CN1989083A - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1989083A CN1989083A CNA2005800244274A CN200580024427A CN1989083A CN 1989083 A CN1989083 A CN 1989083A CN A2005800244274 A CNA2005800244274 A CN A2005800244274A CN 200580024427 A CN200580024427 A CN 200580024427A CN 1989083 A CN1989083 A CN 1989083A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- titanium dioxide
- manganese oxide
- abrasive particle
- particle
- 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
Links
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 title claims description 13
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title description 3
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 59
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 47
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 20
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 19
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 6
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 4
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 11
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 4
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 3
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
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
- C09K3/1409—Abrasive particles per se
- C09K3/1418—Abrasive particles per se obtained by division of a mass agglomerated by sintering
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- 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
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
-
- 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
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
- C04B2235/3267—MnO2
-
- 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
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- 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
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- 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
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5463—Particle size distributions
-
- 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
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/786—Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明涉及一种主要包含烧结氧化铝的磨粒，其特征在于，它包含大于96重量％的氧化铝、0.1－3重量％的二氧化钛和0.1－3重量％的氧化锰，二氧化钛+氧化锰的总量小于4重量％。优选地，二氧化钛和/或氧化锰的重量含量大于或等于0.5％。同样优选地，二氧化钛和/或氧化锰的重量含量小于或等于1.3％。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造研磨工具的烧结磨粒的领域。它更具体地涉及固结磨料和涂覆磨料的领域。固结磨料用于制造其中磨粒分散在树脂基结合剂中的产品，通常是砂轮。涂覆磨料通常是在载体(纸、织物、带等)上沉积磨料粉末。
尽管本发明适用于所有类型的磨料，但其更特别地用于制造固结磨料，如用于制造砂轮的那些磨料，该砂轮用于钢扁坯的消除表面裂纹处理，用于铸件毛坯的消除毛刺处理或者金属的磨削处理。下面将用这些固结磨料来说明本发明。
背景技术
