一種磁性磨粒的高能球磨制備方法
【專利摘要】一種應用高能球磨制備磁性磨粒的方法，屬于機械零件表面光整加工【技術領域】。其特征在于首先按照磁性微粒30%~80%、粒度40#～80#，非磁性磨粒20%~70%，粒度60#～100#用攪拌器充分混合；然后加入球磨機用鋼球，球徑為3mm～5mm；將混料和磨球充分混合，重量比為30:1～50:1；最后混合好的備料放入球磨機中，裝填系數為0.4～0.5；球磨機抽真空后，開始工作制備磁性磨料，球磨時間大約為2小時～3小時。本發明的磁性磨粒制備方法，制備過程簡單、制備成本低、制備周期短、磨粒能達到次微米級、而且節能、對環境污染很小，有利于進行大規模工業化生產。
【專利說明】一種磁性磨粒的高能球磨制備方法
【技術領域】
[0001]本發明一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，屬于機械零件表面光整加工【技術領域】，磁性磨粒的制備方法，具體涉及一種磁性磨粒的高能球磨制備方法。
【背景技術】
[0002]磁性磨粒光整加工是利用電磁或永磁發生裝置產生的磁場，使導磁的磁性磨粒與工件被加工表面產生作用力，通過磁性磨粒與工件被加工表面的相對運動，實現對工件表面的光整加工。這種技術以其良好的加工效果、自適應性等特點，在航空航天業、精密儀器和精密量具等行業有廣闊的應用前景。傳統應用較多的磁性磨粒制備工藝主要有粘接法、熱壓燒結法和真空燒結法三種，其中以粘結工藝為基礎的“磁性研磨磨具及其制備(ZL00135667.4.2003)”以及“熱壓燒結法制備磁性磨粒(ZL00136573.8.2003)”的工藝方法已獲得國家發明專利。粘結法是一種方法簡單、成本低的磁性磨粒制備方法，它是用粘結劑如酚醛樹脂、環氧樹脂等將一定比例均勻混合好的磁介質相和磨粒相粘結為一體，然后通過加壓凝固、破碎、篩選制成所需磁性磨粒。粘結法制備的磁性磨粒，由于不需要使用太多輔助設備，沒有如真空環境、惰性氣體保護氣氛等制備環境要求，因此制備過程簡單、成本低。但由于其固有的工藝過程以及現有粘結劑的耐高溫性等局限，當加工過程中零件表面溫度較高時磁性磨粒中的粘結劑會使加工的表面變成暗黑色，甚至粘結劑會粘附在零件表面，使得原有表面被污染破毀。熱壓燒結法是在真空燒結爐中同時施加壓力和高溫，使成形和燒結同時發生，進行磁性磨粒的制備。熱壓燒結法制備的磁性磨粒具有強度高、硬度高、密度大、含氣量較低的優越性。熱壓燒結的工藝特點是壓制與燒結同時進行，與粘結法相比而言制備設備相對復雜，控制過程要求較高，制備周期長，并且熱壓燒結過程中磨具尺寸的穩定性以及施加壓力等因素也有較大影響。另外，磁性磨粒的粉碎較難，粉碎時所需的破碎力較大，導致部分磨料發生分離；另一方面，熱壓燒結的模具尺寸大小限制了磁性磨粒的生產批量，增加了生產成本。真空燒結法與熱壓燒結法的區別在于，它需要在備料里加入結合齊?，然后進行冷壓成型，進一步用等靜壓機對壓制好的坯體進行處理，以使得顆粒致密化，然后進行真空燒結、破碎、`篩選制備磁性磨粒。其他的磁性磨粒制備方法有機械壓嵌法、鑄造法、原位反應復合法、激光燒結法、放電等離子燒結法等，然而所制得的磁性磨粒以及工藝過程都有不同程度的劣勢，包括加工效果不很理想、使用壽命不長、制備成本高等。
[0003]高能球磨是用球磨機的轉動或振動使硬球對原料進行強烈的沖擊、研磨、擠壓和攪拌。利用機械能來誘發化學反應或誘導材料組織、結構和性能的變化，以此來制備新材料，可明顯降低反應活化能、細化晶粒、極大地提高粉末活性、改善顆粒分布均勻性和增強體與基體之間界面的結合。高能球磨法已被廣泛應用于合金、磁性材料、超導材料、金屬間化合物、超飽和固溶體材料以及非晶、準晶、納米晶等亞穩態材料的制備，也已經應用于許多高活性陶瓷粉體、納米陶瓷基復合材料等的研究中。
【發明內容】
[0004]本發明一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，目的在于為了解決上述現有技術中磁性磨粒制備過程復雜、制備成本高、加工效果不很理想等問題，提出一種磁性磨粒的高能球磨制備方法的技術方案。
