[发明专利]一种陶瓷微珠研磨介质的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷微珠研磨介质的制备方法，属于陶瓷成型技术领域。

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，陶瓷微珠主要包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等品种，其中以ZrO₂瓷球和高铝瓷球（75～95％Al₂O₃）为市场主要供求对象。但是ZrO₂和Al₂O₃价格昂贵，制造成本高，不具市场优势。于是开发Al₂O₃含量≤60％的中铝瓷，因其生产工艺成熟、生产线投资小、产品性价比高，而成为当今矿产、粉体加工行业的主流用品，用量最大，用途甚广。但目前的原料配方所用的是Al₂O₃原料，其成本较高，若采用其他原料则制得的中铝瓷微珠研磨介质的耐磨性不高和硬度较低，在研磨过程中易开裂，限制了陶瓷微珠的使用范围。

为此，迫切需要一种耐磨性能好，硬度高的陶瓷微珠研磨介质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统的陶瓷微珠研磨介质耐磨性能和硬度较低，在研磨过程中易开裂的问题，提供了一种陶瓷微珠研磨介质的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，选取20～30份高岭土、5～8份碳化硅、10～15份灰钙土、5～10份长石砂岩、3～5份氧化锆、1～3份白云母、1～3份蛇纹石和1～3份砂砾石，混合后加入球磨机中，球磨后出料，得混合粉末；

（2）按重量份数计，选取100～120份混合粉末、50～60份水、3～5份表面活性剂、1～3份分散剂和2～4份羧甲基纤维素，搅拌混合后加入球磨机中，球磨后出料得浆料；

（3）向浆料中分别加入鸡蛋蛋清和蔗糖，混合后以2000～3000r/min转速搅拌3～5min，搅拌后得带泡浆料；

（4）将带泡浆料放入成球机中，制备得陶瓷微珠坯体，将陶瓷微珠坯体放入窑炉中，以1～3℃/min升温速率升温至1400～1500℃，烧制后得空心陶瓷微珠，将空心陶瓷微珠置于陶瓷打磨机中打磨30～60s，得表面粗糙空心微球；

（5）按质量百分比计，选取12～16%Fe、8.0～13.2%Mn、8.3～9.8%Mo、2～12%Cu、7～12%Sb、12～18%Zn、7～12%Al，其余的为Cr，混合后放入石墨粘土坩埚中，再把坩埚放入电阻炉中，在高纯氩气的气氛下加热至1850～2000℃熔融，保温熔融10～20min，得混合金属液体，将表面粗糙空心微球放入混合金属液中浸泡1～3s后立即取出，自然冷却至室温后，放入烘箱中干燥，得干燥物后放入抛光机中，抛光后即可得到陶瓷微珠研磨介质。

步骤（1）中所述的混合粉末的粒径为5～10μm。

步骤（2）中所述的表面活性剂为聚乙二醇月桂酸酯、椰油基羟乙基磺酸钠、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种。

步骤（2）中所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、磷酸酯、聚乙烯醇中的一种或多种。

步骤（3）中所述的鸡蛋蛋清的质量为浆料质量2～4%，蔗糖质量为浆料质量1～3%。

步骤（4）中所述的烧制时间为40～50min。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明使用高岭土、碳化硅、灰钙土、长石砂岩、氧化锆等物质球磨后得混合粉末，并作为陶瓷微珠介质的原料，一方面可以大量消耗矿石积存、合理利用资源，另一方面制备出的微珠内部是由单个或多个微孔组成，再将混合粉末、水、分散剂和表面活性剂等混合后得浆料，并在浆料中加入蛋清和蔗糖，蛋清和蔗糖作为发泡剂，可制备出质轻且具有一定强度的空心微珠多孔陶瓷材料，并且在烧制时蛋清和蔗糖可以去除，对多孔陶瓷微珠的性能无影响；

（2）本发明将铁、锰、钴等金属元素熔融后得混合金属液，将多孔陶瓷浸入金属混合液中，金属混合液可进入多孔陶瓷孔隙中，可以有效提高陶瓷微珠研磨介质耐磨性能和硬度，在研磨过程中不会产生开裂，降低陶瓷微珠研磨介质的磨损率。

具体实施方式