[发明专利]一种片状结构陶瓷刚玉磨料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种片状结构陶瓷刚玉磨料，以Al₂(SO₄)₃·18H₂O或Al(NO₃)₃·9H₂O为原料，外加添加剂2～5wt％。添加剂的原料组分摩尔百分比含量为：金属氟化物20％～50％，稀土金属硝酸盐0％～65％，Si(OC₂H₅)₄或Ti(OC₄H₉)₄ 0％～80％；所述金属氟化物为Na₃AlF₆、AlF₃、CaF₂或ZnF₂中的一种或多种，稀土金属硝酸盐为La(NO₃)₃·6H₂O或Y(NO₃)₃·6H₂O。先将Al₂(SO₄)₃·18H₂O或Al(NO₃)₃·9H₂O溶解于水中，配成铝离子浓度为0.3～0.5mol/L的溶液；控制pH为9～10，得到Al(OH)₃湿凝胶；外加添加剂后经湿法球磨，于80℃干燥制得干凝胶，然后破碎、筛分得到前驱体颗粒；再于1300℃～1400℃煅烧，制得片状结构陶瓷刚玉磨料。本发明提供的片状结构陶瓷刚玉磨料内部晶粒的长径比2～7，晶粒厚度为50nm～150nm。

技术领域

本发明是关于磨削加工磨料的，尤其涉及一种片状结构的陶瓷刚玉磨料及其制备方法。

背景技术

刚玉具有熔点高、硬度高、强度高及耐磨性好等性能，在磨料磨具行业具有非常广泛的应用。随着现代科学技术水平的提高，尤其是现代加工技术的提高，对加工精度、加工质量和加工效率提出了更高的要求，这同时也对磨料磨具提出了更高要求。

传统刚玉磨料采用电熔法制备，晶粒尺寸大，性能越来越难以满足需求。新型陶瓷刚玉磨料采用溶胶-凝胶法制备前驱体，再经高温煅烧的工艺制备。其晶粒尺寸通常在亚微米级，每个磨粒由无数的小晶粒构成。相对于传统的电熔刚玉磨料，新型陶瓷刚玉磨料在自锐性、韧性、磨削效率、加工精度及使用寿命方面都有显著提升，适合现代磨削加工要求。

不同材料的磨削对于磨料性能具有不同的要求，磨料的结构控制着磨料的性能。片状结构晶粒可以提高磨料的韧性，因此制备片状结构新型陶瓷刚玉磨料可以满足对磨料韧性有较高要求的材料的磨削加工需求。

发明内容

本发明的目的，是为满足对磨料韧性有较高要求的材料的磨削加工需求，提供一种片状结构新型陶瓷刚玉磨料及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种片状结构陶瓷刚玉磨料，以Al₂(SO₄)₃·18H₂O或Al(NO₃)₃·9H₂O为原料，外加添加剂的质量百分比含量为2％～5％；

所述添加剂的原料组分摩尔百分比含量为：金属氟化物20％～50％，稀土金属硝酸盐0％～65％，Si(OC₂H₅)₄或Ti(OC₄H₉)₄0％～80％；