專利名稱：一種微晶耐磨陶瓷球的制法的制作方法
技術領域：
本發明屬于研磨介質技術領域，具體涉及一種高鋁質或鋯英石質的陶瓷球及其制法。
背景技術：
陶瓷球因其具有高強度、高硬度、耐磨、耐腐蝕的特性，現作為研磨介質被廣泛應用于陶瓷、電子、建材、新材料等領域。現有技術的陶瓷球通常采用等靜壓成型的方式制成，例如《材料導報》2000年10月第14卷專輯 賈光耀、張偉儒等《低成本氧化鋯研磨球的研制》公開了一種研磨介質的制法，采用濕法球磨及噴霧造粒制備超細粉體，然后在0.1～0.16GPa壓力下采用冷等靜壓成型，最后經過高溫燒成制備氧化鋯研磨球，其公開的內容引用于此。
現有技術中的滾球成型方法，一般是將超細粉體原料泥漿擠出切斷造粒，然后滾動成型，其存在的缺點是1)該方法需要的設備多，一次性投入大；2)該方法操作復雜，且由于制得的種球粒徑均一性不佳，導致滾動時間越長，陶瓷球的粒徑差別越大，從而使本方法只適用于小粒徑陶瓷球的制備，特別適用于小于8mm陶瓷球。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的問題，提供了一種微晶耐磨陶瓷球的制法，包括滾動成球工序，采用過篩制種球，然后滾動成球后經過烘干、燒成、磨光等工序制成用于研磨介質的陶瓷球；本發明的另一個目的是，采用本發明的方法，制備了兩種密度大、硬度高，耐磨性好的高鋁質和鋯英石質的陶瓷球。
本發明具體采用如下的技術方案實現一種微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，本質上采用滾動成球的方法制備粒徑為0.5-50mm的微晶耐磨陶瓷球。
所述的微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，包括如下步驟1)配料；2)裝磨，將原料球磨至粒度為0.5-2μm；3)出磨，噴霧造粒，制得超細粉體；
4)滾動成球；5)烘干；6)燒成；7)拋光，制得所述的微晶耐磨陶瓷球。
所述的滾動成球工序包括如下步驟1)種球的制備將100重量份的超細粉體放入成球機，加入10～15重量份的水，攪拌混合均勻，過篩，制得粒徑為0.1～0.3mm的種球；2)球的滾制向滾動成球機中加入種球，滾動成型時，按照超細粉體與水重量比1∶1向滾動成球機內連續加料；加料的速度一般與陶瓷球的粒徑呈正比，即隨著陶瓷球粒徑的增大，加料、加水量要適量增加。
3)拋光當陶瓷球滾動到規定尺寸后，加水自然磨光1～2h。
所述的燒成工序按照下列燒成曲線進行常溫～300℃50℃/h300～1200℃70～80℃/h1200℃保溫1～2小時1200～1450℃ 80～90℃/h1450℃保溫2～3小時自然降溫至300℃，出窯。
所述的配料工序是將下述重量份數的原料粉末混合均勻氧化鋁粉 85～95份高嶺土 1～10份碳酸氫鈣 1份滑石粉 1～3份粘合劑 0.05～0.1份。
所述的粘合劑是名稱為PVA-99的商品。
按照上述配料工藝制得的微晶耐磨陶瓷球，由以下重量百分比的組分組成
Al2O392-99％SiO20.1-6％MgO0.8-1.8％CaO0.1-0.2％。
上述組分的微晶耐磨陶瓷球理化性質為密度≥3.6g/cm3；晶粒大小為1.0-1.5μm；磨耗≤0.1g/Kg.h；莫氏硬度≥9；吸水率≤0.02％。
所述的配料工序是將下述重量份數的原料粉末混合均勻氧化鋯粉 90～98份氧化釔粉 1～10份粘合劑0.05～0.1份。
所述的粘合劑是名稱為PVA-99的商品。
按照上述配料工藝制得的微晶耐磨陶瓷球由以下重量百分比的組分組成CrO294-96％YO23-5％Al2O30.3-1％。
上述組分微晶耐磨陶瓷球理化性質為密度≥6g/cm3；晶粒大小為0.3-0.5μm；磨耗≤0.01g/Kg.h；H硬度≥1250；壓碎強度≥15KN。
本發明所具有的有益效果在于1)與現有技術的成型方法相比，本發明的工藝簡單，需要的設備少、一次性投資少，產量大且容易擴產；2)本發明的方法適用范圍大，能夠用于粒徑為0.5～50mm的陶瓷球的生產；3)本發明制得的陶瓷球密度大，耐磨，且化學性質穩定；具體實施方式
實施例11)配料氧化鋁粉85Kg，高嶺土1Kg，碳酸氫鈣1Kg滑石粉1Kg，粘合劑(PVA-99)0.05Kg；
2)按照現有技術，用濕法球磨的方法將原料球磨至粒度為1μm，出磨，噴霧造粒，制得超細粉體；3)按照下列步驟滾動成球a.種球的制備將100Kg的超細粉體放入成球機，加入10Kg的水，攪拌混合均勻，過篩，制得粒徑為0.1mm的種球；b.球的滾制向滾動成球機中加入種球，滾動成型時，按照超細粉體與水重量比1∶1向滾動成球機內連續加料；滾動過程中不斷檢測成球的直徑，滾動8～10h，就制得直徑為0.5mm的陶瓷球；加水自然磨光1～2h。
5)烘干在自然條件下將磨光的陶瓷球風干；6)燒成工序，按照下列燒成曲線進行窯爐內50℃/h的速度從常溫升至300℃，然后以80℃/h升溫至1200℃，保溫1小時；然后以90℃/h升溫至1450℃，保溫2小時后，自然降溫至300℃，出窯。
7)拋光，制得所述的微晶耐磨陶瓷球。
按照上述方法，制得的陶瓷球，由以下重量百分比的組分組成Al2O392-99％SiO20.1-6％MgO 0.8-1.8％CaO 0.1-0.2％。