固结磨料和涂覆磨料由磨粒来制备，其根据情况可以通过粉碎由液体产物固化得到的块状产品所构成的所谓“岩石”产品来获得，例如电熔磨料如刚玉；或者通过烧结由其组成和几何形状有利于良好研磨性能的颗粒所构成的粉末来获得；或者通过使用例如美国专利4,574,003(3M)中描述的“溶胶-凝胶”法来获得。
磨粒必须具有良好的机械性能如韧性或强度，以及良好的切割能力。
强度表征了颗粒在机械负荷作用下碎裂成碎片的倾向。进行测试的产品根据待测试的等级来校准。在施加机械负荷(在装填钢球的转鼓中旋转)之后，使样品筛分经过由几个预定筛目的筛网组成的柱。向每个回收的级分分配特定的系数，这使得能够将以强度表示的品质特征进行分级，其以与每个级分相关的含量的重心平均值来表示(以％表示)。强度越大，获得的值应当越接近100。在本文的最后给出了用于确定等级为12的颗粒(也就是说，初始尺寸为1.7-2mm的颗粒)的强度的实例。
应当指出，硬度是与经受压痕的材料的塑性变形相关的性质，其是当然必要的标准，但不足以表征磨粒的强度。磨粒的硬度与其研磨性质之间当然存在某些关联，但不是一一对应的关系：非常硬的颗粒可能是脆的并且其破裂可能具有有益的作用(例如出现新的尖锐边缘)，但也可能具有不利影响(切割能力降低，差的精加工等)。另一方面，不太硬的颗粒可能不太脆并且显示出更加能够“再生其边缘”。
切割能力是颗粒保持切割角以及被破碎后提供新切割角的性质。它可以由材料剖切(arrachement)性能来表征，该性能例如通过比率G＝(剖切的材料量)/(磨料的磨损量)来定量。
对于固结磨料的应用来说，某些使用条件(例如合金钢扁坯的消除表面裂纹处理)可能需要磨粒在非常高压力(在极端条件下高达55daN/cm2)结合可达到1000℃的周围温度下赋予固结产品以大约200-2000kg/小时的切割性能。
市场上可获得的各类磨料产品包括：
·电熔白刚玉或棕刚玉，其具有易碎的缺点；
·电熔锆刚玉，其是有韧性的，但在热切割能力方面有局限；
·烧结铝土矿，其具有低的切割能力，但使得能够进行良好的精加工(颗粒的形状因素)；
·由溶胶-凝胶法获得的氧化铝，其对于许多应用来说太昂贵；
·以及烧结氧化铝，其只有在非常高烧结温度下获得时才具有可接受的强度和切割能力。
为了满足当希望在高压和高温(约1000℃)下以约200-2000kg/小时的流量除去材料时所遇到的极端条件，通常使用基于锆刚玉(通常包含25％的ZrO2)的砂轮，但是这种砂轮不适用于精加工，以致必须连续地采用几种类型的磨料才能良好地进行消除表面裂纹的操作。
发明内容
本申请人因此寻求获得其性质(强度和切割能力)好于市售产品(通过溶胶-凝胶法获得的颗粒除外)的磨料。目的是接近于通过溶胶-凝胶法获得的颗粒的性质，该颗粒当然具有良好的强度和良好的切割能力，但其制造成本对于许多应用来说是非常昂贵的。
本发明的目的是提供一种主要包含烧结氧化铝的磨粒，其特征在于，它包含大于96重量％的氧化铝、0.1-3重量％的二氧化钛和0.1-3重量％的氧化锰(以MnO表示)，二氧化钛+氧化锰的总量小于4重量％。优选地，二氧化钛和/或氧化锰的重量含量等于或高于0.5％。同样优选地，二氧化钛和/或氧化锰的重量含量等于或低于1.3重量％。
这是因为，本申请人已发现，通过加入小比例的二氧化钛和氧化锰，氧化铝可在明显低的温度下烧结而具有相当的研磨性质。除了不可忽略的能量节约之外，根据本发明的方法具有的优点是使得能够使用现有的炉，例如迄今用于烧结铝土矿的那些炉子。另一方面，本发明也可使用低烧结温度，这使得能够采用低投资、易于控制且能够进行大流量处理的连续处理炉。这种炉例如是覆盖有耐火材料并连续运行的旋转炉。而且，烧结的持续时间相对短，在稳定状态下约为20分钟，这涉及到一个完整循环(升温-在烧结温度下的稳定状态-冷却)，包括从冷至冷的30-120分钟，通常是90分钟。
一般来说，添加不可忽略量的烧结添加剂会导致在晶界附近析出的相，所述相是磨料产品脆弱的原因。这就是为什么在实际中所述添加被限制在约0.2％含量(参见以下实施例2中的高温烧结氧化铝，其包含0.2％的氧化镁)的原因。在本发明的范围内，本申请人已经令人惊奇地发现，以每种氧化物大于0.1％的显著量加入二氧化钛和一种或多种氧化锰可保持产品的性能，而不论其使用温度是多少。
根据本发明，氧化锰和二氧化钛存在于烧结氧化铝粉末中的重量含量应当是这些类氧化物中的每一种氧化物为至少0.1重量％且至多3重量％，并且总共不大于4重量％。氧化锰可以为MnO或MnO2的形式。其重量含量以MnO来表示。优选地，为了提高低温下烧结的效率，二氧化钛的重量含量大于或等于0.5重量％，和/或一种或多种氧化锰的重量含量(以MnO表示)大于或等于0.5重量％。优选地，为了限制所得磨料产品的强度降低的风险，二氧化钛的重量含量为小于或等于1.3重量％，和/或一种或多种氧化锰的重量含量(以MnO表示)小于或等于1.3重量％。出于同样的原因，优选尽力将二氧化钛和一种或多种氧化锰(以MnO表示)的重量含量限制为小于或等于2.6重量％的值。
优选地，氧化锰的重量含量几乎等于二氧化钛的重量含量，通常的比例为0.8-1.2。氧化铝的粒子优选为α氧化铝粒子，有利地源自中位直径为约2μm的煅烧氧化铝。
优选地，烧结之后获得的颗粒由约10μm，通常为5-20μm均匀尺寸的氧化铝/一种或多种氧化锰/二氧化钛化合物的粒子组成。
本发明的另一目的是制造磨粒的方法，其特征在于以下的相继步骤：
a)制备混合物，该混合物包含：
a1)煅烧氧化铝颗粒的粉末，该颗粒的微晶具有1μm，优选1.5μm，至2.5μm，通常2μm的平均直径(由D50表示)；
a2)二氧化钛(TiO2)粉末，其以0.1％-3％的重量比例被添加到该混合物中，其粒子的D50接近于氧化铝粉末的D50，例如1-3μm，通常2μm；
a3)氧化锰(MnO和/或MnO2)粉末，其以0.1-3％的重量比例被添加到该混合物中，其粒子的D50接近于氧化铝粉末的D50，例如1-3μm，通常2μm；
该混合物被机械均匀化，通常通过搅拌来进行；
b)如此获得的粉末的加压成形(agglomération)，以获得粗糊料体；
c)干燥该粗糊料体；
d)在小于1600℃的温度下焙烧。
焙烧温度为约1500℃，通常为1450℃-1550℃。该完整循环(升温-在烧结温度下的稳定状态-冷却)是从冷至冷的30-120分钟，通常是90分钟。优选地，所用炉为连续运行的旋转炉。
