CN101434829A - 新型刚玉磨料及其制备方法 - Google Patents

新型刚玉磨料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101434829A
CN101434829A CNA2008101542933A CN200810154293A CN101434829A CN 101434829 A CN101434829 A CN 101434829A CN A2008101542933 A CNA2008101542933 A CN A2008101542933A CN 200810154293 A CN200810154293 A CN 200810154293A CN 101434829 A CN101434829 A CN 101434829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
abrasive
additive
percent
corundum abrasive
novel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008101542933A
Other languages
English (en)
Inventor
朱玉梅
李志宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CNA2008101542933A priority Critical patent/CN101434829A/zh
Publication of CN101434829A publication Critical patent/CN101434829A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型刚玉磨料，主晶相为Al2O3。其原料组分及其重量百分比含量为Al2 (SO4) 3·18H2O或AlNO3·9H2O 99.15％～99.85％，添加剂0.15％～0.85％；所述添加剂为Ca(NO3) 2、Fe(NO3) 3、(CH3CH2O) 4Ti、Mg(NO3) 2、C8H20O4Si和Sb(CH3COO) 3，其各占添加剂的重量百分比含量为0％～25％Ca(NO3) 2、0％～15Fe(NO3) 3、0％～10％(CH3CH2O) 4Ti、0％～30％Mg(NO3) 2、40％～90％C8H20O4Si、0～8％Sb(CH3COO) 3。以氨水为沉淀剂，采用湿化学方法制备Al(OH) 3固体，再经过筛分、造粒及1250℃～1400℃的煅烧，获得新型刚玉磨料。磨料颗粒形状可控，其显微晶粒在50nm～3μm之间。本发明降低了能源消耗，提高了传统电容刚玉的韧性，改善了其磨削应用效果和加工使用寿命。

