CN109824340A - 一种研磨介质的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种研磨介质的加工工艺，其加工过程包括：铁料改性‑配料‑熔融挤出‑破碎筛分‑除杂成品，本发明的研磨介质成分主要利用改性钢铁加入陶瓷中制作而成，这种研磨介质的硬度、机械强度及耐腐耐热性能得到提升，同时配套的加工工艺采用高压水枪对熔融状态的原料进行快速冷却成型，使得本研磨介质的加工速率大大提高，最后通过破碎筛分统一研磨介质粒径，使得本介质在用于研磨时使得研磨料更加均匀精细。
Description
技术领域
本发明涉及研磨介质加工领域，特别是涉及一种研磨介质的加工工艺。
背景技术
研磨介质作为研磨物料的介质需要配合研磨机器将物料与介质相互碰撞，以达到粉碎、细化、抛光物料的目的，由于长期的摩擦，因此研磨介质十分容易磨损，因此提高研磨介质的各项性能十分重要。
CN201711045734.1本发明涉及一种鹅卵石形陶瓷研磨介质的制备方法，属于陶瓷研磨介质领域。本发明设计了的鹅卵石形陶瓷研磨介质的制备方法克服了研磨介质制备工艺复杂，成本较高的缺点，利用工业冶炼制备的碳化硅(SiC)，碳化硼(B4C)等块体材料，以及废弃的氮化硅(Si3N4)氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)陶瓷块体材料，制备所需无规则形状的研磨介质，该发明专利利用工业冶炼陶瓷块体材料以及陶瓷废弃材料制备陶瓷研磨介质，制备方法简单、成本较低、绿色环保，适用性广，能够推广到其他多种陶瓷研磨介质的制备。此外，该鹅卵石形陶瓷研磨介质的制备方法工艺简单，可实现工业化大规模生产，适合推广使用。
上述专利生产的研磨介质性能相较于本发明而言，本发明的研磨介质性能具有明显的优越性。
发明内容
一种研磨介质的加工工艺，其加工方法包括：
(1)铁料改性：将铁粉、碳粉及改性高岭土放入电炉中，在氧-乙炔气氛围下1200-1550℃高温条件下煅烧合改性钢铁熟料；
(2)配料：按照质量份数进行配料：改性钢铁熟料10-25份、陶土30-60份、二氧化硅3-8份、氧化钙5-15份、1-5份助剂，将原料混合均匀；
(3)熔融挤出：将混合原料置于1830-2000℃挤出机中挤出，并与高压水枪的冲击下快速冷却定型成球状颗粒研磨介质；
(4)破碎筛分：将研磨介质进行筛分，大于5毫米的介质进行破碎，破碎后再次过筛，选取粒径小于5毫米颗粒作为合格颗粒；
(5)除杂成品：将研磨介质颗粒置于盐酸溶液中去除杂质，然后用清水冲洗干净，于烘箱中烘干即为成品。
优选的，所述步骤(1)改性高岭土为纳米级改性聚乙烯高岭土。
优选的，所述纳米级改性聚乙烯高岭土的制备工艺为：
a、将高岭土至于浓H2SO4和水按1∶1混合液中在75℃持续搅拌3h，过滤洗涤烘干；
b、将高岭土加入乙烯单体中，在25Mpa，温度155℃下搅拌，通氮气保护，反应3h，反应后在水体中超声分散30min后；
c、将产物倒出，抽滤，用去离子水洗涤数次，在60℃下真空干燥，置于850℃高温环境下煅烧，自然冷却后过筛，即制得改性纳米聚乙烯高岭土。
优选的，所述步骤(2)中的助剂为陶瓷粘合剂。
优选的，所述陶瓷粘合剂的水泥、可再分散乳胶粉、减水剂、触变剂、早强剂、防水剂。
优选的，所述步骤(5)中的用于清洗的盐酸溶液浓度为10g/L。
优选的，所述步骤(5)去除杂质的研磨介质要进行表面抛光，其方法为在震动抛光打磨机上将研磨介质表面进行粗打磨，时长20min，最后使用喷砂碾磨机反复摩擦打磨光滑。
优选的，所述步骤(5)中的研磨介质烘干温度为105℃。
