[发明专利]一种多晶刚玉磨料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多晶刚玉磨料，由白刚玉微粉和基础结合剂组成，所述的白刚玉微粉的粒径为0.1～10μm，所述的基础结合剂的质量分数为2wt.％‑40wt.％。通过控制基础结合剂的含量、造粒的大小、烧结温度、保温时间等工艺参数，经混匀、过筛、成型、造粒、烧结等工艺得到多晶刚玉磨料，制备方法简单、对仪器要求低、原料价格相对便宜，大大降低了多晶刚玉磨料的生产成本，所得的多晶刚玉磨料通过在自来水中浸泡100h后测定其腐蚀前后的抗压强度比值，数值最高可达58.93％；根据GB/T 23538‑2009测定球磨韧性最高可达49.93％；单颗粒抗压强度可达25‑35N，磨料的密度最高可达3‑3.5g/cm3。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，涉及一种多晶刚玉磨料及其制备方法。

背景技术

磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具。大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具。除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外，磨具还被用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡胶、木材等非金属材料的加工。磨料是锐利、坚硬的材料，用以磨削较软的材料表面，是制造每一种精密产品所必不可少的材料，其性能严重影响着磨削加工的质量。

传统的普通磨料通常采用电熔冶炼的方法制备。单晶磨料的一个磨料颗粒就是一个磨料单晶，在进行磨削时磨料棱角容易磨钝，磨粒整粒脱落；与单晶磨料不同，多晶磨料在微观显微结构上与其有很大差别，其磨粒由许多微小的晶体构成，在进行磨削作业时，磨粒在受力破碎后的脱落方式不是整粒破碎脱落，而是每一个磨粒上很多小的晶体逐渐脱落，既增加了磨料的自锐性、减少工具的维修次数、改善了磨料的工作状态，又延长了磨具的使用寿命，同时制备方法简单、成本低廉。

虽然多晶刚玉磨料有着诸多优点，应用前景广泛，但是由于纯氧化铝的熔点(2050℃)很高，使得在制备过程中低温难以烧结，温度过高又易造成晶粒异常长大，破坏性能。因此如何降低多晶刚玉磨料烧成温度，同时又保持其显微结构和形貌的均匀性是多晶刚玉磨料研究领域的重点。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种多晶刚玉磨料及其制备方法，通过控制基础结合剂的含量、造粒的大小、烧结温度、保温时间等工艺参数，经混匀、过筛、成型、造粒、烧结等工艺得到多晶刚玉磨料，制备方法简单、对仪器要求低、原料价格相对便宜，大大降低了多晶刚玉磨料的生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多晶刚玉磨料，由白刚玉微粉和基础结合剂组成，所述的白刚玉微粉的粒径为0.1～10μm，所述的基础结合剂的质量分数为2wt.％-40wt.％。

在上述技术方案中，所述的基础结合剂为环氧树脂，新酚树脂，聚氨酯树脂或者聚酰亚胺树脂。

在上述技术方案中，所述的白刚玉微粉的粒径优选为1～2μm。

在上述技术方案中，所述的基础结合剂的质量分数优选为25wt.％-35wt.％。

一种多晶刚玉磨料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将白刚玉微粉和基础结合剂机械混合均匀；

(2)将步骤(1)所得的混匀料在研钵中捣碎，加入粘结剂造粒，过筛筛选出符合粒径要求的颗粒，用压力机干压成型；

(3)将步骤(2)所得混匀料烧结之后冷却即得到多晶刚玉磨料。

在上述技术方案中，所述的机械混匀方式为利用球磨机混匀，球磨时间为1-3h。

在上述技术方案中，所述的白刚玉微粉的粒径为0.1～10μm，所述的基础结合剂的质量分数为2wt.％-40wt.％。

在上述技术方案中，所述的基础结合剂为环氧树脂，新酚树脂，聚氨酯树脂或者聚酰亚胺树脂。