一種氧化鋁造粒粉的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種氧化鋁造粒粉的制備方法，屬于屬于陶瓷【技術領域】。該方法采用優選特制的氧化鋁粉為主要原料，采用獨特球磨工藝控制泥漿粒度級配；采用復合添加劑通過表面改性造粒粉達到濕法噴霧的顆粒狀造粒粉在使用過程中能到達類似干磨造粒粉(微粉)的效果。制備的氧化鋁造粒粉適合目前市場上各廠家熱壓鑄成型設備，燒制的產品精度高、不變形、拋光效果好。
【專利說明】一種氧化錯造粒粉的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種氧化鋁造粒粉及其制備方法，屬于陶瓷【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 氧化鋁陶瓷機械強度高、硬度大、耐腐蝕，且原料來源廣、價格便宜廣泛用于在填 料、研磨介質、耐磨內襯、耐腐蝕涂層等領域。
[0003] 氧化鋁造粒粉是隨著氧化鋁陶瓷行業的發展而延伸出的一個產業，其市場需求量 非常巨大。除用于氧化鋁陶瓷外，還適用于高檔密封件、電子行業、紡織行業、軍工行業、磨 料行業等。其中用于快速干壓成型的氧化鋁造粒粉市場需求量在50000噸/年左右。而生 產廠家比較零散，產量小，行業標準不統一。
[0004] 目前用于快速干壓成型的氧化鋁造粒粉主要采用離心或壓力式噴霧干燥工藝制 得。這樣制得的氧化鋁造粒粉在使用過程中存在以下問題：離心造粒塔制備的實心顆粒太 細，用于快速干壓成型，易產生開裂、分層現象，同時回收料太多導致造粒粉合格率太低；而 采用壓力式干燥塔制備的造粒粉，會有一定空心顆粒存在，導致所生產的氧化鋁制品在后 期拋光過程中會出現針孔。
[0005] 適合20次/min快速干壓成型設備的造粒粉不同于普通的造粒粉，其造粒粉必須 為球形、實心顆粒、容重大，顆粒級配合適，以便在快速成型過程中由于造粒粉流動性好、堆 積密度大，間隙空氣少而順利成型，方便后期精細加工、拋光成品率。
【發明內容】
[0006] 本發明克服了現有技術的不足，提供了一種快速干壓氧化鋁造粒粉及其制備方 法。
[0007] 本發明主要特點是采用特殊的原料和配方體系為依托，采用恒溫球磨工藝提高球 磨效率和控制粒度級配；采用離心-噴霧相結合的干燥設備達到控制造粒粉形貌和顆粒級 配目的。制備的氧化鋁造粒粉適合目前市場上20次/min快速干壓成型設備，燒制的產品 易于拋光等加工工藝。
[0008] 本發明的技術方案如下：
[0009] -種氧化鋁造粒粉的制備方法，其特征是，
[0010] (1)原料及重量份
[0011] 主料：氧化鋁粉80-92份，高嶺土 3-15份；
[0012] 復合燒結助劑：氧化鎂0. 5-5份，碳酸|丐0. 5-5份，娃微粉0. 5-5份；
[0013] (2)將氧化鋁粉、高嶺土、硅微粉和復合燒結助劑分別稱量后一起放入間歇式球磨 機中恒溫球磨，細度合格后過180目篩，電磁除鐵后得到陶瓷泥漿；
[0014] (3)將步驟（2)陶瓷泥漿采用隔膜泵打入中轉缸中攪拌半小時后，添加1-5%復合 添加劑，進行強力攪拌；
[0015] (4)將步驟（3)得到的陶瓷泥漿采用離心-壓力結合的噴霧造粒塔干燥成陶瓷造 粒粉，過40目篩去除塔壁上結塊形成的較大團聚顆粒；
[0016] (5)將步驟（4)得到的陶瓷造粒粉通過料倉均化后，造粒粉在混料器中混0. 3-1%。 脫模劑，包裝得到一種快速干壓氧化鋁造粒粉。
[0017] 上述步驟（5)主要將造粒粉裝入料倉和加入微量脫模劑。進料倉的目的是進行批 量造粒粉均化和陳腐；混微量的脫模劑目的是較少摩擦提高合金模具使用次數。
[0018] 優選的，所述氧化鋁粉的制備方法是：將水分為2-3%氫氧化鋁和工業氧化鋁粉 在高溫回轉窯中1380-1400°C燒制而成；
[0019] 所述水分為2-3%氫氧化鋁和工業氧化鋁粉的重量比為1 :3。
[0020] 上述氧化鋁粉具有較大的活性，球磨后檢測原徑粒徑分布集中，D90 = 5μπι左右， 鋁粉無礦化劑殘留。采用的AL-Si-Mg-Ca四元配方體系，采用純固相燒結，保證了產品的強 度和韌性，方便后期拋光加工使用。