有益效果：本发明提供了一种研磨介质的加工工艺，其加工过程包括：铁料改性-配料-熔融挤出-破碎筛分-除杂成品，本发明的研磨介质成分主要利用改性钢铁加入陶瓷中制作而成，这种研磨介质的硬度、机械强度及耐腐耐热性能得到提升，同时配套的加工工艺采用高压水枪对熔融状态的原料进行快速冷却成型，使得本研磨介质的加工速率大大提高，最后通过破碎筛分统一研磨介质粒径，使得本介质在用于研磨时使得研磨料更加均匀精细，所述步骤(1)改性高岭土为纳米级改性聚乙烯高岭土，所述纳米级改性聚乙烯高岭土的制备工艺为：a、将高岭土至于浓H2SO4和水按1∶1混合液中在75℃持续搅拌3h，过滤洗涤烘干；b、将高岭土加入乙烯单体中，在25Mpa，温度155℃下搅拌，通氮气保护，反应3h，反应后在水体中超声分散30min后；c、将产物倒出，抽滤，用去离子水洗涤数次，在60℃下真空干燥，置于850℃高温环境下煅烧，自然冷却后过筛，即制得改性纳米聚乙烯高岭土，该改性的高岭土在掺入钢铁原料后，能够有效提高钢铁的各项性能，所述步骤(2)中的粘合剂为陶瓷粘合剂所述陶瓷粘合剂的水泥、可再分散乳胶粉、减水剂、触变剂、早强剂、防水剂，该粘合剂能够有效将母料各组分粘合，增强研磨介质的强度，所述步骤(5)去除杂质的研磨介质要进行表面抛光，其方法为在震动抛光打磨机上将研磨介质表面进行粗打磨，时长20min，最后使用喷砂碾磨机反复摩擦打磨光滑，该工艺工程能够将研磨介质的表面打磨光滑，使得研磨介质在研磨其他物料时更加细腻光滑，所述步骤(5)中的研磨介质烘干温度为105℃，该烘干温度率高于水的沸腾温度，能够快速对介质表面的水分进行烘干，且对介质的性质不产生影响。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种研磨介质的加工工艺，其加工方法包括：
(1)铁料改性：将铁粉、碳粉及改性高岭土放入电炉中，在氧-乙炔气氛围下1200℃高温条件下煅烧合改性钢铁熟料，改性高岭土为纳米级改性聚乙烯高岭土，其制备工艺过程为：
a、将高岭土至于浓H2SO4和水按1∶1混合液中在75℃持续搅拌3h，过滤洗涤烘干；
b、将高岭土加入乙烯单体中，在25Mpa，温度155℃下搅拌，通氮气保护，反应3h，反应后在水体中超声分散30min后；
c、将产物倒出，抽滤，用去离子水洗涤数次，在60℃下真空干燥，置于850℃高温环境下煅烧，自然冷却后过筛，即制得改性纳米聚乙烯高岭土；
(2)配料：按照质量份数进行配料：改性钢铁熟料12份、陶土60份、二氧化硅8份、氧化钙15份、5份助剂，将原料混合均匀，助剂为陶瓷粘合剂，陶瓷粘合剂的水泥、可再分散乳胶粉、减水剂、触变剂、早强剂、防水剂；
(3)熔融挤出：将混合原料置于1830℃挤出机中挤出，并与高压水枪的冲击下快速冷却定型成球状颗粒研磨介质；
(4)破碎筛分：将研磨介质进行筛分，大于5毫米的介质进行破碎，破碎后再次过筛，选取粒径小于5毫米颗粒作为合格颗粒；
(5)除杂成品：将研磨介质颗粒置于浓度为10g/L盐酸溶液中去除杂质，去除杂质的研磨介质要进行表面抛光，其方法为在震动抛光打磨机上将研磨介质表面进行粗打磨，时长20min，最后使用喷砂碾磨机反复摩擦打磨光滑，然后用清水冲洗干净，于105℃烘箱中烘干即为成品。
实施例2：
一种研磨介质的加工工艺，其加工方法包括：
(1)铁料改性：将铁粉、碳粉及改性高岭土放入电炉中，在氧-乙炔气氛围下1430℃高温条件下煅烧合改性钢铁熟料，改性高岭土为纳米级改性聚乙烯高岭土，其制备工艺过程为：
a、将高岭土至于浓H2SO4和水按1∶1混合液中在75℃持续搅拌3h，过滤洗涤烘干；
b、将高岭土加入乙烯单体中，在25Mpa，温度155℃下搅拌，通氮气保护，反应3h，反应后在水体中超声分散30min后；
c、将产物倒出，抽滤，用去离子水洗涤数次，在60℃下真空干燥，置于850℃高温环境下煅烧，自然冷却后过筛，即制得改性纳米聚乙烯高岭土；
