CN103252823B - 一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法 - Google Patents
一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103252823B CN103252823B CN201310173794.7A CN201310173794A CN103252823B CN 103252823 B CN103252823 B CN 103252823B CN 201310173794 A CN201310173794 A CN 201310173794A CN 103252823 B CN103252823 B CN 103252823B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shaping
- ceramic ball
- resistantalumina
- metal pattern
- ultra
- 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.)
- Active
Links
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 8
- 241001408630 Chloroclystis Species 0.000 claims abstract description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 2
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- -1 pottery Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明提供了一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法，包括经配料、球磨、过滤、除铁、榨泥、真空练泥等工序提供含水率为17～25%泥料，然后将所述的泥料送入喷注成型机，在1/5～1/2秒内使泥料高速喷注至金属模型腔内随即开模而成型，喷注过程的喷注压力为1～3MPa，金属模在成型时的温度控制在130～200℃,最后将成型后的半成品经1450℃高温烧结，保温2小时获得产品，产品的当量磨耗达到0.054‰，抗折强度达到320MPa，球形度＞95%，本发明方法使产品主要性能指标得到显著提高，应用领域得到扩大。
Description
技术领域
本发明属于无机非金属材料（陶瓷）领域， 具体涉及一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法。
背景技术
氧化铝(Al2O3)陶瓷在高技术和尖端工业，如氧化铝陶瓷球、微电子、核反应堆、磁流体发电、航天、人工骨和人工关节等方面得到越来越广泛的应用。其中氧化铝陶瓷球是一种重要的工程陶瓷。由于氧化铝陶瓷球硬度高，密度大，可使研磨体内装料量增加；球石致密，规格整齐，碰撞的几率大，研磨效率高；被研磨的物料的化学组成稳定，因此，氧化铝陶瓷球被广泛应用于白色水泥、矿物、陶瓷、电子材料、磁性材料以及涂料、油漆等行业的原材料粉磨和加工，是一种常用的研磨介质。在建筑陶瓷行业中，氧化铝陶瓷球的磨损效率比天然的碎石和鹅卵石提高20%～40%。随着优质天然球石资源的减少，普通陶瓷球损失率高的特点，氧化铝陶瓷球将被越来越多的陶瓷厂家所使用。正因为如此，对氧化铝陶瓷球的研究也成为近年来化学和材料学科研究中非常活跃的领域之一。
对氧化铝陶瓷球生产而言，传统的成型方法有干法成型和湿法成型。干法成型获得的坯体结构不均匀，并且粉料容易团聚。湿法成型包括注浆成型和注射成型，它们也存在各种缺陷。注浆成型存在坯体含水率大、体积密度分布不均匀，干燥和烧成收缩大，陶瓷球尺寸难以控制，生产效率低等缺点，而注射成型则需加入体积含量45%-50%的有机添加剂，脱脂时间长，坯体易产生缺陷。国内目前氧化铝陶瓷球的成型方法主要有两种，分别是等静压成型和滚制成型。目前氧化铝成型方法用的比较多的是等静压成型，等静压成型是将待压试样置于高压容器中，利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压，当液体介质通过压力泵注入压力容器时，根据流体力学原理，其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。此时高压容器中的粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的。等静压成型方法对粉料要求比较严格，存在不容易控制、产品的合格率低、效率低等问题，而滚制成型不利于机器化生产，人工操作强度大，不易控制。因此，为了能满足现代技术的要求，提高产品的可靠性和降低生产成本，各种新型湿法成型工艺应运而生。
发明内容
本发明的目的是提供一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法，该方法能够净尺寸生成球形坯体，产品的球形度、磨耗，抗折强度等性能指标都能得到显著提高。
