[發明專利]一種陶瓷磨粒壓印法成形的方法

有效

• 申請號: 202110325977.0
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113045296B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 秦桂文
• 申請（專利權）人: 福清藍金新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/624;B01J2/20
• 代理公司: 北京立成智業專利代理事務所(普通合伙) 11310
• 代理人: 呂秀麗

本發明涉及溶膠凝膠法氧化鋁陶瓷磨粒的技術領域，尤其涉及一種陶瓷磨粒壓印法成形的方法，其包括以下步驟：S1采用包含有α氧化鋁的前軀體處理至所需厚度后，通過壓印的方式壓出可形成所需形狀的壓痕；S2在壓痕處裂開得到所需形狀的陶瓷磨粒。本發明的陶瓷磨粒壓印法成形的方法，由于將前軀體的凝膠物處理至所需厚度后，壓印法壓出壓痕，并通過壓痕的斷裂形式得到所需大小的陶瓷磨粒，相對于現有技術而言，其可以降低損耗，提高得率，且制備工藝簡單，易于實現產業化。

技術領域

本發明涉及溶膠凝膠法氧化鋁陶瓷磨粒的技術領域，尤其涉及一種陶瓷磨粒壓印法成形的方法。

背景技術

溶膠凝膠法陶瓷磨粒，多采用晶種材料加入凝膠中或干燥前的凝膠初級物中，以促使水合氧化鋁轉化成α-氧化鋁；其通過對帶α-氧化鋁介質的凝膠初級物或凝膠進行濕態振動研磨來完成，或是直接加入非常細的粉末狀的晶種研磨顆粒來完成。其中，晶種的引入，可以明顯降低水合氧化鋁轉化成α-氧化鋁的轉變溫度，形成的晶粒形狀與引晶材料相同。

目前還記載有其它材料，例如Fe₂O₃作為促進水合氧化鋁轉化成α-氧化鋁的晶種，3M公司使用Fe₂O₃作為晶核劑，但是這樣的晶種材料與Fe₂O₃應當是同結構的，并且應當具有相似的晶格參數才能很好的發揮作用。

除了引入晶種這種方式，3M公司提出的專利采用稀土氧化物材料作為改性劑，稀土氧化物材料包括氧化釔和至少一種稀土金屬氧化物（如鑭、鐠、釹、釤、鉺等），還包括至少一種選自氧化鎂、氧化鈦、氧化鉻、氧化錳、氧化鐵、氧化鈷、氧化鋅、氧化鎳等，氧化鑭、氧化釔、氧化釹等與氧化鋁在高溫下形成石榴石相，形成了不同于α-氧化鋁相的第二相，提高了磨粒在低功率應用場合的自銳性，磨料的性能得到了前所未有的提升。

上述方法干燥后得到的凝膠體大于磨粒所需的尺寸。為制成所需尺寸的磨粒，就必須把上述干燥后的凝膠體中較大顆粒的破碎并篩分，然而這個工藝造成非常多的浪費。由于破碎過程中產生的磨粒粒度在很大范圍內隨機分布的，這些隨機磨粒粒度不是都可以使用的，而且破碎過程中會產生相當數量的細粉，無法正常完成燒結使用，這就使得相當數量的磨粒不得不拋棄或再循環生產，造成了很大的浪費，或只能用在價值較低的場合。

美國諾頓公司在1990年專利CN1046926A中提出將該磨料做成α-氧化鋁基多晶磨料絲，具體方法是磨料由制備水合氧化鋁可溶凝膠，把這些凝膠擠絲或甩絲，并把這些絲干燥，焙燒到不高于1500度溫度制成。這種方法確實改變了原來磨料無法控制粒度分布的問題，也大大減少了破碎細粉的浪費。但這種方法制造的磨料為長絲狀，只能在有限的領域內，比方說陶瓷砂輪用于齒輪成型磨削上使用，其它絕大多數的領域無法使用，故而有很大的局限性。

美國3M公司在1993年專利5201916中介紹使用PP（聚丙烯）以及其它一些熱塑性材料做成連續的多個塑料腔體來制造成形磨料，具體方法為：提供具有多個腔體的模具，用磨料分散體填充所述多個腔體，所述磨料分散體包含在液體中的可轉化為α-氧化鋁的顆粒，所述液體包含揮發性組分，液體干燥后，通過一定的振動使干燥體與模具脫離，形成三角形、四邊形或六邊形，再通過低溫煅燒以及高溫燒結得到最終的產品。其得到的三角形磨料在磨削過程中表現出非常好的效率以及壽命，而且客戶根據市場的需求隨意生產需要的粒度不形成積壓庫存，磨料不需要破碎，沒有能耗，也不存在細粉的問題。這種工藝的問題在于使用的模具為塑料件，磨損會比較快，需要不斷更換，這樣會增加很大成本，其次，制造這種塑料模具通常需要先做一個很大的金屬母模來實現，塑料模具的腔體很小，甚至小于1~2MM，數量又非常巨大，母模的結構與塑料模具完全相反，大小相近，這樣的母模價格會非常昂貴，這樣會大大提高這種磨料生產的綜合成本。

還有其他的報道中還提到了有關制造成形磨料采用絲網印刷工藝以及激光切割工藝，大多因為成本比較高，難以付諸于實踐而沒有在市場上廣泛推廣。

發明內容

（一）要解決的技術問題