(2)配料：按照质量份数进行配料：改性钢铁熟料20份、陶土55份、二氧化硅8份、氧化钙12份、5份助剂，将原料混合均匀，助剂为陶瓷粘合剂，陶瓷粘合剂的水泥、可再分散乳胶粉、减水剂、触变剂、早强剂、防水剂；
(3)熔融挤出：将混合原料置于1975℃挤出机中挤出，并与高压水枪的冲击下快速冷却定型成球状颗粒研磨介质；
(4)破碎筛分：将研磨介质进行筛分，大于5毫米的介质进行破碎，破碎后再次过筛，选取粒径小于5毫米颗粒作为合格颗粒；
(5)除杂成品：将研磨介质颗粒置于浓度为10g/L盐酸溶液中去除杂质，去除杂质的研磨介质要进行表面抛光，其方法为在震动抛光打磨机上将研磨介质表面进行粗打磨，时长20min，最后使用喷砂碾磨机反复摩擦打磨光滑，然后用清水冲洗干净，于105℃烘箱中烘干即为成品。
实施例3：
一种研磨介质的加工工艺，其加工方法包括：
(1)铁料改性：将铁粉、碳粉及改性高岭土放入电炉中，在氧-乙炔气氛围下1550℃高温条件下煅烧合改性钢铁熟料，改性高岭土为纳米级改性聚乙烯高岭土，其制备工艺过程为：
a、将高岭土至于浓H2SO4和水按1∶1混合液中在75℃持续搅拌3h，过滤洗涤烘干；
b、将高岭土加入乙烯单体中，在25Mpa，温度155℃下搅拌，通氮气保护，反应3h，反应后在水体中超声分散30min后；
c、将产物倒出，抽滤，用去离子水洗涤数次，在60℃下真空干燥，置于850℃高温环境下煅烧，自然冷却后过筛，即制得改性纳米聚乙烯高岭土；
(2)配料：按照质量份数进行配料：改性钢铁熟料25份、陶土55份、二氧化硅8份、氧化钙8份、4份助剂，将原料混合均匀，助剂为陶瓷粘合剂，陶瓷粘合剂的水泥、可再分散乳胶粉、减水剂、触变剂、早强剂、防水剂；
(3)熔融挤出：将混合原料置于2000℃挤出机中挤出，并与高压水枪的冲击下快速冷却定型成球状颗粒研磨介质；
(4)破碎筛分：将研磨介质进行筛分，大于5毫米的介质进行破碎，破碎后再次过筛，选取粒径小于5毫米颗粒作为合格颗粒；
(5)除杂成品：将研磨介质颗粒置于浓度为10g/L盐酸溶液中去除杂质，去除杂质的研磨介质要进行表面抛光，其方法为在震动抛光打磨机上将研磨介质表面进行粗打磨，时长20min，最后使用喷砂碾磨机反复摩擦打磨光滑，然后用清水冲洗干净，于105℃烘箱中烘干即为成品。
抽取各实施例的样品进行检测分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例3参数时，本发明一种研磨介质的加工工艺的工艺参数为强度为179HB，机械强度为2597kgf/cm2，腐蚀速度为0.015g/m2·h，耐热性能为-75～669℃，而现有技术标准为强度为105HB，机械强度为1520kgf/cm2，腐蚀速度为0.155g/m2·h，耐热性能为-69～545℃，因此本发明一种研磨介质的加工工艺，制备的研磨介质硬度更高，机械强度更强，耐腐蚀性更好，耐热性能更好，因此本发明具备显著的优越性。
本发明提供了一种研磨介质的加工工艺，其加工过程包括：铁料改性-配料-熔融挤出-破碎筛分-除杂成品，本发明的研磨介质成分主要利用改性钢铁加入陶瓷中制作而成，这种研磨介质的硬度、机械强度及耐腐耐热性能得到提升，同时配套的加工工艺采用高压水枪对熔融状态的原料进行快速冷却成型，使得本研磨介质的加工速率大大提高，最后通过破碎筛分统一研磨介质粒径，使得本介质在用于研磨时使得研磨料更加均匀精细，所述步骤(1)改性高岭土为纳米级改性聚乙烯高岭土，所述纳米级改性聚乙烯高岭土的制备工艺为：a、将高岭土至于浓H2SO4和水按1∶1混合液中在75℃持续搅拌3h，过滤洗涤烘干；b、将高岭土加入乙烯单体中，在25Mpa，温度155℃下搅拌，通氮气保护，反应3h，反应后在水体中超声分散30min后；c、将产物倒出，抽滤，用去离子水洗涤数次，在