为了实现发明目的，本发明采用的技术方案是：一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法，包括经配料、球磨、过滤、除铁、榨泥、真空练泥等工序提供含水率为17～25%泥料，原料配方为：氧化铝粉92wt%，高岭土6wt%，滑石0.6wt%， TZP 1.2wt%，La2O3/Y2O30.2 wt%，其特征是：将所述的泥料送入喷注成型机，在1/5～1/2秒内使泥料高速喷注至金属模型腔内随即开模而成型，喷注过程的喷注压力为 1～3 MPa，金属模在成型时的温度控制在130～200℃,而后将成型后的半成品经1450℃高温烧结，保温2小时。
在上述球磨工序中，原料在球磨机中球磨，最好是运行16～30小时放浆。
本发明具体工艺步骤如下：
一、把原料混合物和水按照比例放入球磨机中球磨，运行16～30小时放浆；
二、泥浆入池后，启动搅拌机、抽浆机，经振动筛过滤，同时流入除铁浆槽；
三、经除铁浆槽后，再由抽浆泵将泥浆泵到榨泥机，使泥浆脱水制成泥饼；
四、泥饼经过真空练泥机炼制，控制水分为17～25%；
五、将步骤四得到的泥料送入喷注成型机的喂料口，在1/5～1/2秒内对塑性泥料施于压力，使泥料高速注入金属模型腔内随即开模而成型；该过程中的喷注压力为 1～3 MPa，金属模在成型时的温度控制在130～200℃；
六、将步骤五成型后的半成品放入匣钵，进入窑炉中，在1450℃下烧成，保温2小时。
本发明与现有技术相比，具有如下技术优势：喷注成型制备的生坯显微结构均匀、能够净尺寸生成球形坯体，成型的球形度高；另外成型坯体中无需添加粘结剂，而且成型操作简单，喷注成型制备的陶瓷球可改善其烧结体的结构和性能，致使烧结陶瓷球结构和性能更稳定，能够显著提高材料可靠性、有效减少材料在工作中的破裂和破损。
采用本发明方法制备的氧化铝陶瓷球的当量磨耗可以达到0.054‰，抗折强度达到320 MPa，莫氏硬度为9，球形度＞95%，其磨耗、抗折强度比现有等静压成型方法制备的氧化铝陶瓷球都有了显著的提高，莫氏硬度、球形度都可达到现有氧化铝陶瓷球的标准。故本发明利用喷注法成型氧化铝陶瓷球在一定程度上使氧化铝陶瓷性能得到进一步改善并且扩大其应用领域。
具体实施方式
以下各实例均采用如前述同一原料配方进行对比实验研究，其中实施例1～3为本发明方案的实施例，实施例4为已有技术等静压成型方法的实施例。
实施例1
一、把原料混合物及水按照比例放入球磨机中球磨，运行20小时放浆；
二、泥浆入池后，启动搅拌机、抽浆机，经振动筛过滤，同时流入除铁浆槽；
三、经除铁浆槽后，再由抽浆泵将泥浆泵到榨泥机，使泥浆脱水制成泥饼；
四、泥饼再经过真空练泥机炼制，使得水分为21%；
五、将步骤四得到的泥料送入喷注成型机在0.5内对塑性泥料施于压力，使其高速注入金属模型腔内随即开模而成型；该过程中的喷注压力为 1.5MPa,金属模在成型时的温度控制在150℃；
六、将步骤五成型后的半成品放入匣钵，进入窑炉中，在1450℃下烧成，保温2小时。
实施例2
一、把原料混合物及水按照比例放入球磨机中球磨，运行25小时放浆；
二、泥浆入池后，启动搅拌机、抽浆机，经振动筛过滤，同时流入除铁浆槽；
三、经除铁浆槽后，再由抽浆泵将泥浆泵到榨泥机，使泥浆脱水制成泥饼；
四、泥饼再经过真空练泥机炼制，使得水分为23%；
五、将步骤四得到的泥料送入喷注成型机在0.4内对塑性泥料施于压力，使其高速注入金属模型腔内随即开模而成型；该过程中的喷注压力为1MPa,金属模在成型时的温度控制在180℃；
六、将步骤五成型后的半成品放入匣钵，进入窑炉中，在1500℃条件下烧成，保温2小时后，即完成烧制。
实施例3
一、把原料混合物及水按照比例放入球磨机中球磨，运行27小时放浆；
二、泥浆入池后，启动搅拌机、抽浆机，经振动筛过滤，同时流入除铁浆槽；
三、经除铁浆槽后，再由抽浆泵将泥浆泵到榨泥机，使泥浆脱水制成泥饼；
四、泥饼再经过真空练泥机炼制，使得水分为25%；
五、将步骤四得到的泥料送入喷注成型机在0.2秒内对塑性泥料施于压力，使其高速注入金属模型腔内随即开模而成型；该过程中的喷注压力为2MPa,金属模在成型时的温度控制在200℃；
六、将步骤五成型后的半成品放入匣钵，进入窑炉中，在1450℃下烧成，保温2小时。
实施例4
一、把原料混合物及水按照比例放入球磨机中球磨，运行20小时放浆；
二、泥浆入池后，启动搅拌机、抽浆机，经振动筛过滤，同时流入除铁浆槽；
三、经除铁浆槽后，再由抽浆泵将泥浆泵到榨泥机，使泥浆脱水制成泥饼；
四、泥饼再经过真空练泥机炼制，使得水分为25%；
五、将步骤四得到的泥料送入喷雾干燥塔进行造粒；
六、将造粒好的粉料送入等静压成型机进行成型；
七、将步骤六成型后的半成品放入匣钵，进入窑炉中，在1450℃下烧成，保温2小时。
按照工业陶瓷行业标准，将上述各实施例制备的氧化铝陶瓷球放在聚氨酯罐中以规定的条件进行冲击研磨，检测氧化铝陶瓷球的当量磨耗，并用抗压强度仪器测氧化铝陶瓷球的抗压强度，测得氧化铝陶瓷球的性能指标见下表：
以上结果表明：实施例1、实施例2、实施例3比实例4在磨耗上得到了明显的提高，产品的抗压强度也略有提升。采用本发明方法可以明显提高现有氧化铝球磨子的性能，而且原料成本更低，成型操作简单，设备投资小，降低企业生产成本，提高生产效率，适宜批量生产。
