CN112624742A - 一种锆增韧氧化铝复合陶瓷球的配方及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锆增韧氧化铝复合陶瓷球的配方，配方中各组分的质量份数如下：Al2O3≥70％；10％≥SiO2≥1％；20％≥ZrO2+HfO2≥3％；2％≥MgO≥0.3％；0.3％>CaO；5％≥其它成分，其晶相成分为：刚玉≥65％；23％≥氧化锆≥3％；18％>莫来石；5％≥其它晶相，本发明在保证陶瓷球密度和硬度的同时，进一步提高复合陶瓷球的耐磨性。
Description
技术领域
本发明属于研磨介质领域，更具体的说涉及一种锆增韧氧化铝复 合陶瓷球的配方及其生产工艺。
背景技术
随着粉体超细技术的飞速发展，电子、造纸、陶瓷、化工、油漆、 油墨、塑料等行业对粉体细度的要求越来越高，甚至有些粉体需达到 纳米级。使用超细粉体后，材料的性能会得到提高。国内外采用物理 方法对物料进行超细研磨，最佳、最经济的方法是湿法研磨，该工艺 中必不可少地要用到各类直径规格的陶瓷球作为研磨介质。
氧化铝陶瓷球是应用较多的一种研磨介质，然而氧化铝陶瓷球的 断裂韧性较低，导致其使用过程中磨耗较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种在保证复合陶瓷球密度 和硬度的同时，提高耐磨性的高性能锆增韧氧化铝复合陶瓷球。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种锆增韧氧化 铝复合陶瓷球的配方，以质量分数计包括如下组分：
Al2O3≥70％；
10％≥SiO2≥1％；
20％≥ZrO2+HfO2≥3％；
2％≥MgO≥0.3％；
0.3％>CaO；
5％≥其它成分。
进一步的其晶相成分为：
刚玉≥65％；
23％≥氧化锆≥3％；
18％>莫来石；
5％≥其它晶相。
进一步的所述其他成分为氧化物。
一种锆增韧氧化铝复合陶瓷球的生产工艺，包括如下步骤：
1)原料制备：将配方中所有原材料混合均匀，采用湿法球磨至 中径小于1um，喷雾干燥得到超细粉体；
2)成型：将超细粉体置于成球机内，加水混合搅拌均匀，过筛 制得粒径为0.1-0.5mm的种球，将种球加入成球机内，向种球上不断 加入水和超细粉体，直至种球变大至0.2mm-15mm的陶瓷球生坯；
3)烧结：将陶瓷球生坯在窑炉内烧结，再自然冷却至室温。
进一步的在步骤3)中，将陶瓷球生坯在窑炉内按照60℃/hr升 温至300℃，然后保温1hr，再按照120℃/hr升温至1300℃以上， 保温2-4小时再自然冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够在保证最终 陶瓷球耐磨性和硬度的前提下，降低生产成本。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，如有术语“第一”、“第二” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技 术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者 隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
一种锆增韧氧化铝复合陶瓷球的配方，以质量分数计包括如下组 分：
Al2O3≥70％；
10％≥SiO2≥1％；
20％≥ZrO2+HfO2≥3％；
2％≥MgO≥0.3％；
0.3％>CaO；
5％≥其它成分。
本实施例中的锆增韧氧化铝复合陶瓷球其晶相成分为：
刚玉≥65％；
23％≥氧化锆≥3％；
18％>莫来石；
5％≥其它晶相。
在本实施例中优选的的所述其他成分为氧化物。
一种锆增韧氧化铝复合陶瓷球的生产工艺，包括如下步骤：
1)原料制备：将配方中所有原材料混合均匀，采用湿法球磨至 中径小于1um，喷雾干燥得到超细粉体；
2)成型：将超细粉体置于成球机内，加水混合搅拌均匀，过筛 制得粒径为0.1-0.5mm的种球，将种球加入成球机内，向种球上不断 加入水和超细粉体，直至种球变大至0.2mm-15mm的陶瓷球生坯；
3)烧结：将陶瓷球生坯在窑炉内烧结，再自然冷却至室温。
且在步骤3)中，将陶瓷球生坯在窑炉内按照60℃/hr升温至 300℃，然后保温1hr，再按照120℃/hr升温至1300℃以上，保温2-4小时再自然冷却至室温。
实施例一：
一种锆铝复合陶瓷球，其配方为：
Al2O3:75％；
ZrO2:15％；
SiO2:7.5％；
MgO:0.5％；
CeO2:2％。
其生产工艺为：
