技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐磨氧化鋁瓷球的制備方法。

背景技術(shù)：

球磨機廣泛用于冶金、礦產(chǎn)、電力、建材、化工等領(lǐng)域，是一種使用極為廣泛的粉碎設備。研磨介質(zhì)是球磨機粉碎物料的關(guān)鍵，它的形狀一般為球體或圓柱體，依靠研磨介質(zhì)在球磨機內(nèi)的滾動、撞擊、擠壓、摩擦等各種復雜的運動，將物料粉碎。研磨介質(zhì)的質(zhì)量，不僅直接影響到生產(chǎn)效率的高低，而且還會影響到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。研磨介質(zhì)一般按密度進行分類，可分為：低密度磨介( 如普通陶瓷球，燧石質(zhì)硅石和鵝卵石等)，比重約為2.3 ～ 2.6 ；中密度磨介( 如高鋁質(zhì)磨介)，比重約為2.6 ～ 3.2 ；高密度磨介( 如剛玉，鋯質(zhì)磨介等)，比重一般大于3.2。近年來隨著陶瓷工業(yè)的迅速發(fā)展，一方面，高品位的天然研磨介質(zhì)材料( 鵝卵石和燧石) 資源正日益枯竭，另一方面，天然石材在質(zhì)量上已無法滿足日益發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)品的要求。而人造研磨介質(zhì)具有機械強度高、硬度高、密度大、高溫性能好、對物料無污染或污染很小、耐酸堿腐蝕能力強、耐磨性能優(yōu)異等優(yōu)點，人造研磨介質(zhì)正逐漸替代天然研磨材料。目前我國市場銷售的陶瓷研磨介質(zhì)主要包括氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅等系列品種。其中氧化鋁和氧化鋯使用的最為廣泛。氧化鋁瓷球由于具有合適的硬度、適中的密度、耐磨、耐腐蝕、價格低，因此被廣泛應用于白色水泥、礦物、陶瓷、電子材料、磁性材料以及涂料、油漆、化妝品、食品、制藥等行業(yè)原材料的研磨和加工，是一種優(yōu)質(zhì)的研磨介質(zhì)。然而目前氧化鋁陶瓷球主要存在：耐磨性能較差，強度不足等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點：提供一種強度高的耐磨氧化鋁瓷球的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：一種耐磨氧化鋁瓷球的制備方法，包括以下步驟：

1） 首先將氧化鋁粉球磨至平均粒徑為1.5-1.8微米，得到氧化鋁微粉；然后將PrNd合金破碎球磨至平均粒徑為0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再將高嶺土、白云石混合球磨至平均粒徑為0.6-0.8微米得到雙組份微粉；

2）將步驟1）所制得的氧化鋁微粉、PrNd合金微粉和雙組份微粉混合均勻后放入成球機中滾制成粒徑為40-50mm的瓷球，再將瓷球放入密閉容器中抽真空，然后通入二氧化碳與水蒸氣的混合氣體維持容器內(nèi)氣壓與外部大氣壓相等進行熏蒸5-8小時；

3） 將步驟2）所熏蒸后的瓷球置于燒結(jié)窯中，以每小時40-45℃的升溫速率升溫至1340-1400℃，保溫12-15小時，冷卻后即得耐磨氧化鋁瓷球。

作為優(yōu)化，步驟2）中，按重量份計，各組分的比例為：氧化鋁微粉 1000-1200份；PrNd合金微粉 2-6份；雙組份微粉 100-120份；所述雙組份微粉中高嶺土與白云石的重量比例為1︰1。

作為優(yōu)化，所述PrNd合金中的Pr的質(zhì)量百分比含量為26-28%。

作為優(yōu)化，所述二氧化碳與水蒸氣的混合氣體中二氧化碳與水蒸氣的體積比為1︰6-8。

作為進一步優(yōu)化，所述二氧化碳與水蒸氣的混合氣體中二氧化碳與水蒸氣的體積比為1︰7。

本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明通過將各功能組分根據(jù)其性能采用合理的粒徑配比混合造粒，以搭建良好的空間混合結(jié)構(gòu)，再結(jié)合二氧化碳與水蒸氣的混合氣體的熏蒸處理，以及PrNd合金微粉在燒結(jié)時對氧化鋁瓷球晶粒的細化作用，能有效細化氧化鋁瓷球的晶粒，使氧化鋁瓷球同時具備高耐磨性與抗壓強度。

