[發明專利]一種氮化物改性氧化鋁磨料及其生產工藝

有效

• 申請號: 201710624212.0
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107474796B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 王勝國;牛耀武;郭志邦;祿清
• 申請（專利權）人: 鄭州威源新材料有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種氮化物改性氧化鋁磨料及其生產工藝，其包括氧化鋁90～99%，氮化物0.5～2%，改性氧化物0～9.5%，工藝步驟：S1、原料混合：將氧化鋁粉、氮化物和改性氧化物混合；S2、熔化：將混合物加入電弧爐中高溫熔化；S3、冷卻：熔化后倒入接包桶中，以常規冷卻，或快速冷卻；S4、破碎和篩分：將冷卻凝固后的材料破碎篩分成磨料顆粒。本發明有益效果：直接在剛玉冶煉時加入氮化物，大大降低能耗；生產成本低；磨削性能較棕剛玉和白剛玉有明顯提高，適合用作切割片、磨片、百葉片、砂紙和陶瓷結合劑砂輪。

技術領域

本發明屬于磨料領域，具體為一種氮化物改性氧化鋁磨料及其生產工藝。

背景技術

從1891年發明人造磨料以來，電熔剛玉的品種主要是棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉、鉻剛玉和鋯剛玉，它們于20世紀紛紛得到了產業化應用，然而自20世紀80年代以后，很少有新的電熔剛玉發明。目前中國電熔剛玉的產能雖然超過世界需求2倍以上，但是95%以上都是生產技術落后的棕剛玉和白剛玉，因此急需新產品進行升級轉型。

氮化物或者氮氧化物改性的氧化鋁磨料在做耐火材料時，鋼鐵材料對它的浸潤性很差，就是說氮化物或者氮氧化物改性的氧化鋁在高溫磨削過程中會不粘鋼鐵屑，可以提高磨削性能。

美國專利US5023212描述了一種新型電熔剛玉，主要由氧化鋁、碳氧化鋁和氮氧化鋁多相材料組成，其中，氧化鋁材料形成剛玉基體，微晶相的碳氧化鋁、氮氧化鋁和碳氮氧化鋁均勻地分散在其中，碳含量在0.05-5%之間，氮含量在0.05-5%之間。該材料的生產通過加碳和在氧化鋁熔體中噴入氮氣而得，該生產工藝的主要缺點是因要噴入氮氣而導致耗能大，如其專利實施例所述，每噸磨料能耗約1萬度電，而普通棕剛玉和白剛玉的噸能耗約2000-26000度電。同時，該磨料只有在高壓力下才可以體現出較好的磨削性能，壓力較低時和普通棕剛玉差別不大，所以用途極為有限。

US2005/0284029A1描述了一種氮氧化物改性的氧化鋁和氧化鋯磨料，該鋯剛玉磨料包含50%以上的氧化鋁-氧化鋯共晶結構，包含0.3-3%的氮，75%以上的氧化鋯晶體是立方相。但如該專利實施例所述，該磨料的氮是由他們自己通過金屬鋁粉的氮化合成而來的，合成工藝復雜，投資成本高，同時該磨料的主要成分是鋯剛玉，成本很高，只適合高壓力的重負荷砂輪，對于樹脂固結磨具切割片和磨片，涂附磨具百葉片和砂紙應用不適合，也不能做陶瓷結合劑砂輪。

上述問題在目前的現有技術中還沒有出現有效的解決辦法。

發明內容

本發明的目的是提供一種氮化物改性氧化鋁磨料及其生產工藝，通過加入0.5-2%的氮化物降低電熔剛玉磨料在磨削過程中對金屬切屑的粘附性來改善電熔剛玉磨料的磨削性能，本發明以氮化物如氮化鋁或氮化硅直接作為原材料，取代傳統工藝噴入氮氣氮化的方法，從而使能耗大大降低，同時通過控制磨料中加入其它組分使其適合做切割片、磨片、百葉片、砂紙或陶瓷結合劑砂輪等不同的磨具。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下：

一種氮化物改性氧化鋁磨料，其包括如下重量百分含量的原料：氧化鋁90～99%，氮化物0.5～2%，改性氧化物1～9.5%。

其中，所述氮化物為氮化鋁或氮化硅。

其中，所述改性氧化物為二氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、稀土氧化物、氧化鍶、氧化鋇、氧化鐵、氧化錳或氧化鈷等中的一種或兩種以上任意比例的組合物。

一種氮化物改性氧化鋁磨料的生產工藝，其工藝步驟如下：

S1、原料混合：將原料按如下重量百分含量混合：氧化鋁粉90～99%、氮化物0.5～2%、改性氧化物1～9.5%；

S2、熔化：將混合物加入電弧爐中高溫熔化；

S3、冷卻：熔化后倒入接包桶或其它冷卻設備中，以常規冷卻，或快速冷卻；