Description

新型刚玉磨料及其制备方法
技术领域
本发明是关于磨料及其制备方法的，尤其涉及一种刚玉磨料及其制备方法。
背景技术
磨料为人类所用已经有数千年之久.在人类的远古时期，原始人就已使用天然磨料来磨锐木质工具.骨头和隧石等。在应用天然磨料时，人们逐渐认识到，几乎所有的天然磨料都含有结晶氧化铝，并且能起磨削作用的就是结晶氧化铝。基于这种认识，人们开始设法将含氧化铝的物质熔融制作成磨料，其磨削效果优于天然磨料。1893年法国人，1894年德国人分别获得熔融刚砂的专利权，自此开创了人造刚玉磨料的工业应用。
随着科学技术的发展和制造技术水平的提高，刚玉磨料的应用范围和市场需求量越来越大，刚玉的品种也出现了多样化，以满足不同的应用，如白刚玉、棕刚玉、铬刚玉等。但余百年来，虽然刚玉的品种有所发展，性能也略有差别，但从根本上并没有改变刚玉的电熔制备方法和刚玉的内部晶体结构，因此也就没有带来其性能和使用性能的明显改变。但随着现代科学技术水平的提高，尤其现代制造业水平的提高，对加工产品的精度、加工质量、加工效率要求越来越高，同时，新材料的出现，新的加工问题也不断出现，加工难度也不断加大，这必然对承载加工使命的磨料、磨具提出更高的要求。
刚玉(化学组成Al2O3)磨料由于机械强度高、硬度大、耐化学腐蚀、价格低廉等特点，是目前世界上广泛应用的一种磨料，用于许多领域中的磨削、研磨、抛光等机械加工，年产量约150～160万吨。传统刚玉磨料采用电熔法制备，不仅耗能高，而且晶粒尺寸大，晶粒尺寸一般为50μm左右。而氧化铝的磨削应用效果受其内部晶粒大小的影响明显，磨料的细晶结构，可以使其韧性提高、自锐性好、磨粒锋利、磨损少、切削能力强、磨削效率高等，提高刚玉磨料及其制品的使用效果和使用寿命。
随着世界能源的日趋紧张，节能降耗不仅是企业降低成本，提高经济效益的有效途径，也是全社会共同的责任和目标。另外，随着现代科学技术的发展，对产品的质量、精度的要求越来越高，也自然对加工工具的加工质量、加工效率、加工成本等提出更高的要求。因此，节能降耗和提高刚玉磨料的性能已势在必行。
发明内容
本发明的目的是降低刚玉磨料生产的能耗，提供一种较高的产品性能和较高的使用寿命的刚玉磨料及其制备方法。
本发明的新型刚玉磨料，其原料组分及其重量百分比含量为Al2(SO4)3·18H2O或AlNO3·9H2O 99.15％～99.85％，添加剂0.15％～0.85％；所述添加剂为Ca(NO3)2、Fe(NO3)3、(CH3CH2O)4Ti、Mg(NO3)2、C8H20O4Si、Sb(CH3COO)3，其各占添加剂的重量百分比含量为0％～25％Ca(NO3)2、0％～15Fe(NO3)3、0％～10％(CH3CH2O)4Ti、0％～30％Mg(NO3)2、40％～90％C8H20O4Si、0～8％Sb(CH3COO)3。
新型刚玉磨料的制备方法，是采用湿化学方法和高温煅烧，具体实施步骤为：
(1)将Al2(SO4)3·18H2O或AlNO3·9H2O首先溶于水，溶于水后过滤去除杂质，配成0.1摩尔/升～0.2摩尔/升的含Al3+的水溶液；
(2)在步骤(1)的水溶液中加入氨水并搅拌使其完全凝胶化或沉淀，再经抽虑、洗涤、干燥工艺获得Al(OH)3固体；
(3)将相应量的添加剂加入到Al(OH)3固体中混匀；将含有添加剂的Al(OH)3固体经过等静压造粒，再经过球磨、震磨、对滚、挤压工艺整形为等积型、片状、尖片状或长柱状，并进行预筛分和分级；
(4)将步骤(3)已进行预筛分和分级的磨料在1250℃～1400℃煅烧，再进一步的过筛、分级，制得不同粒度和颗粒形状的新型刚玉磨料。刚玉磨料颗粒内部的显微晶粒尺寸在50nm～3μm之间。
本发明的有益效果是，降低了制备刚玉磨料所消耗的能量，改变了刚玉颗粒内部的显微结构，大大降低了刚玉晶体的晶粒尺寸，提高了传统电容刚玉的韧性，改善了其磨削应用效果和加工使用寿命。
新型刚玉磨料的硬度与传统电容刚玉的硬度相当，而韧性达到传统电容刚玉的1.3～2倍，磨削效率比电熔刚玉砂轮提高25％以上，使用寿命延长1倍以上，总的磨削加工生产成本可降低到普通电熔刚玉制品的1/4。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
氧化铝的磨削应用效果受其内部晶粒大小的影响明显，磨料的细晶结构，不仅可以使其韧性提高，磨削精度提高，而且在磨削使用过程中脱落的是纳米级的小晶粒，磨具的使用寿命会大大提高，同时随着小晶粒的脱落而露出无数锋利的新刃，磨削效率也会大大提高。鉴于上述原因及节约能源的目的，本发明采用湿化学方法合成含铝物质，再经高温煅烧而制备新型刚玉磨料。
实施例1
采用99.85％的AlNO3·9H2O和0.15％的添加剂为原料，氨水为沉淀剂制备新型刚玉磨料。
首先将AlNO3·9H2O溶于水后过滤去除杂质，配成0.1摩尔/升的含Al3+的水溶液；
向上述溶液中滴加氨水并搅拌使含该Al3+的水溶液完全凝胶化，再经抽虑、洗涤、干燥工艺获得Al(OH)3固体；
将添加剂加入到Al(OH)3固体中混匀；所述0.1％添加剂的原料组分及其重量百分比含量为20％Ca(NO3)2、13％Fe(NO3)3、7％(CH3CH2O)4Ti、20％Mg(NO3)2、40％C8H20O4Si。
将含有添加剂的Al(OH)3固体经过等静压造粒，再经过球磨工艺进行整形，并进行预筛分和分级；
将进行过预筛分和分级整形过的Al(OH)3固体在1400℃下煅烧，再进一步的过筛、分级，制得不同粒度的新型刚玉磨料。
实施例2
采用99.6％的Al2(SO4)3·18H2O和0.4％的添加剂为原料，氨水为沉淀剂制备新型刚玉磨料。
首先将Al2(SO4)3·18H2O溶于水后过滤去除杂质，配成0.15摩尔/升的含Al3+的水溶液；
向上述溶液中滴加氨水并搅拌使含该Al3+的水溶液完全凝胶化，再经抽虑、洗涤、干燥工艺获得Al(OH)3固体；
将添加剂加入到Al(OH)3固体中混匀；所述0.4％添加剂的原料组分及其重量百分比含量为5％Ca(NO3)2、3％Mg(NO3)2、90％C8H20O4Si、2％Sb(CH3COO)3。
将含有添加剂的Al(OH)3固体经过等静压造粒，再经过球磨工艺进行整形，并进行预筛分和分级；
将进行过预筛分和分级整形过的Al(OH)3固体在1350℃下煅烧，再进一步的过筛、分级，制得不同粒度的新型刚玉磨料。
实施例3
采用99.15％的AlNO3·9H2O和0.85％的添加剂为原料，氨水为沉淀剂制备新型刚玉磨料。
首先将AlNO3·9H2O溶于水后过滤去除杂质，配成0.2摩尔/升的含Al3+的水溶液；
向上述溶液中滴加氨水并搅拌使含该Al3+的水溶液完全凝胶化，再经抽虑、洗涤、干燥工艺获得Al(OH)3固体；
将添加剂加入到Al(OH)3固体中混匀；所述0.85％添加剂的原料组分及其重量百分比含量为14％Ca(NO3)2、4％Fe(NO3)3、2％(CH3CH2O)4Ti、12％Mg(NO3)2、60％C8H20O4Si、8％Sb(CH3COO)3。
将含有添加剂的Al(OH)3固体经过等静压造粒，再经过对滚工艺进行整形，并进行预筛分和分级；
将进行过预筛分和分级整形过的Al(OH)3固体在1250℃下煅烧，再进一步的过筛、分级，制得不同粒度的新型刚玉磨料。
实施例4
采用99.3％的Al2(SO4)3·18H2O和0.7％的添加剂为原料，氨水为沉淀剂制备新型刚玉磨料。
首先将Al2(SO4)3·18H2O溶于水后过滤去除杂质，配成0.1摩尔/升的含Al3+的水溶液；
向上述溶液中滴加氨水并搅拌使含该Al3+的水溶液完全凝胶化，再经抽虑、洗涤、干燥工艺获得Al(OH)3固体；
将添加剂加入到Al(OH)3固体中混匀；所述0.7％添加剂的原料组分及其重量百分比含量为6.7％Ca(NO3)2、2.6％Fe(NO3)3、1.7％(CH3CH2O)4Ti、18.1％Mg(NO3)2、69.7％C8H20O4Si、1.2％Sb(CH3COO)3。将含有添加剂的Al(OH)3固体经过等静压造粒，再经过球磨工艺进行整形，并进行预筛分和分级；
将进行过预筛分和分级整形过的Al(OH)3固体在1300℃下煅烧，再进一步的过筛、分级，制得不同粒度的新型刚玉磨料。
本发明并不局限于上述实施过程，很多细节的变化是可能的，但这并不因此违背本发明的范围和精神。

Claims (4)

1.一种新型刚玉磨料，其原料组分及其重量百分比含量为Al2(SO4)3·18H2O或AlNO3·9H2O 99.15％～99.85％，添加剂0.15％～0.85％；所述添加剂为Ca(NO3)2、Fe(NO3)3、(CH3CH2O)4Ti、Mg(NO3)2、C8H20O4Si、Sb(CH3COO)3，其各占添加剂的重量百分比含量为0％～25％Ca(NO3)2、0％～15Fe(NO3)3、0％～10％(CH3CH2O)4Ti、0％～30％Mg(NO3)2、40％～90％C8H20O4Si、0～8％Sb(CH3COO)3。
2.权利要求1的新型刚玉磨料的制备方法，是采用湿化学方法和高温煅烧，具有如下步骤：
(1)采用Al2(SO4)3·18H2O或AlNO3·9H2O为原料，溶于水后过滤去除杂质，配成0.1摩尔/升～0.2摩尔/升的含Al3+的水溶液；
(2)在步骤(1)的水溶液中加入氨水并搅拌使其完全凝胶化或沉淀，再经抽虑、洗涤、干燥工艺获得Al(OH)3固体；
(3)将相应量的添加剂加入到Al(OH)3固体中混匀；将含有添加剂的Al(OH)3固体经等静压造粒，再经过球磨、震磨、对滚、挤压工艺进行整形，并进行预筛分和分级；
(4)将步骤(3)已进行预筛分和分级的磨料在1250℃～1400℃煅烧，再进一步的过筛、分级，制得不同粒度的新型刚玉磨料。
3.根据权利要求2的新型刚玉磨料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的Al(OH)3固体颗粒整形为等积型、片状、尖片状或长柱状，最终磨料颗粒形状可控。
4.根据权利要求2的新型刚玉磨料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的刚玉磨料颗粒内部的显微晶粒尺寸在50nm～3μm之间。
CNA2008101542933A 2008-12-19 2008-12-19 新型刚玉磨料及其制备方法 Pending CN101434829A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008101542933A CN101434829A (zh) 2008-12-19 2008-12-19 新型刚玉磨料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008101542933A CN101434829A (zh) 2008-12-19 2008-12-19 新型刚玉磨料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101434829A true CN101434829A (zh) 2009-05-20

Family

ID=40709469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008101542933A Pending CN101434829A (zh) 2008-12-19 2008-12-19 新型刚玉磨料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101434829A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102492394A (zh) * 2011-11-18 2012-06-13 天津大学 六方板状纳米晶刚玉磨料的制备方法
CN102732214A (zh) * 2012-06-20 2012-10-17 天津大学 一种含有复相添加剂的陶瓷刚玉磨料
CN102775135A (zh) * 2012-07-11 2012-11-14 天津大学 新型陶瓷刚玉磨料
CN103242033A (zh) * 2013-04-27 2013-08-14 天津大学 一种陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN103496727A (zh) * 2012-08-10 2014-01-08 山东大学 一种微晶α-Al2O3 聚集体的制备方法
CN106083001A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 天津大学 一种纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN107674646A (zh) * 2017-09-12 2018-02-09 天津大学 一种宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN109956741A (zh) * 2019-03-11 2019-07-02 山东天汇研磨耐磨技术开发有限公司 一种微晶陶瓷刚玉磨料及其制造方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102492394A (zh) * 2011-11-18 2012-06-13 天津大学 六方板状纳米晶刚玉磨料的制备方法
CN102732214A (zh) * 2012-06-20 2012-10-17 天津大学 一种含有复相添加剂的陶瓷刚玉磨料
CN102732214B (zh) * 2012-06-20 2014-04-02 天津大学 一种含有复相添加剂的陶瓷刚玉磨料
CN102775135A (zh) * 2012-07-11 2012-11-14 天津大学 新型陶瓷刚玉磨料
CN103496727A (zh) * 2012-08-10 2014-01-08 山东大学 一种微晶α-Al2O3 聚集体的制备方法
CN103496727B (zh) * 2012-08-10 2015-03-04 山东大学 一种微晶α-Al2O3 聚集体的制备方法
CN103242033A (zh) * 2013-04-27 2013-08-14 天津大学 一种陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN106083001A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 天津大学 一种纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN106083001B (zh) * 2016-06-17 2019-07-23 天津大学 一种纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN107674646A (zh) * 2017-09-12 2018-02-09 天津大学 一种宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN109956741A (zh) * 2019-03-11 2019-07-02 山东天汇研磨耐磨技术开发有限公司 一种微晶陶瓷刚玉磨料及其制造方法
CN109956741B (zh) * 2019-03-11 2021-06-08 山东天汇研磨耐磨技术开发有限公司 一种微晶陶瓷刚玉磨料及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101434829A (zh) 新型刚玉磨料及其制备方法
CN105252435B (zh) 一种微晶玻璃陶瓷结合剂及其制备方法，sg砂轮及其制备方法
CN101935219B (zh) 一种高效碳化硅刚玉稀土陶瓷复合砂轮及其制造方法
CN1328209C (zh) 一种微晶氧化铝陶瓷颗粒的制备方法
CN1942398B (zh) 引晶勃姆石微粒材料及其形成方法
CN103571334B (zh) 氧化铈抛光粉及其制备方法
CN103709993B (zh) 一种自锐性金刚石磨料及其制备方法
CN102732214B (zh) 一种含有复相添加剂的陶瓷刚玉磨料
CN101434828A (zh) 烧结磨料及其制备方法
CN104829218B (zh) 一种双峰活性氧化铝微粉及其制备方法
CN104451883B (zh) 一种硬硅钙石晶须的制备方法
CN101899281A (zh) 稀土抛光粉及其制造方法
CN102990069A (zh) 一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法
CN110304906A (zh) 一种氧化铝研磨球的制备方法
CN101921575A (zh) 一种立方氮化硼-氧化铝多晶复合磨料的制造方法
CN112341176A (zh) 一种岩板粉料及其制备方法与应用、岩板及其加工方法
CN109133879A (zh) 一种氧化铝陶瓷球及其制备方法
CA3180986A1 (en) Illite, preparation method therefor and use thereof
CN104130749A (zh) 一种氧化硅抛光磨料的加工工艺
CN106083001B (zh) 一种纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料及其制备方法
CN102775135A (zh) 新型陶瓷刚玉磨料
CN113214790A (zh) 一种空心氧化铝球基复合磨料及其制备方法、磨具
CN1994880A (zh) 利用凹凸棒石粘土制备白炭黑的方法
CN101434393B (zh) 用凹凸棒石粘土制备纳米级无定形二氧化硅的方法
CN109822466A (zh) 一种高强度高韧性砂轮陶瓷结合剂及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090520