[发明专利]一种微观片状互锁结构陶瓷刚玉磨料

说明书

本发明公开了一种微观片状互锁结构陶瓷刚玉磨料，以拟薄水铝石原料，硝酸为胶凝剂，外加添加剂为原料质量百分比含量的1％～8％；所述添加剂原料组成及其质量百分比含量为(NH₄)₆Mo₇O₂₄ 1％～25％，Sr(NO₃)₂ 10％～30％，H₃BO₃ 9％～45％，Mg(NO₃)₂ 10％～45％，KNO₃ 5％～20％。先以拟薄水铝石为原料，配制成固含量为10％～30％的溶胶；再配制添加剂，于溶胶中外加1％～8％的添加剂，进行搅拌，用硝酸溶液控制溶胶PH值1.5～3.0；再将湿凝胶于60～80℃下干燥，制得干凝胶，再破碎造粒，得到磨料烧结前驱体颗粒，烧结前驱体颗粒于1200℃～1550℃煅烧，得到陶瓷刚玉磨料。本发明显微结构致密，晶粒径长平均尺寸在120nm～200nm之间，晶粒片层厚度在10～60nm之间，细化了磨料晶粒，提高了磨料的单颗粒抗压强度(34N)。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种拟薄水铝石制备微观片状互锁结构陶瓷刚玉磨料及其制备方法。

背景技术

磨料是指在磨削、研磨和抛光中起切削作用的材料。传统的磨料根据硬度的高低划分为普通磨料和超硬磨料。普通刚玉磨料中的刚玉磨料因其良好的机械性能、稳定的切削性能及其低廉的工艺成本，受到广泛的青睐。随着人造刚玉磨料技术的进步，刚玉磨料按其所含杂质离子的种类和晶型可分为：棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、微晶刚玉、锆刚玉、铬刚玉、陶瓷刚玉等。传统的刚玉磨料主要以电弧炉高温炉熔炼原料，通过还原和分离氧化物，从而得到刚玉磨料。但是这种传统的生产方法存在高能耗、大晶粒尺寸和磨削性能差等特点。电熔刚玉磨料在砂轮中使用时，磨粒等沿着晶粒的解理面碎裂，在磨料破碎时可能损失的磨削表面积达五分之一之多，通常用来制作低档次的磨料用品。

陶瓷刚玉磨料于20世纪80年代诞生，晶粒为亚微米级的刚玉晶体，一般采用溶胶-凝胶工艺合成并进一步烧结而得。陶瓷刚玉磨料砂轮的加工性能高于电熔刚玉磨料砂轮，在合成耗能方面远低于电熔刚玉磨料的生产方法，受到广大用户的欢迎。陶瓷刚玉磨料具有韧性好、自锐性好、磨粒锋利、切削能力强、磨削效率高等特点，符合行业内对磨料的高速、重负荷、精密磨削等要求。因而，如何通过控制磨料的微观形貌，降低生产工艺能耗，制备高磨削性能、高使用寿命的刚玉磨料成为了刚玉磨料开发的热点。

发明内容

本发明的目的，是在现有技术的基础上，克服刚玉磨料微观形貌过于单一和韧性较低的缺点，通过使用一种新的原料和添加剂体系和改善制备工艺，降低刚玉磨料的烧成温度、控制其微观形貌，从而提升磨料的产品性能。提供一种低能耗生产，微观结构均匀的片状互锁结构陶瓷刚玉磨料及其制备方法。

本发明通过如下技术方案得以实现。

一种微观片状互锁结构陶瓷刚玉磨料，以拟薄水铝石即水合氧化铝为原料，硝酸为胶凝剂，外加添加剂为原料质量百分比含量的1％～8％；

所述添加剂的原料组成及其质量百分比含量为：

(NH₄)₆Mo₇O₂₄ 1％～25％，

Sr(NO₃)₂ 10％～30％，

H₃BO₃ 9％～45％，

Mg(NO₃)₂ 10％～45％，

KNO₃ 5％～20％；

上述微观片状互锁结构陶瓷刚玉磨料的制备方法，具体步骤如下：