[发明专利]一种干法球磨用氧化铝瓷球制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种干法球磨用氧化铝瓷球制备方法，属于新材料技术领域。

背景技术

随着科学技术的高速发展，对陶瓷提出了新的挑战。氧化铝瓷球因具有硬度高、密度大、耐磨、耐腐蚀等特点，作为研磨介质被广泛的应用于建筑卫生陶瓷、工业陶瓷、电子陶瓷、高档耐火材料、特种水泥、非金属矿物以及涂料、油漆等行业。

氧化铝瓷球的外观质量、理化性能都有严格的要求（参照国家标准JCT848.1-2010耐磨氧化铝球），中国专利CN102491735A公开了一种氧化铝陶瓷球生产方法。具体为：按下述重量比称取陶瓷粉料：89.5%-94.5%α-氧化铝粉，3%-6%苏州土，1.5%-2%白云石，0.5%-1.5%烧滑石，0.5-1%重钙，通过搅拌磨球磨、滚制成型、烧成、抛光得到氧化铝陶瓷球。该发明采用的α-氧化铝粉转化率96%，D90=3.76μm，经滚制成型，在最低温度1490℃温度下烧成，可以满足湿法球磨介质的要求。但是由于使用的铝粉转化率偏低，其中4%的γ-氧化铝粉在烧结过程中晶相转化产生的收缩会在制备内部产生大量的联通气孔，导致产品内部结构变差；同时滚制成型的瓷球抗冲击性能差，并不适合作为干法的研磨介质；而且单纯的搅拌磨球磨后的浆料晶粒属于不规则形状，其表面产生大量锐利棱角，阻碍烧结与结构致密化，所以该专利的烧成最低温度也在1490℃，造成制造成本与窑具成本增加。

氧化铝瓷球用作干法球磨工艺的研磨介质在湿法研磨介质要求的基础上，除了对研磨介质磨耗有严格要求外，最主要的是研磨介质内部必须缺陷少，抗冲击性能好。针对目前市场的需求，有许多专利说明了在氧化铝陶瓷中加入碳化硅、稀土、氧化锆等物质，通过晶粒增韧达到高抗冲击性的效果，其中外加昂贵的原材料和复杂的工艺使生产成本增加太多，不适合大生产应用，同时加入量控制不好将直接导致的产品内部缺陷增大，性能直接恶化。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种干法球磨用氧化铝瓷球制备方法。该方法以自烧α-氧化铝粉为主要原料，配以外购山东铝业的α-氧化铝粉，采用全新的生产工艺为基础，在较低的原料成本与制造成本下，制备出产品具有低磨耗、高强度、高密度，抗冲击性能好等特点，完全适用各种行业对干法研磨介质的质量要求，同时作为湿磨介质产品性能优异。

本发明的技术方案如下：一种干法球磨用氧化铝瓷球制备方法，其特征是，

(1)原料及重量份

主料：自烧氧化铝粉50～70份、市售氧化铝粉30-40份，高岭土3-5份，焦宝石熟料2-3份；

复合烧结助剂：透辉石0.5-5份，滑石0.5-5份，白云石0.5-5份；

（2）将自烧氧化铝粉、市售氧化铝粉、高岭土、焦宝石熟料和复合烧结助剂分别称量一起加入间歇式球磨机中（采用氧化铝球石作为研磨介质，按质量比料：球：水=1：2-3：0.8）进行湿法球磨（浆料水分控制在40-45%）；细度合格后过40目筛，用柱塞泵将泥浆泵入卧式砂磨机中球磨（此步骤不需要加水；研磨介质采用耐磨氧化铝微珠，按质量比浆：球=1：4，主轴转速1200-1500r/min），细度合格后过180目筛放入中转浆池；再用柱塞泵将泥浆泵入间歇式球磨机中球磨（采用氧化铝球为研磨介质，按质量比浆：球=1：3），细度合格后过180目筛，电磁除铁后得到陶瓷泥浆；

（3）将步骤（2）得到的陶瓷泥浆采用离心式喷雾造粒塔干燥，在双层回转筛中过40目和140目筛，得到40-140目之间的陶瓷造粒粉；

（4）将步骤（3）得到的陶瓷造粒粉在自动成球机中压制成半成品球坯；

（5）将步骤（4）所得到半成品球坯在高温隧道窑采用低温慢烧工艺，以8～25℃/min的加热速度自室温升温至1400～1430℃烧成，保温8-12h，再以15～30℃/min的冷却速度降温，得到干法球磨用氧化铝瓷球。

传统工艺与本发明工艺流程对比见图1-图2。