如此获得的磨粒的特征在于其密度、强度和剖切性能。其微观组织的控制要使得在焙烧之后获得大约10μm的均匀氧化铝/一种或多种氧化锰/二氧化钛化合物的粒子尺寸。
有利地，粉末的加压成形是通过直接挤压进行压实，导致产生纤维，该纤维随后被破碎，以便能够获得具有给定截面和给定高度的棱柱形的粗糊料体。
具体实施方式
A.1烧结温度对来掺杂氧化锰和二氧化钛的烧结氧化铝性能的影响
表1示出了三种不同粒度的煅烧氧化铝在1600℃和1650℃下烧结后获得的强度值。可以发现，具有最细粒度的氧化铝具有最好的强度值，然而这些值仍是不足的，目标是超过75。
表1
| 氧化铝 | A | B | C | |||
| 中位直径(μm) | 4 | 2.1 | 0.4 | |||
| 烧结温度(℃) | 1650 | 1600 | 1600 | 1650 | 1650 | 1600 |
| 强度 | ＜20 | ＜10 | 11 | ＜20 | ＜60 | ＜50 |
A.2市场上可获得的各种产品与本发明产品之间的比较
表2示出了针对市场上可获得的各种产品测量的强度值，并且在最后一列中是针对本发明产品所测量的强度值。所提供的强度值对应于产品品质的平均值，已知单个值通常相对于这些平均值的波动为±5。
高温烧结氧化铝具有与以上出现的产品C类似的粒度，并包括氧化镁类型的烧结剂。它在超过1600℃的温度下进行烧结。
根据本发明掺杂有二氧化钛和氧化锰的烧结氧化铝包含1.2重量％的TiO2和以MnO表示的1.2重量％的氧化锰。它在1500℃下烧结。它具有比其它烧结氧化铝明显更高的强度。它具有的强度低于“溶胶-凝胶法”氧化铝的强度，但是它的成本为后者的1/6。它同样具有比锆刚玉要低的强度，但是更适合于精加工磨削。
表2
| 锆刚玉25％ZrO2 | 烧结氧化铝(高温) | 溶胶-凝胶法氧化铝 | 烧结铝土矿 | 烧结氧化铝(低温) | |
| 出售价格(指数) | 100 | 120 | 600 | 70 | 100 |
| 密度(g/cm3) | 4.25 | 3.85 | 3.94 | 3.84 | 3.85 |
| 强度 | 92 | 70 | 92 | 77 | 85 |
A.3等级为12的磨粒粉末的强度系数的测定实例
通过在两个筛网(1.7和2mm筛目)之间筛分来选择1.7-2mm的颗粒，从而校准基本样品。
通过机械负荷(通常在装填钢球的转鼓中旋转)将其粉碎。所用的筛网柱包括以下筛网，这些筛网由它们的筛目：1；0.5；0.25和0.125mm来定义。
回收与以下尺寸分级中的每个分级有关的粉末级分：
1φ颗粒＞1mm
21mm＞φ颗粒＞0.5mm
30.5mm＞φ颗粒＞0.25mm
40.25mm＞φ颗粒＞0.125mm
50.125mm＞φ颗粒
如果用Ti来表示在尺寸分级i中回收的粉末级分的相对重量[也就是说(级分i的质量)/(测试前样品的初始质量)之比]，则强度由以下关系式表示：
强度＝4×T1+2×T2+T3+0.5×T4+0.25×T5
为了使初始粉末对应于指数100，将前面的值除以加权系数之和。通过使用这个关系式可以看到，穿过最后筛网(在这种情况下为φ颗粒＜0.125mm)的量越大，所获得的值越小；相应磨料被非常大程度地粉碎，产生大量碎屑，因此具有较低的强度值。
Claims (13)
1.一种主要包含烧结氧化铝的磨粒，其特征在于，它包含大于96重量％的氧化铝、0.1-3重量％的二氧化钛和0.1-3重量％的一种或多种氧化锰(以MnO表示)，二氧化钛+氧化锰的总量小于4重量％。
2.根据权利要求1的磨粒，其特征在于，二氧化钛的重量含量大于或等于0.5％。
3.根据权利要求1或2的磨粒，其特征在于，该一种或多种氧化锰(以MnO表示)的重量含量大于或等于0.5％。
4.根据权利要求1-3中任一项的磨粒，其特征在于，二氧化钛的重量含量小于或等于1.3％。
5.根据权利要求1-4中任一项的磨粒，其特征在于，该一种或多种氧化锰(以MnO表示)的重量含量小于或等于1.3％。
6.根据权利要求1-5中任一项的磨粒，其中氧化锰的重量含量与二氧化钛的重量含量之比为0.8-1.2。
7.根据权利要求1-6中任一项的磨粒，其中在氧化铝/一种或多种氧化锰/二氧化钛化合物的烧结之后的粒子具有约10μm，通常为5-20μm的均匀尺寸。
8.一种制造磨粒的方法，其特征在于以下的相继步骤：
a)制备混合物，该混合物包含：
a1)煅烧氧化铝颗粒的粉末，该颗粒的微晶具有1μm，优选1.5μm，至2.5μm，通常2μm的平均直径(由D50表示)；
a2)二氧化钛(TiO2)粉末，其以0.1％-3％的重量比例被添加到该混合物中，其粒子的D50接近于氧化铝粉末的D50，例如1-3μm，通常2μm；
a3)氧化锰(MnO和/或MnO2)粉末，其以0.1-3％的重量比例被添加到该混合物中，其粒子的D50接近于氧化铝粉末的D50，例如1-3μm，通常2μm；
该氧化铝+二氧化钛+一种或多种氧化锰的混合物被机械均匀化，通常通过搅拌来进行；
b)如此获得的粉末的加压成形，以获得粗糊料体；
c)干燥该粗糊料体；
d)在小于1600℃的温度下焙烧。
9.根据权利要求8的方法，其中焙烧温度为约1500℃，通常为1450℃-1550℃。
10.根据权利要求8或9的方法，其中完整循环(升温-在烧结温度下的稳定状态-冷却)是从冷至冷的30-120分钟，通常是90分钟。
11.根据权利要求8-10中任一项的方法，其中所用炉为连续运行的旋转炉。
12.根据权利要求8-11中任一项的方法，其中步骤b)的加压成形是通过直接挤压进行压实，导致产生纤维，该纤维随后被破碎，以便能够获得具有给定截面和给定高度的棱柱形的粗糊料体。
13.固结磨料产品，如通常用于钢扁坯的消除表面裂纹处理的砂轮，其特征在于，它包括根据权利要求1-7中任一项的磨粒。
14.涂覆磨料产品，如研磨纸或研磨织物，其特征在于，它包括根据权利要求1-7中任一项的磨粒。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0408197 | 2004-07-23 | ||