[0005]本發明一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，其特征在于首先按照磁性微粒30%~80%、粒度40#~80#，非磁性磨粒20%~70%，粒度60#~100#用攪拌器充分混合；然后加入球磨機用鋼球，球徑為3mm~5mm ;將混料和磨球充分混合,重量比為30:1~50:1 ;最后混合好的備料放入球磨機中，裝填系數為0.4~0.5 ;球磨機抽真空后，開始工作制備磁性磨料，球磨時間大約為2小時~3小時，其具體步驟為:
(1)選擇采用純度為98%、粒度為40目~80目的鐵粉，其重量百分比占磨具總重量的30%"80% ；
(2)選擇采用純度為99%、粒度60目~100目的剛玉粉，其重量百分比占磨具總重量的20%"70% ；
(3)將鐵粉和剛玉粉放入攪拌器中采用機械攪拌方法充分混合，攪拌10-30分鐘；
(4)選擇GCrl5軸承鋼球,球徑為3mm~5mm；
(5)將磨球和第3步混合的備料按重量比30:1飛O:1采用機械攪拌方法混合，攪拌10~30分鐘；
(6)將第5步混合好的物料放入球磨機，裝填系數為0.4~0.5 ;
(7)球磨滾筒抽真空；
(8)開動球磨機，時間約2小時小時，磁性磨料球磨成形。
[0006]本發明的有益效果如下:實現了磁性磨粒的高能球磨制備。利用本發明所述方法制備的磁性磨粒對工件進行加工，其表面粗糙度Ra值可達到0.2 μ m左右。本發明制備過程簡單、制備成本低、制備周期短、磨粒能達到次微米級，而且節能、對環境污染很小，有利于進行大規模工業化生產。
【具體實施方式】
[0007]實施方式I
一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，包括以下步驟，
(1)選擇采用純度為98%、粒度為40目的鐵粉，其重量百分比占磨具總重量的50%；
(2)選擇采用純度為99%、粒度70目的剛玉粉，其重量百分比占磨具總重量的50%；
(3)將鐵粉和剛玉粉放入攪拌器中采用機械攪拌方法充分混合，攪拌15分鐘；
(4)選擇GCrl5軸承鋼球，球徑為4_；
(5)將磨球和第3步混合的備料按重量比30:1采用機械攪拌方法混合，攪拌15分鐘；
(6)將第5步混合好的物料放入球磨機，裝填系數為0.4 ；
(7)球磨滾筒抽真空；
(8)開動球磨機，時間約2.5小時，磁性磨料球磨成形。
[0008]制備的磁性磨粒具有良好的表面形貌和理想的粒度，并且得到不錯的加工效果，加工后工件表面的光滑度 和光澤度都有明顯的提高。
[0009]實施方式2
一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，包括以下步驟， (1)選擇采用純度為98%、粒度為50目的鐵粉，其重量百分比占磨具總重量的60%；
(2)選擇采用純度為99%、粒度80目的剛玉粉，其重量百分比占磨具總重量的40%;
(3)將鐵粉和剛玉粉放入攪拌器中采用機械攪拌方法充分混合，攪拌20分鐘；
(4)選擇GCrl5軸承鋼球，球徑為5mm；
(5)將磨球和第3步混合的備料按重量比40:1采用機械攪拌方法混合，攪拌15分鐘；
(6)將第5步混合好的物料放入球磨機，裝填系數為0.5 ；
(7)球磨滾筒抽真空；
(8)開動球磨機，時間約2.5小時，磁性磨料球磨成形。
[0010]制備的磁性磨粒具有良好的表面形貌和理想的粒度，并且得到不錯的加工效果，加工后工件表面的光滑度和光澤度都有明顯的提高。
[0011]實施方式3
一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，包括以下步驟，
(1)選擇采用純度為98%、粒度為60目的鐵粉，其重量百分比占磨具總重量的80%；
(2)選擇采用純度為99%、粒度90目的剛玉粉，其重量百分比占磨具總重量的20%;
