CN112979288B - 一种蓝宝石研磨材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓝宝石研磨材料的制备方法，属于磨料技术领域，具体操作如下：按高纯氧化铝和钛白粉的重量比为100~95:1~5配料，混合均匀并研磨至所需细度，1000℃焙烧5h，然后投入电弧炉里，升温至2200~2300℃加热32~36h，反应后物料经落料、盖炉保温24h、自然冷却一系列工序自然降至常温，形成块状蓝宝石研磨材料粗品，然后送破碎线进行破碎至6~2000目，经破碎后的蓝宝石研磨材料先经磁选、整形，使颗粒表面平整后，再进行多级筛分、风洗清洗处理，即可制得蓝宝石研磨材料；本发明制得的蓝宝石研磨材料在高温下机械强度大、抗热震性好、抗侵蚀性强、热膨胀系数小，可用于不同种类磨具的生产。

Description

一种蓝宝石研磨材料的制备方法

技术领域

本发明属于磨料技术领域，具体地，涉及一种蓝宝石研磨材料的制备方法。

背景技术

蓝宝石研磨材料是一种新型磨料。因为它的脆性及韧性都介于白刚玉与棕刚玉之间。蓝宝石研磨材料玉具有耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、气孔率低、热态性能稳定等优 点。磨粒有良好的自锐性，磨削锋利而不易烧伤工件。特别适用于热敏性钢及合金、硬度较低的有色金属材料如铝、铜、锌、铅 和非金属材料如木材、塑料的磨削。现有的生产工艺多为采用焙烧后的铝矾土为原材料进行熔融除杂，在生产过程中产生大量的废气、粉尘和固体废弃物易造成环境污染；在冷却过程中为了蓝宝石磨料和杂质易分离多采用水冷急速降温的方式，未经过盖炉保温，该过程导致蓝宝石磨料晶体急剧降温造成晶体密度低，生产的蓝宝石磨料颗粒强度低、耐磨性能差、易产生暗伤；且产生大量水蒸气，用水量较大的缺点；且工艺过程中无法除去对蓝宝石研磨材料晶体生长有害的氧化钠，在熔炼过程中多加入氟化物进行脱钠，不可避免的会有产生高污染的氟化氢气体。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种蓝宝石研磨材料的制备方法。采用本发明方法制得的蓝宝石研磨材料密实度高、机械强度大、具有更高的磨削效率，能耗低，可用于不同种类磨具的生产。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种蓝宝石研磨材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、将原料加入到研磨机中混合均匀并研磨至所需细度，1000℃焙烧5h，得混合物料；所述原料包括高纯氧化铝和氧化钛，所述高纯氧化铝和氧化钛的重量比为100~95:1~5；

步骤二、将步骤一所得混合物料投入电弧炉里，升温至2200~2300℃加热反应32~36h，使其完全融化，得熔融物料；

步骤三、将步骤二所得熔融物料经落料、盖炉保温24h、自然冷却一系列工序降至常温，形成块状蓝宝石研磨材料粗品；

步骤四、将步骤三所得块状蓝宝石研磨材料粗品送破碎线进行破碎至6~2000目，经破碎后的蓝宝石研磨材料先经磁选、整形，使颗粒表面平整后，再进行多级筛分、风洗清洗处理，即可制得蓝宝石研磨材料。

作为对上述方案的进一步优化，按质量百分数计，步骤一所述原料包括99%的混合物Ⅰ和1%的混合物Ⅱ，所述混合物Ⅰ由重量比为100~95:1~5的高纯氧化铝和氧化钛组成，所述混合物Ⅱ由氧化硅、氧化钇和氧化钙组成。

有益效果：

1、本发明采用高纯氧化铝为主原料，在生产过程中不产生废气和固废，且成品率更高；采用自然降温的方式使蓝宝石研磨材料晶体更加致密的同时，减少了冷却水的使用避免的蒸汽的产生；所得的蓝宝石研磨材料颗粒经过整形后，颗粒表面更加平整且可以避免颗粒中的裂纹，使蓝宝石研磨材料有更好的磨削性能。

2、本发明制得的蓝宝石研磨材料在高温下机械强度大、抗热震性好、抗侵蚀性强、热膨胀系数小，可用于不同种类磨具的生产。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种蓝宝石研磨材料的制备方法，具体步骤如下：

第一步、称取重量比为98：1的高纯氧化铝和氧化钛（其他组分为氧化硅、氧化钇、氧化钙混合物）加入研磨机中，混合均匀并研磨至所需细度，进入焙烧炉1000℃焙烧5h，使物料初步结合并挥发出物料中的有机物，有利于蓝宝石磨料致密度的提高。