60℃下真空干燥，置于850℃高温环境下煅烧，自然冷却后过筛，即制得改性纳米聚乙烯高岭土，该改性的高岭土在掺入钢铁原料后，能够有效提高钢铁的各项性能，所述步骤(2)中的粘合剂为陶瓷粘合剂所述陶瓷粘合剂的水泥、可再分散乳胶粉、减水剂、触变剂、早强剂、防水剂，该粘合剂能够有效将母料各组分粘合，增强研磨介质的强度，所述步骤(5)去除杂质的研磨介质要进行表面抛光，其方法为在震动抛光打磨机上将研磨介质表面进行粗打磨，时长20min，最后使用喷砂碾磨机反复摩擦打磨光滑，该工艺工程能够将研磨介质的表面打磨光滑，使得研磨介质在研磨其他物料时更加细腻光滑，所述步骤(5)中的研磨介质烘干温度为105℃，该烘干温度率高于水的沸腾温度，能够快速对介质表面的水分进行烘干，且对介质的性质不产生影响。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述加工方法包括：
(1)铁料改性：将铁粉、碳粉及改性高岭土放入电炉中，在氧-乙炔气氛围下1200-1550℃高温条件下煅烧合改性钢铁熟料；
(2)配料：按照质量份数进行配料：改性钢铁熟料10-25份、陶土30-60份、二氧化硅3-8份、氧化钙5-15份、1-5份助剂，将原料混合均匀；
(3)熔融挤出：将混合原料置于1830-2000℃挤出机中挤出，并与高压水枪的冲击下快速冷却定型成球状颗粒研磨介质；
(4)破碎筛分：将研磨介质进行筛分，大于5毫米的介质进行破碎，破碎后再次过筛，选取粒径小于5毫米颗粒作为合格颗粒；
(5)除杂成品：将研磨介质颗粒置于盐酸溶液中去除杂质，然后用清水冲洗干净，于烘箱中烘干即为成品。
2.根据权利要求1所述的研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)改性高岭土为纳米级改性聚乙烯高岭土。
3.根据权利要求2所述的研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述纳米级改性聚乙烯高岭土的制备工艺为：
a、将高岭土至于浓H2SO4和水按1∶1混合液中在75℃持续搅拌3h，过滤洗涤烘干；
b、将高岭土加入乙烯单体中，在25Mpa，温度155℃下搅拌，通氮气保护，反应3h，反应后在水体中超声分散30min后；
c、将产物倒出，抽滤，用去离子水洗涤数次，在60℃下真空干燥，置于850℃高温环境下煅烧，自然冷却后过筛，即制得改性纳米聚乙烯高岭土。
4.根据权利要求1所述的研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的助剂为陶瓷粘合剂。
5.根据权利要求4所述的研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述陶瓷粘合剂的水泥、可再分散乳胶粉、减水剂、触变剂、早强剂、防水剂。
6.根据权利要求1所述的研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述步骤(5)中的用于清洗的盐酸溶液浓度为10g/L。
7.根据权利要求1所述的研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述步骤(5)去除杂质的研磨介质要进行表面抛光，其方法为在震动抛光打磨机上将研磨介质表面进行粗打磨，时长20min，最后使用喷砂碾磨机反复摩擦打磨光滑。
8.根据权利要求1所述的研磨介质的加工工艺，其特征在于，所述步骤(5)中的研磨介质烘干温度为105℃。
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Application publication date: 20190531 |