(3)將鐵粉和剛玉粉放入攪拌器中采用機械攪拌方法充分混合，攪拌20分鐘；
(4)選擇GCrl5軸承鋼球，球徑為4_；
(5)將磨球和第3步混合的備料按重量比50:1采用機械攪拌方法混合，攪拌20分鐘；
(6)將第5步混合好的物料放入球磨機，裝填系數為0.5 ；
(7)球磨滾筒抽真空；
(8)開動球磨機，時間約2.5小時，磁性磨料球磨成形。
[0012]制備的磁性磨粒具有良好的表面形貌和理想的粒度，并且得到不錯的加工效果，加工后工件表面的光滑度和光澤度都有明顯的提高。
[0013]實施方式4
一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，包括以下步驟，
(1)選擇采用純度為98%、粒度為70目的鐵粉，其重量百分比占磨具總重量的50%；
(2)選擇采用純度為99%、粒度100目的剛玉粉，其重量百分比占磨具總重量的50%；
(3)將鐵粉和剛玉粉放入攪拌器中采用機械攪拌方法充分混合，攪拌30分鐘；
(4)選擇GCrl5軸承鋼球，球徑為5mm；
(5)將磨球和第3步混合的備料按重量比40:1采用機械攪拌方法混合，攪拌20分鐘；
(6)將第5步混合好的物料放入球磨機，裝填系數為0.5 ；
(7)球磨滾筒抽真空；
(8)開動球磨機，時間約3小時，磁性磨料球磨成形。
[0014]制備的磁性磨粒具有良好的表面形貌和理想的粒度，并且得到不錯的加工效果，加工后工件表面的光滑度和光澤度都有明顯的提高。
[0015]實施方式5
一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，包括以下步驟，
(1)選擇采用純度為98%、粒度為80目的鐵粉，其重量百分比占磨具總重量的30%；
(2)選擇采用純度為99%、粒度100目的剛玉粉，其重量百分比占磨具總重量的70%；
(3)將鐵粉和剛玉粉放入攪拌器中采用機械攪拌方法充分混合，攪拌20分鐘； (4)選擇GCrl5軸承鋼球，球徑為3mm；
(5)將磨球和第3步混合的備料按重量比40:1采用機械攪拌方法混合，攪拌20分鐘；
(6)將第5步混合好的物料放入球磨機，裝填系數為0.4 ；
(7)球磨滾筒抽真空；
(8)開動球磨機，時間約3小時，磁性磨料球磨成形。
[0016] 制備的磁性磨粒具有良好的表面形貌和理想的粒度，并且得到不錯的加工效果，加工后工件表面的光滑度和光澤度都有明顯的提高。
【權利要求】
1.本發明一種磁性磨粒的高能球磨制備方法，其特征在于首先按照磁性微粒30%~80%、粒度40#~80#，非磁性磨粒20%~70%，粒度60#~100#用攪拌器充分混合；然后加入球磨機用鋼球，球徑為3mm~5mm ;將混料和磨球充分混合,重量比為30:1~50:1 ;最后混合好的備料放入球磨機中，裝填系數為0.4~0.5 ;球磨機抽真空后，開始工作制備磁性磨料，球磨時間大約為2小時~3小時，其具體步驟為: (1)選擇采用純度為98%、粒度為40目~80目的鐵粉，其重量百分比占磨具總重量的30%"80% ； (2)選擇采用純度為99%、粒度60目~100目的剛玉粉，其重量百分比占磨具總重量的20%"70% ； (3)將鐵粉和剛玉粉放入攪拌器中采用機械攪拌方法充分混合，攪拌10-30分鐘； (4)選擇GCrl5軸承鋼球,球徑為3mm~5mm； (5)將磨球和第3步混合的備料按重量比30:1飛O:1采用機械攪拌方法混合，攪拌10~30分鐘； (6)將第5步混合好的物料放入球磨機，裝填系數為0.4~0.5 ; (7)球磨滾筒抽真空； (8)開動球磨機，時間約2小時小時，磁性磨料球磨成形；0.5，球磨時筒內抽成真空，球磨時間為2小時~3小時`制備磁性磨粒。
【文檔編號】B02C17/10GK103769278SQ201410008069
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】李文輝, 楊勝強, 陳紅玲, 李秀紅, 王曉峰 申請人:太原理工大學