[發明專利]納米晶燒結剛玉磨粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201710731412.6
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107522474B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 龐京濤
• 申請（專利權）人: 青島雨榮研磨材料有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/624;C04B35/636;C04B35/63;C09K3/14
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種金屬磨削用納米晶燒結剛玉磨粒及制備方法，其原料組成重量百分比為：勃姆石(γ?AlOOH)含量為91.5～97.0wt％；SiO₂ 0.1～0.5wt％；MnO、Fe₂O₃、MgO、Cr₂O₃中的一種或者幾種的組合，含量為1.4～4.5wt％；稀土氧化物Eu₂O₃，La₂O₃，Y₂O₃中的一種或幾種的組合，含量為1.5～3.5wt％；按照原料組成重量百分比加入各種原料混合均勻，再按照1:4的固液比加入1～2mol/L硝酸進行溶解形成溶膠，然后加入固液總重量0.5％的引晶劑和固液總重量0.3％的增塑劑，攪拌均勻靜置形成凝膠后在烘箱中干燥6小時，然后通過成型工藝做成規整的形狀將成型后產品在燒結爐中800℃進行初燒6?8小時后，在1300～1400的回轉爐中快速燒結3～8分鐘，最終形成α?Al₂O₃致密均勻的微晶結構。本發明具有很高的密度和硬度。能夠解決常規磨粒在金屬磨削過程中效率低、易燒傷等問題。

技術領域

本發明涉及一種納米晶燒結剛玉磨粒，用于金屬磨削領域，尤其涉及的是高精度磨削用納米晶燒結剛玉磨粒及其制備方法。

背景技術

1981年美國3M公司工業磨料部推出了一種牌號為Cubitron的陶瓷剛玉磨料。其韌性是普通剛玉的2倍以上。磨削性能優于大多數普通磨料。八十年代中期，諾頓公司開發出了一種SG(商標名)磨料，它也是一種陶瓷剛玉磨料，性能與Cubitron磨料相似，其實，這兩種磨料都是采用一種俗稱為溶膠-凝膠(Sol-gel,簡稱SG)工藝的化學陶瓷工藝制造的。其工藝過程是：配制勃姆石(γ-AlOOH)的水溶膠體，經凝膠化后。干燥固化，再破碎成顆粒，最后燒結成磨料。

另外，由于燒結剛玉磨料顆粒是由大量亞微米級的A1₂O₃晶體燒結而成，在磨削時能不斷破裂并暴露出新的切削，因此其自銳性特別好。其磨削性能明顯優于普通剛玉，主要表現為耐磨、自銳性好、磨除率高、磨削比大等優點。主要用于難磨削材料的高效磨削。它通過一種溶膠凝膠工藝使生產出的每顆磨粒中含有成千上萬個微小結晶。每顆陶瓷磨粒的微觀結構，使它能自銳，持續地露出新的、鋒利的切削刃。因而微米級燒結剛玉磨料非常致密、粗糙、堅固、鋒利。它磨削時產生一個與刀具后角相似的鋒利的切削刃，因此其切削溫度較低，它比普通氧化鋁對難磨削材料的燒傷或金相損害更少，并且可在低負荷下長時間保持鋒利，總停機時間較少，壽命更長。因而該磨料的砂帶和砂盤能在難磨削材料，如航空和航天合金以及鍛鋼上進行快速切削。這種獨特的能力提高了產量，降低了勞動成本。

由于上述磨料的晶粒尺寸僅到微米級，磨粒的自銳性還有改善的空間，并且凝膠干燥后破碎過程中有20％以上的細粉損耗，會造成粉塵污染及浪費。因此，現有技術存在不足，需要改進。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供一種納米晶燒結剛玉磨粒及其制備方法，將晶粒的尺寸降低至納米級，改善磨料的硬度和自銳性。并且增加成型工藝直接將凝膠成型至需要的形狀，避免破碎過程中的浪費和污染。

本發明采用如下技術方案：

一種納米晶燒結剛玉磨粒，其特點在于，原料組成的重量百分比為：

勃姆石(γ-AlOOH) 含量91.5～97.0wt％；

SiO₂ 含量0.1～0.5wt％；

MnO、Fe₂O₃、MgO、Cr₂O₃中的一種或者幾種的組合， 含量1.4～4.5wt％；