具體實施方式

下面用具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，但本發(fā)明不僅局限于以下具體實施例。

實施例一

一種耐磨氧化鋁瓷球的制備方法，包括以下步驟：

1） 首先將氧化鋁粉球磨至平均粒徑為1.5-1.8微米，得到氧化鋁微粉；然后將PrNd合金破碎球磨至平均粒徑為0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再將高嶺土、白云石混合球磨至平均粒徑為0.6-0.8微米得到雙組份微粉；

2）將步驟1）所制得的氧化鋁微粉、PrNd合金微粉和雙組份微粉混合均勻后放入成球機中滾制成粒徑為40-50mm的瓷球，再將瓷球放入密閉容器中抽真空，然后通入二氧化碳與水蒸氣的混合氣體維持容器內(nèi)氣壓與外部大氣壓相等進行熏蒸5小時；其中，上述各組分的重量為：氧化鋁微粉 1000g；PrNd合金微粉 5g；雙組份微粉 110g；所述雙組份微粉中高嶺土與白云石的重量比例為1︰1；

3） 將步驟2）所熏蒸后的瓷球置于燒結(jié)窯中，以每小時40℃的升溫速率升溫至1360℃，保溫13小時，冷卻后即得耐磨氧化鋁瓷球。

所述PrNd合金中的Pr的質(zhì)量百分比含量為26%。

所述二氧化碳與水蒸氣的混合氣體中二氧化碳與水蒸氣的體積比為1︰6。

測得本實施例耐磨氧化鋁瓷球的磨耗為0.012%，抗壓強度為2200MPa。

實施例二

一種耐磨氧化鋁瓷球的制備方法，包括以下步驟：

1） 首先將氧化鋁粉球磨至平均粒徑為1.5-1.8微米，得到氧化鋁微粉；然后將PrNd合金破碎球磨至平均粒徑為0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再將高嶺土、白云石混合球磨至平均粒徑為0.6-0.8微米得到雙組份微粉；

2）將步驟1）所制得的氧化鋁微粉、PrNd合金微粉和雙組份微粉混合均勻后放入成球機中滾制成粒徑為40-50mm的瓷球，再將瓷球放入密閉容器中抽真空，然后通入二氧化碳與水蒸氣的混合氣體維持容器內(nèi)氣壓與外部大氣壓相等進行熏蒸5小時；其中，上述各組分的重量為：氧化鋁微粉 1000g；PrNd合金微粉 2g；雙組份微粉 100g；所述雙組份微粉中高嶺土與白云石的重量比例為1︰1；

3） 將步驟2）所熏蒸后的瓷球置于燒結(jié)窯中，以每小時40℃的升溫速率升溫至1400℃，保溫15小時，冷卻后即得耐磨氧化鋁瓷球。

所述PrNd合金中的Pr的質(zhì)量百分比含量為28%。

所述二氧化碳與水蒸氣的混合氣體中二氧化碳與水蒸氣的體積比為1︰7。

測得本實施例耐磨氧化鋁瓷球的磨耗為0.010%，抗壓強度為2350MPa。

實施例三

一種耐磨氧化鋁瓷球的制備方法，包括以下步驟：

1） 首先將氧化鋁粉球磨至平均粒徑為1.5-1.8微米，得到氧化鋁微粉；然后將PrNd合金破碎球磨至平均粒徑為0.3-0.5微米，得到PrNd合金微粉；再將高嶺土、白云石混合球磨至平均粒徑為0.6-0.8微米得到雙組份微粉；

2）將步驟1）所制得的氧化鋁微粉、PrNd合金微粉和雙組份微粉混合均勻后放入成球機中滾制成粒徑為40-50mm的瓷球，再將瓷球放入密閉容器中抽真空，然后通入二氧化碳與水蒸氣的混合氣體維持容器內(nèi)氣壓與外部大氣壓相等進行熏蒸5小時；其中，上述各組分的重量為：氧化鋁微粉 1200g；PrNd合金微粉 6g；雙組份微粉 120g；所述雙組份微粉中高嶺土與白云石的重量比例為1︰1；

3） 將步驟2）所熏蒸后的瓷球置于燒結(jié)窯中，以每小時45℃的升溫速率升溫至1340℃，保溫15小時，冷卻后即得耐磨氧化鋁瓷球。

所述PrNd合金中的Pr的質(zhì)量百分比含量為26-28%。

所述二氧化碳與水蒸氣的混合氣體中二氧化碳與水蒸氣的體積比為1︰8。

測得本實施例耐磨氧化鋁瓷球的磨耗為0.013%，抗壓強度為2270MPa。

以上僅是本發(fā)明的特征實施范例，對本發(fā)明保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用同等交換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。