[发明专利]锆铝复相陶瓷珠的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷研磨介质的生产工艺，特别是一种锆铝复相陶瓷珠的生产工艺。

背景技术

陶瓷研磨介质具备的机械强度大、硬度高、密度大、高温性能好、对物料无污染、耐酸碱腐蚀能力强，耐磨性能优异等优点使其在研磨介质领域中占有非常重要的一席之地，被广泛应用于矿产、化工、涂料油漆、机械电子等相关的精细加工领域。

在我国目前的市面上，该系列产品主要包括氧化铝、氧化铅(刚玉)、氧化锆等品种；氧化铝陶瓷研磨介质脆性大，缺少韧性，耐磨性也较差，不适宜在高速磨机中应用，只能应用于传统的慢速磨机；氧化铅陶瓷研磨介质具有原材料广泛且便宜，技术设备要求低，因而广泛使用，氧化铅陶瓷烧成温度较高，一般达到1600℃以上，能耗较大；同时，由于氧化铅结构陶瓷研磨介质的断裂韧性较低，因此耐磨性能较差；而氧化锆陶瓷研磨介质的机械强度和断裂韧性都较高，但成本非常高，同时氧化锆陶瓷研磨介质容易产生低温老化，故很难大规模推广。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种锆铝复相陶瓷珠的生产工艺。本发明不仅生产成本较低、韧性和耐磨性能都较高，而且生产中能耗较低。

本发明的技术方案：锆铝复相陶瓷珠的生产工艺，其特征在于：以硅酸锆、α-Al₂O₃、长石和煅烧高岭土为原料，以莫来石粉体作为晶种，采用滚动成球的方法制备锆铝复相陶瓷珠。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，以硅酸锆3～6份、α-Al₂O₃3～10份、长石1～3份和煅烧高岭土1～3份为原料，以莫来石粉体1～3份作为晶种，采用滚动成球的方法制备锆铝复相陶瓷珠；所述份为重量份。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，以硅酸锆4份、α-Al₂O₃6份、长石1份和煅烧高岭土2份为原料，以莫来石粉体1份作为晶种，采用滚动成球的方法制备锆铝复相陶瓷珠；所述份为重量份。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，按下述步骤生产：

①将原料混合均匀，得A料：

②在A料中再加入晶种，得B料；

③将B料采用常规的湿法混磨工艺超细研磨，制得超细粉体；

④将超细粉体经练泥、陈腐后放入成球机，加水进行混合均匀，滚动制得陶瓷珠坯体，抛光后得C料；

⑤将C料经过隧道窑进行烘干，得D料；

⑥将D料在空气中烧结，烧结温度控制在1400～1450℃，高火段控制升温速率为6～8℃/min，保温时间为2～3h，得锆铝复相陶瓷珠。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，所述超细粉体为2500～4000目。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，所述步骤⑥，是将D料在空气中烧结，烧结温度控制在1430℃，高火段控制升温速率为7℃/min，保温时间为2h，得锆铝复相陶瓷珠。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，所述α-Al₂O₃的中位粒径为0.35μm。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，所述硅酸锆的中位粒径为0.48μm。

前述的锆铝复相陶瓷珠的生产工艺中，所述莫来石粉体的中位粒径为0.48μm。

与现有技术比较，本发明以硅酸锆、α-Al₂O₃、长石、煅烧高岭土为原料进行合理配料，以莫来石粉体作为晶种，调整烧结温度，使得可以充分烧结硅酸锆和α-Al₂O₃等混合原料，可增强韧性和耐磨性能；以莫来石粉体作为晶种，降低了烧结温度，可降低能耗；还有将原来的320目原料粉体增加到2500～4000目，使原料的粉体超细化，有利于耐磨性的提高；通过湿法混磨的方法消除了球与粉、粉与粉粘连成团的现象，使得密度和细度不同的原料能均匀混合，适当提高粉细度，降低烧结的温度，降低能耗；烧结工艺中采用一次烧成，温度均匀，且生产成本较低。本发明生产工艺简单，需要的设备少，成本低，易规模化生产。

由下述重量份数的原料混合均匀：4份硅酸锆、6份α-Al₂O₃、1份长石和2份煅烧高岭土，外加1份莫来石粉体作为晶体；然后在1430℃保温2h(高温升温速度约7℃/min)下烧制后得到的成品与市场上高铝瓷圆球产品的性能对照如下表：

由表的实验数据显示本发明经过原料配比和烧成工艺的优化使得本产品的硬度、白度和真密度都增大，耐磨性增强。

具体实施方式