[0021] 優選的，所述步驟（2)中，采用間歇式球磨機球磨時，采用氧化鋁球石作為研磨介 質，料：球：水=1 :2 -3 :1 ;球磨機外形尺寸3000*4500mm，轉速13r/min，球磨時間25-35 小時，漿料細度D90 < 7 μ m，漿料水分控制在35-55%。
[0022] 所述球磨工藝為：在前期加入60-70°C熱水直接進球磨機，在球磨兩個小時后，配 方料和水形成泥漿后打開球磨機蓋通入熱蒸汽二次加熱至70-80°C，直至球磨結束。在高溫 狀態下泥漿流動性最好、物料容易球磨，提高球磨效率非常明顯。
[0023] 優選的，所述步驟（3)中所述復合添加劑為水溶聚乙烯醇：分散劑：淀粉=3 :1 : 1〇
[0024] 優選的，所述步驟（3)中所述的強力攪拌的轉速為60轉/min。
[0025] 陶瓷泥漿在中轉缸中進行強力攪拌（達到60轉/min)半小時后加入復合添加劑 (水溶聚乙烯醇：分散劑：淀粉=3 :1 :1)，在中轉缸中直接加入分散劑和聚乙烯醇避免了 在球磨機球磨和高溫導致分散劑、聚乙烯醇和淀粉失效。快速的攪動形成循環漩渦達到了 混合均勻、防止泥漿沉淀和消泡的目的，不在需要添加甘油、乳化蠟等添加劑。
[0026] 優選的，所述步驟（4)中所述的離心-壓力結合的噴霧造粒塔為：將離心式噴霧 塔的筒體加高，在筒體下方1/3處安裝壓力式噴槍，噴塔配備兩套獨立的供漿系統；所述離 心-壓力結合的噴霧造粒塔的工藝條件為：噴槍壓力為2-3MPa，采用孔徑1.8_噴片；離心 轉速2000轉/min ;噴塔上口溫度控制在350-380°C，下口溫度控制在80-KKTC，粉料水分 控制在0.5-5%。
[0027] 采用改造過的噴霧造粒塔收集的造粒粉中心粒徑在140目左右，漿料在筒體內干 燥的過程經過攪拌的熱風充分去除水分并混合，其中離心顆粒為較細的實心顆粒，配以微 量的壓力粗顆粒，只需要過40目篩去除粘壁結塊，篩下料全部為合格造粒粉。通過調節壓 力噴槍或者離心霧化盤供漿量，調整造粒粉形貌、實心度和顆粒級配，從根本上解決了單獨 離心或者壓力式噴塔造粒所產生成型、產品后期拋光問題。
[0028] 本發明步驟（5)主要將造粒粉裝入料倉和加入微量脫模劑。進料倉的目的是進行 批量造粒粉均化和陳腐；混微量的脫模劑目的是較少摩擦提高合金模具使用次數。
[0029] 優選的，所述脫模劑為硬質酸鎂和硬脂酸鈣混合物。
[0030] 優選的，所述硬質酸鎂和硬脂酸鈣的重量比為1 :2。
[0031] 本發明與現有的技術相比，具有以下顯著的特點：
[0032] (1)本發明以混合的原料在無礦化劑的情況下在回轉窯中燒成得到無殘留礦化 齊U、高活性氧化鋁粉為主要原料，采用四元配方體系和固相燒結工藝，產品具有較高強度和 韌性，在后期拋光等深加工階段不易崩邊、成品率高、耐磨和密封性能更好。
[0033] (2)本發明采用獨創的恒溫球磨工藝是在前期加入熱水直接進球磨機，在球磨兩 個小時后，配方料和水形成泥漿打開球磨機蓋后通入熱蒸汽二次加熱，直至最后放漿球磨 機內漿料保持持續高溫，在高溫狀態下泥漿流動性最好、物料容易球磨，提高球磨效率非常 明顯。
[0034] (3)本發明在中轉缸中添加各種復合添加劑，通過強力攪拌達到混合均勻、防止泥 漿沉淀和消泡的目的，避免了各種添加劑在球磨機中球磨后失效，最終可以較少或不加某 些添加劑達到明顯的效果。
[0035] (4)本發明采用獨創性思路進行壓力和離心式噴霧干燥塔的結合改造，從而通過 多種參數調控造粒粉外觀形貌和造粒粉性能，從根本上解決了單獨離心或者壓力式噴塔造 粒所產生成型、產品后期拋光問題。不需要去除200目以下的粉料提高粉料合格率，球形、 無粘連的顆粒形貌決定其具有較好流動性，適用快速干壓成型，后期拋光不會出現針孔缺 陷。
[0036] (5)本發明生產的氧化鋁造粒粉具有成品率高，顆粒形貌好，適用快速干壓成型等 特點；燒制的產品收縮易控制，后期加工不發黑、不崩邊、成品率高等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037] 圖1本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0038] 實施例對本發明僅作進一步說明，但不僅限于此，本領域的技術人員在不付出創 造性勞動的前提下獲得其他實施例，均屬于本發明保護的范圍。