| FR0408197A FR2873383B1 (fr) | 2004-07-23 | 2004-07-23 | Grain abrasif a haute teneur en alumine destine en particulier aux applications d'abrasifs appliques et agglomeres, par exemple aux meules de decriquage des brames en acier allie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1989083A true CN1989083A (zh) | 2007-06-27 |
Family
ID=34952452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2005800244274A Pending CN1989083A (zh) | 2004-07-23 | 2005-07-22 | 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 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070277444A1 (zh) |
| EP (1) | EP1773732A2 (zh) |
| JP (1) | JP2008507604A (zh) |
| CN (1) | CN1989083A (zh) |
| FR (1) | FR2873383B1 (zh) |
| WO (1) | WO2006018519A2 (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102471161A (zh) * | 2009-08-05 | 2012-05-23 | 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 | 熔凝的氧化铝-氧化锆磨粒 |
| CN105592981A (zh) * | 2013-10-04 | 2016-05-18 | 研磨剂与耐火品研究与开发中心C.A.R.R.D.有限公司 | 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 |
| CN105819833A (zh) * | 2015-01-04 | 2016-08-03 | 郑州金阳光陶瓷有限公司 | 一种自锐型微晶氧化铝陶瓷磨料颗粒的制备方法 |
| CN106232765A (zh) * | 2014-04-17 | 2016-12-14 | 研磨剂与耐火品研究与开发中心 C.A.R.R.D.有限公司 | 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 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX2011009351A (es) * | 2009-03-11 | 2011-11-02 | Saint Gobain Abrasives Inc | Articulos abrasivos que incluyen granos de alumina y zirconia fusionados con una forma mejorada. |
| WO2018003655A1 (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | Showa Denko K.K. | Electrofused alumina grains, production method for electrofused alumina grains, grinding stone, and coated abrasive |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3454385A (en) * | 1965-08-04 | 1969-07-08 | Norton Co | Sintered alpha-alumina and zirconia abrasive product and process |
| EP0675860B1 (en) * | 1992-12-23 | 1998-02-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive grain containing manganese oxide |
| US5690707A (en) * | 1992-12-23 | 1997-11-25 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Abrasive grain comprising manganese oxide |
| WO1995013251A1 (en) * | 1993-11-12 | 1995-05-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive grain and method for making the same |
-
2004
- 2004-07-23 FR FR0408197A patent/FR2873383B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-07-22 US US11/631,670 patent/US20070277444A1/en not_active Abandoned
- 2005-07-22 JP JP2007521989A patent/JP2008507604A/ja active Pending
- 2005-07-22 CN CNA2005800244274A patent/CN1989083A/zh active Pending
- 2005-07-22 WO PCT/FR2005/001898 patent/WO2006018519A2/fr active Application Filing