第二步、将第一步制得高纯氧化铝混合物投入电弧炉中，升温至2200~2300℃加热32~36h，使其完全融化。

第三步、将第二步制得高纯氧化铝混合物溶液经落料、盖炉保温、自然冷却一系列工序自然降至常温，形成块状蓝宝石研磨材料粗品。

第四步、将冷却后的块状蓝宝石磨料粗品送破碎线经鄂破机、锤破机进行破碎至6~2000目，经破碎后的蓝宝石研磨材料先经磁选去除物料中的铁杂质、经整形机整形使颗粒表面平整后，再进入筛分线经直线筛、旋振筛、气流分号机、水分机进行多级筛分、风洗机风洗清洗处理，即可制得符合国家粒度标准的蓝宝石研磨材料。

实施例2

一种蓝宝石研磨材料的制备方法，具体步骤如下：

第一步、称取重量比为97：2的高纯氧化铝和氧化钛（其他组分为氧化硅、氧化钇、氧化钙混合物）加入研磨机中，混合均匀并研磨至所需细度，进入焙烧炉1000℃焙烧5h，使物料初步结合并挥发出物料中的有机物，有利于蓝宝石磨料致密度的提高。

第二步、将第一步制得高纯氧化铝混合物投入电弧炉中，升温至2200~2300℃加热32~36h，使其完全融化。

第三步、将第二步制得高纯氧化铝混合物溶液经落料、盖炉保温、自然冷却一系列工序自然降至常温，形成块状蓝宝石研磨材料粗品。

第四步、将冷却后的块状蓝宝石磨料粗品送破碎线经鄂破机、锤破机进行破碎至6~2000目，经破碎后的蓝宝石研磨材料先经磁选去除物料中的铁杂质、经整形机整形使颗粒表面平整后，再进入筛分线经直线筛、旋振筛、气流分号机、水分机进行多级筛分、风洗机风洗清洗处理，即可制得符合国家粒度标准的蓝宝石研磨材料。

实施例3

一种蓝宝石研磨材料的制备方法，具体步骤如下：

第一步、称取重量比为96：3的高纯氧化铝和氧化钛（其他组分为氧化硅、氧化钇、氧化钙混合物）加入研磨机中，混合均匀并研磨至所需细度，进入焙烧炉1000℃焙烧5h，使物料初步结合并挥发出物料中的有机物，有利于蓝宝石磨料致密度的提高

第二步、将第一步制得高纯氧化铝混合物投入电弧炉中，升温至2200~2300℃加热32~36h，使其完全融化

第三步、将第二步制得高纯氧化铝混合物溶液经落料、盖炉保温、自然冷却一系列工序自然降至常温，形成块状蓝宝石研磨材料粗品

第四步、将冷却后的块状蓝宝石磨料粗品送破碎线经鄂破机、锤破机进行破碎至6~2000目，经破碎后的蓝宝石研磨材料先经磁选去除物料中的铁杂质、经整形机整形使颗粒表面平整后，再进入筛分线经直线筛、旋振筛、气流分号机、水分机进行多级筛分、风洗机风洗清洗处理，即可制得符合国家粒度标准的蓝宝石研磨材料。

对经上述实施例制备的蓝宝石研磨材料的性能进行测定，结果如下表所示。

表1：性能结果对比表。

样品来源	密实度	能耗	成品率	强度
					实施例1	8	8	80	8
实施例2	9	7	82	9
					实施例3	9	6	82	8
对比样	7	9	60	7

表1中的实验数据为根据对比样品基数折算值，通过对比可得，随着氧化钛含量的增加物料更易融化，能耗有效降低，晶体密实度提升，成品率提高；单当氧化钛过量时（超过3组分）强度开始下降。

本发明制得的蓝宝石研磨材料为平整的颗粒状，所得蓝宝石研磨材料密实度高、机械强度大，具有更高的磨削效率；氧化钛的加入有效的降低了高纯氧化铝混合物的熔点，大大降低了能源的消耗。

需要说明的是，以上所述的实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种蓝宝石研磨材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、将原料加入到研磨机中混合均匀并研磨至所需细度，1000℃焙烧5h，得混合物料；所述原料包括高纯氧化铝和氧化钛，所述高纯氧化铝和氧化钛的重量比为100~95:1~5；

步骤二、将步骤一所得混合物料投入电弧炉里，升温至2200~2300℃加热反应32~36h，使其完全融化，得熔融物料；

步骤三、将步骤二所得熔融物料经落料、盖炉保温24h、自然冷却一系列工序降至常温，形成块状蓝宝石研磨材料粗品；

步骤四、将步骤三所得块状蓝宝石研磨材料粗品送破碎线进行破碎至6~2000目，经破碎后的蓝宝石研磨材料先经磁选、整形，使颗粒表面平整后，再进行多级筛分、风洗清洗处理，即可制得蓝宝石研磨材料；

按质量百分数计，步骤一所述原料包括99%的混合物Ⅰ和1%的混合物Ⅱ，所述混合物Ⅰ由重量比为100~95:1~5的高纯氧化铝和氧化钛组成，所述混合物Ⅱ由氧化硅、氧化钇和氧化钙组成。