Claims (2)
1.一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法，包括经配料、球磨、过滤、除铁、榨泥、真空练泥工序提供含水率为17～25%泥料，原料配方为：氧化铝粉92wt%，高岭土6wt%，滑石0.6wt%， TZP 1.2wt%，La2O3/Y2O30.2 wt%，其特征是：将所述的泥料送入喷注成型机，在1/5～1/2秒内使泥料高速喷注至金属模型腔内随即开模而成型，喷注过程的喷注压力为 1～3 MPa，金属模在成型时的温度控制在130～200℃,而后将成型后的半成品经1450℃高温烧结，保温2小时。
2.如权利要求1所述的超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法，其特征是：球磨运行时间为16～30小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310173794.7A CN103252823B (zh) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | 一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310173794.7A CN103252823B (zh) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | 一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103252823A CN103252823A (zh) | 2013-08-21 |
| CN103252823B true CN103252823B (zh) | 2015-08-12 |
Family
ID=48957203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310173794.7A Active CN103252823B (zh) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | 一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103252823B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110590340B (zh) * | 2019-10-29 | 2022-04-01 | 洛阳市科创绿色建材研究院 | 一种含红柱石的高耐磨氧化铝研磨体的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102247913A (zh) * | 2011-04-18 | 2011-11-23 | 西峡县新锦耐化有限责任公司 | 耐火材料粉料部分在氧化铝陶瓷球磨机中预混合工艺 |
| CN102491735A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-06-13 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝陶瓷球生产方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005033392B4 (de) * | 2005-07-16 | 2008-08-14 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Nanokristalline Sinterkörper auf Basis von Alpha-Aluminiumoxyd, Verfahren zu Herstellung sowie ihre Verwendung |
| CN101857444B (zh) * | 2010-05-21 | 2013-09-11 | 河南华西耐火材料有限公司 | 长寿型高炉用热态陶瓷喷注料 |
| CN101947149B (zh) * | 2010-10-08 | 2013-01-02 | 李亚东 | 多层壳芯复合结构件组成的人工髋关节 |
| CN102040386B (zh) * | 2010-11-01 | 2012-09-26 | 濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司 | 一种鱼雷罐喷注料以及使用该喷注料的喷注方法 |
-
2013
- 2013-05-13 CN CN201310173794.7A patent/CN103252823B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102247913A (zh) * | 2011-04-18 | 2011-11-23 | 西峡县新锦耐化有限责任公司 | 耐火材料粉料部分在氧化铝陶瓷球磨机中预混合工艺 |