- 2005-07-22 EP EP05793370A patent/EP1773732A2/fr not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102471161A (zh) * | 2009-08-05 | 2012-05-23 | 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 | 熔凝的氧化铝-氧化锆磨粒 |
| CN102471161B (zh) * | 2009-08-05 | 2013-11-13 | 法商圣高拜欧洲实验及研究中心 | 熔凝的氧化铝-氧化锆磨粒 |
| CN105592981A (zh) * | 2013-10-04 | 2016-05-18 | 研磨剂与耐火品研究与开发中心C.A.R.R.D.有限公司 | 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 |
| CN105592981B (zh) * | 2013-10-04 | 2017-12-01 | 研磨剂与耐火品研究与开发中心C.A.R.R.D.有限公司 | 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 |
| CN106232765A (zh) * | 2014-04-17 | 2016-12-14 | 研磨剂与耐火品研究与开发中心 C.A.R.R.D.有限公司 | 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 |
| CN105819833A (zh) * | 2015-01-04 | 2016-08-03 | 郑州金阳光陶瓷有限公司 | 一种自锐型微晶氧化铝陶瓷磨料颗粒的制备方法 |
| CN105819833B (zh) * | 2015-01-04 | 2019-02-05 | 江门市凯斯特尔实业有限公司 | 一种自锐型微晶氧化铝陶瓷磨料颗粒的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2873383A1 (fr) | 2006-01-27 |
| JP2008507604A (ja) | 2008-03-13 |
| FR2873383B1 (fr) | 2006-10-06 |
| EP1773732A2 (fr) | 2007-04-18 |
| WO2006018519A3 (fr) | 2006-08-03 |
| US20070277444A1 (en) | 2007-12-06 |
| WO2006018519A2 (fr) | 2006-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103702800B (zh) | 包括氮化硅磨粒的磨料制品 | |
| CN102066283B (zh) | 具有极低堆积密度的陶瓷磨料及其制造方法和用途 | |
| JP6892919B2 (ja) | ボーキサイト中に存在する酸化物を主成分とした焼結研磨粒子 | |
| CN104994995B (zh) | 颗粒材料及其形成方法 | |
| EP2969394B1 (en) | Bonded abrasive article | |
| RU2506152C2 (ru) | Фасонные абразивные частицы с канавками | |
| US3387957A (en) | Microcrystalline sintered bauxite abrasive grain | |
| CA2179525C (en) | Improved vitrified abrasive bodies | |
| CN107522474B (zh) | 纳米晶烧结刚玉磨粒及其制备方法 | |
| JP6877361B2 (ja) | 焼結プレートレット様ランダム成形研磨粒子及びその製造方法 | |
| CN101460587B (zh) | 基于经熔融的球形刚玉的磨粒 | |
| BR112013005026A2 (pt) | artigo abrasivo e método para formar um artigo abrasivo | |
| CN1989083A (zh) | 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 | |
| SK2202004A3 (en) | Porous abrasive tool and method for making the same | |
| WO2014124554A1 (en) | Abrasive grain with controlled aspect ratio | |
| JPH04336971A (ja) | 結合研磨体、研磨材粒子及びその製造方法 | |
| BR112017014170B1 (pt) | Agregados de diamante com aglutinante vitrificado | |
| KR20160119263A (ko) | Pcbn 물질, 이의 제조 방법, 이를 포함한 도구, 및 이의 사용 방법 | |
| CN105859256B (zh) | 基于包含矿物学相的氧化铝的烧结成型磨粒及其制备方法 | |
| CN105014553B (zh) | 一种具有高强磨削性能的陶瓷微晶砂轮及其制造方法 | |
| WO1996014186A1 (en) | Method and abrasive article produced thereby | |
| 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 | |
| MX2013010958A (es) | Articulo abrasivo para operaciones de molienda a alta velocidad. | |
| JP6367122B2 (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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |