗，所述清洗液体设为醋酸、碳酸、氢氟酸进行混合而成，浓度控制在65-75％，PH值保持在6.2-6.8。
6.根据权利要求1所述的一种石膏磨用陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于，步骤a中，加工前需要对BaO、TiC、Mo2C、ZrO2、Cr2C3、TaC进行改性，首先将材料送入密封容器中，利用真空泵将密封容器进行真空处理，然后选择超声波加工，利用振动频率超过3400Hz的工具头,产生0.04-0.09的振幅,并进行混合加热，温度控制在1000-1600℃，持续1.5-2.5h，完成原料改性。
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周张健: "《无机非金属材料工艺学》", 31 January 2010, 中国轻工业出版社 *
徐婷 等: "《机械工程材料》", 28 February 2017, 国防工业出版社 *

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