| CN102491735A (zh) * | 2011-11-22 | 2012-06-13 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝陶瓷球生产方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103252823A (zh) | 2013-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110483010B (zh) | 一种成型性能好、高强的大规格陶瓷板及其制备方法 | |
| CN105254323B (zh) | 一种微孔刚玉‑莫来石陶瓷分离膜支撑体及其制备方法 | |
| CN106830989B (zh) | 一种泡沫注凝成形-低温烧结制备铁尾矿多孔陶瓷的方法 | |
| CN102600939B (zh) | 纳米氧化锆陶瓷强化耐磨钢球的制造方法 | |
| CN104446457A (zh) | 一种改性氧化锆陶瓷材料及其应用 | |
| CN102659421A (zh) | 一种莫来石浇钢砖的生产方法 | |
| CN105555734A (zh) | 铺路石和砌块复合材料以及其制备方法 | |
| CN103496954B (zh) | 一种氧化铝陶瓷喷嘴的制备工艺 | |
| CN103232229A (zh) | 一种超耐磨氧化铝陶瓷球及其制备方法 | |
| CN103274674A (zh) | 一种干法球磨用氧化铝瓷球制备方法 | |
| CN107935608B (zh) | 使用致密锆英石骨料制备锆英石砖的方法 | |
| CN102757215A (zh) | 一种复合型高强度耐磨瓷球及其制备方法 | |
| CN109336565A (zh) | 一种氧化锆增韧氧化铝耐磨陶瓷的制备方法 | |
| CN107696235A (zh) | 一种氧化锆陶瓷手机后盖的成型制备方法 | |
| CN110540414A (zh) | 一种纳米微孔刚玉的制备方法 | |
| CN103252823B (zh) | 一种超耐磨氧化铝陶瓷球的成型方法 | |
| CN102757221A (zh) | 一种螺旋形陶瓷弹簧的制造方法 | |
| CN106518088A (zh) | 一种高性能氮化硅密封环的制备方法 | |
| CN106747620B (zh) | 一种低能耗烧结渗水砖及其制造方法 | |
| CN105541305A (zh) | 可控硅180mm内径产品的制备方法 | |
| CN210374575U (zh) | 一种铝矾土制棕刚玉煅烧-脱硅一体化隧道窑 | |
| CN105170873A (zh) | 一种新型改性型砂 | |
| CN102584249A (zh) | 一种薄壁陶瓷坩埚的制备方法 | |
| CN104496490A (zh) | 一种凝胶注模成型陶瓷坯体及其制备方法 | |
| CN105130489B (zh) | 一种利用煤矸石制备多孔陶瓷的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A forming method of super wear-resistant alumina ceramic ball Effective date of registration: 20220718 Granted publication date: 20150812 Pledgee: Jingdezhen branch of Postal Savings Bank of China Ltd. Pledgor: JINGDEZHEN BETTERWEAR NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2022980010665 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230920 Granted publication date: 20150812 Pledgee: Jingdezhen branch of Postal Savings Bank of China Ltd. Pledgor: JINGDEZHEN BETTERWEAR NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2022980010665 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Forming Method of Ultra wear-resistant Alumina Ceramic Ball Effective date of registration: 20231018 Granted publication date: 20150812 Pledgee: Jingdezhen branch of Postal Savings Bank of China Ltd. Pledgor: JINGDEZHEN BETTERWEAR NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2023980061649 |