其理化性質為密度≥3.6g/cm3；晶粒大小為1.0-1.5μm；磨耗≤0.1g/Kg.h；莫氏硬度≥9；吸水率≤0.02％。
實施例21)配料氧化鋯粉90Kg，氧化釔粉1Kg，粘合劑(PVA-99)0.05Kg，將上述重量的原料混合均勻備用；2)按照現有技術，用濕法球磨的方法將原料球磨至粒度為0.5μm，出磨，噴霧造粒，制得超細粉體；3)按照下列步驟滾動成球a.種球的制備將100Kg的超細粉體放入成球機，加入15Kg的水，攪拌混合均勻，過篩，制得粒徑為0.3mm的種球；b.球的滾制向滾動成球機中加入種球，滾動成型時，按照超細粉體與水重量比1∶1向滾動成球機內連續加料；滾動過程中不斷檢測成球的直徑，滾動30～35h，制得直徑為50mm的陶瓷球；加水自然磨光1～2h。
5)烘干在自然條件下風干；
6)燒成工序，按照下列燒成曲線進行窯爐內50℃/h的速度從常溫升至300℃，然后以80℃/h升溫至1200℃，保溫1小時；然后以90℃/h升溫至1450℃，保溫2小時后，自然降溫至300℃，出窯。
7)拋光，制得所述的微晶耐磨陶瓷球。
按照上述方法，制得的陶瓷球，由以下重量百分比的組分組成CrO294-96％YO23-5％Al2O30.3-1％。
上述的微晶耐磨陶瓷球理化性質為密度≥6g/cm3；晶粒大小為0.3-0.5μm；磨耗≤0.01g/Kg.h；H硬度≥1250；壓碎強度≥15KN。
實施例3-8配料工序按照表1、2進行，其他同實施例1。
表1 實施例3-5配料表
表2 實施例6-8配料表
本發明上述的實施例是對本發明的說明而不能限制本發明，在與本發明權利要求書相當的含義和范圍內的任何改變和組合，都應認為是在權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，本質上采用滾動成球的方法制備粒徑為0.5-50mm的微晶耐磨陶瓷球。
2.根據權利要求1所述的微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，包括如下步驟1)配料；2)裝磨，將原料球磨至粒度為0.5-2μm；3)出磨，噴霧造粒，制得超細粉體；4)滾動成球；5)烘干；6)燒成；7)拋光，制得所述的微晶耐磨陶瓷球。
3.根據權利要求2所述的微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，滾動成球工序包括如下步驟1)種球的制備將100重量份的超細粉體放入成球機，加入10～15重量份的水，攪拌混合均勻，過篩，制得粒徑為0.1～0.3mm的種球；2)球的滾制向滾動成球機中加入種球，滾動成型時，按照超細粉體與水重量比1∶1向滾動成球機內連續加料；3)拋光當陶瓷球滾動到規定尺寸后，加水自然磨光1～2h。
4.根據權利要求3所述的微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是滾動時間為8～35h。
5.根據權利要求2所述的微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，配料工序是將下述重量份數的原料粉末混合均勻氧化鋁粉 85～95份高嶺土1～10份碳酸氫鈣 1份滑石粉1～3份粘合劑0.05～0.1份。
6.根據權利要求2所述的微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，配料工序是將下述重量份數的原料粉末混合均勻氧化鋯粉 90～98份氧化釔粉 1～10份粘合劑 0.05～0.1份。
7.根據權利要求2所述的微晶耐磨陶瓷球的制法，其特征是，燒成工序按照以下燒成曲線進行常溫～300℃ 50℃/h300～1200℃ 70～80℃/h1200℃保溫1～2小時1200～1450℃80～90℃/h1450℃保溫2～3小時自然降溫至300℃，出窯。
8.按照權利要求5的制法制備的微晶耐磨陶瓷球，其特征是a.所述的微晶耐磨陶瓷球由以下重量百分比的組分組成Al2O392-99％SiO20.1-6％MgO 0.8-1.8％CaO 0.1-0.2％b.所述的微晶耐磨陶瓷球理化性質為密度≥3.6g/cm3；晶粒大小為1.0-1.5μm；磨耗≤0.1g/Kg.h；莫氏硬度≥9；吸水率≤0.02％。
9.按照權利要求6的制法制備的微晶耐磨陶瓷球，其特征是a.所述的微晶耐磨陶瓷球由以下重量百分比的組分組成CrO294-96％YO23-5％Al2O30.3-1％。b.所述的微晶耐磨陶瓷球理化性質為密度≥6g/cm3；晶粒大小為0.3-0.5μm；磨耗≤0.01g/Kg.h；H硬度≥1250；壓碎強度≥15KN。
全文摘要
一種微晶耐磨陶瓷球的制法，屬于研磨介質技術領域，其特征是，采用濕法球磨、噴霧造粒先制備超細粉體原料，然后采用滾動成型，最后經過烘干、燒成、拋光制得粒徑為0.5－50mm的微晶耐磨陶瓷球。本發明的方法具有使用設備少、投資小、產量大、擴產容易等優點，同時，本發明制得的陶瓷球密度大、耐磨、性質穩定。
文檔編號C04B35/48GK101037337SQ200710014580
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月27日 優先權日2007年4月27日
發明者張合軍 申請人:淄博啟明星新材料有限公司