[0039] 氧化鋁粉是通過在水分為2-3%氫氧化鋁和工業氧化鋁粉以1:3比例混合在高溫 回轉窯中1380-1400°C燒制而成。其氧化鋁粉具有較大的活性，球磨后檢測原徑粒徑分布集 中，D90 = 5ym左右，鋁粉無礦化劑殘留。其他原料的化學成分見上表1。采用優質的堿金 屬含量少的優質原料。
[0040] 表1其他原料的化學組成及重量份
[0041]
【權利要求】
1. 一種氧化鋁造粒粉的制備方法，其特征是， (1) 原料及重量份 主料：氧化鋁粉80-92份，高嶺土 3-15份； 復合燒結助劑：氧化鎂〇. 5-5份，碳酸興0. 5-5份，娃微粉0. 5-5份； (2) 將氧化鋁粉、高嶺土、硅微粉和復合燒結助劑分別稱量后一起放入間歇式球磨機中 恒溫球磨，細度合格后過180目篩，電磁除鐵后得到陶瓷泥漿； (3) 將步驟（2)陶瓷泥漿采用隔膜泵打入中轉缸中攪拌半小時后，添加1-5%復合添加 齊U，進行強力攪拌； (4) 將步驟（3)得到的陶瓷泥漿采用離心-壓力結合的噴霧造粒塔干燥成陶瓷造粒粉， 過40目篩去除塔壁上結塊形成的較大團聚顆粒； (5) 將步驟（4)得到的陶瓷造粒粉通過料倉均化后，造粒粉在混料器中混0. 3-1%。脫模 齊?，包裝得到一種快速干壓氧化鋁造粒粉。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是， 所述氧化鋁粉的制備方法是：將水分為2-3%氫氧化鋁和工業氧化鋁粉在高溫回轉窯 中1380-1400°C燒制而成； 所述水分為2-3%氫氧化鋁和工業氧化鋁粉的重量比為1 :3。
3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，所述步驟（2)中，采用間歇式球 磨機球磨時，采用氧化鋁球石作為研磨介質，料：球：水=1 :2 - 3 :1 ;球磨機外形尺寸 3000*4500mm，轉速13r/min，球磨時間25-35小時，漿料細度D90 < 7 μ m，漿料水分控制在 35-55%。
4. 根據權利要求3所述的制備方法，其特征是，所述球磨工藝為：在前期加入60-70°C 熱水直接進球磨機，在球磨兩個小時后，配方料和水形成泥漿后打開球磨機蓋通入熱蒸汽 二次加熱至70-80°C，直至球磨結束。
5. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，所述步驟（3)中所述復合添加劑為水溶 聚乙烯醇：分散劑：淀粉=3 :1 :1。
6. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，所述步驟（3)中所述的強力攪拌的轉速 為 60 轉 /min。
7. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，所述步驟（4)中所述的離心-壓力結 合的噴霧造粒塔為：將離心式噴霧塔的筒體加高，在筒體下方1/3處安裝壓力式噴槍，噴塔 配備兩套獨立的供漿系統；所述離心-壓力結合的噴霧造粒塔的工藝條件為：噴槍壓力為 2-3MPa，采用孔徑1. 8mm噴片；離心轉速2000轉/min ;噴塔上口溫度控制在350-380°C，下 口溫度控制在80-KKTC，粉料水分控制在0. 5-5%。
8. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，所述脫模劑為硬質酸鎂和硬脂酸鈣混 合物。
9. 根據權利要求8所述的制備方法，其特征是，所述硬質酸鎂和硬脂酸鈣的重量比為 1 :2。
【文檔編號】C04B35/10GK104150883SQ201410308502
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】趙友誼, 曾華生, 王 琦, 王晉槐, 宋友杰, 馬曉兵, 劉菲菲 申請人:金剛新材料股份有限公司