1)原料制备：将配方中所有原材料混合均匀，采用湿法球磨至中 径小于1um，喷雾干燥得到超细粉体；
2)成型：将超细粉体置于成球机内，加水混合搅拌均匀，过筛制 得粒径为0.1-0.5mm的种球，将种球加入成球机内，向种球上不断加 入水和超细粉体，直至种球变大至0.2mm-15mm的陶瓷球生坯；
3)烧结：将陶瓷球生坯在窑炉内按照60℃/hr升温至300℃，然 后保温1hr，再按照120℃/hr升温至1450℃，保温4小时，再自然 冷却至室温。
制得陶瓷球密度≥3.5g/cm3，硬度≥700HV，磨耗≤ 0.35g/hr.kg.2000转/分钟。晶相含量为：刚玉69.6％、氧化锆19.4％, 莫来石11％。
一种锆铝复合陶瓷球，其配方为：
Al2O3:75％；
ZrO2:15％；
SiO2:7.5％；
MgO:1％；
CeO2:2％。
其生产工艺为：
1)原料制备：将配方中所有原材料混合均匀，采用湿法球磨至中 径小于1um，喷雾干燥得到超细粉体；
2)成型：将超细粉体置于成球机内，加水混合搅拌均匀，过筛制 得粒径为0.1-0.5mm的种球，将种球加入成球机内，向种球上不断加 入水和超细粉体，直至种球变大至0.2mm-15mm的陶瓷球生坯；
3)烧结：将陶瓷球生坯在窑炉内按照60℃/hr升温至300℃，然 后保温1hr，再按照120℃/hr升温至1450℃，保温4小时，再自然 冷却至室温。
制得陶瓷球密度≥3.5g/cm3，硬度≥700HV，磨耗≤ 0.35g/hr.kg.2000转/分钟。晶相含量为：刚玉80.6％、氧化锆19.4％。
实施例三：
一种锆铝复合陶瓷球，其配方为：
Al2O3:75％；
ZrO2:15％；
SiO2:7.5％；
MgO:0.5％；
CeO2:4％。
其生产工艺为：
1)原料制备：将配方中所有原材料混合均匀，采用湿法球磨至中 径小于1um，喷雾干燥得到超细粉体；
2)成型：将超细粉体置于成球机内，加水混合搅拌均匀，过筛制 得粒径为0.1-0.5mm的种球，将种球加入成球机内，向种球上不断加 入水和超细粉体，直至种球变大至0.2mm-15mm的陶瓷球生坯；
3)烧结：将陶瓷球生坯在窑炉内按照60℃/hr升温至300℃，然 后保温1hr，再按照120℃/hr升温至1350℃，保温4小时，再自然 冷却至室温。
制得陶瓷球密度≥3.5g/cm3，硬度≥700HV，磨耗≤ 0.40g/hr.kg.2000转/分钟。晶相含量为：刚玉73％、氧化锆20％,莫 来石7％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅 局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的 保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本 发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种锆增韧氧化铝复合陶瓷球的配方，其特征在于，以质量分数计包括如下组分：
Al2O3≥70％；
10％≥SiO2≥1％；
20％≥ZrO2+HfO2≥3％；
2％≥MgO≥0.3％；
0.3％>CaO；
5％≥其它成分。
2.根据权利要求1所述的锆增韧氧化铝复合陶瓷球的配方，其特征在于，其晶相成分为：
刚玉≥65％；
23％≥氧化锆≥3％；
18％>莫来石；
5％≥其它晶相。
3.根据权利要求2所述的锆增韧氧化铝复合陶瓷球的配方，其特征在于，所述其他成分为氧化物。
4.一种如权利要求3所述的锆增韧氧化铝复合陶瓷球的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)原料制备：将配方中所有原材料混合均匀，采用湿法球磨至中径小于1um，喷雾干燥得到超细粉体；
2)成型：将超细粉体置于成球机内，加水混合搅拌均匀，过筛制得粒径为0.1-0.5mm的种球，将种球加入成球机内，向种球上不断加入水和超细粉体，直至种球变大至0.2mm-15mm的陶瓷球生坯；
3)烧结：将陶瓷球生坯在窑炉内烧结，再自然冷却至室温。
5.根据权利要求4所述的锆增韧氧化铝复合陶瓷球的生产工艺，其特征在于，在步骤3)中，将陶瓷球生坯在窑炉内按照60℃/hr升温至300℃，然后保温1hr，再按照120℃/hr升温至1300℃以上，保温2-4小时再自然冷却至室温。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210409 |
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