[发明专利]一种陶瓷研磨体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种陶瓷研磨体，由以下重量分数的原料制成：氧化铝75‑90份，硅微粉0‑10份，高岭土3‑10份，轻钙1‑3份，滑石0.6‑3份，分散剂0.2‑1份，粘土1‑3份。本发明还提供了上述陶瓷研磨体的制备方法，包括一次球磨、二次球磨、喷雾造粒、等静压干法成型、烧结。本发明能够提高陶瓷球的强度和韧性，降低陶瓷研磨体的磨耗。

【技术领域】

本发明涉及无机非金属材料领域，尤其涉及一种陶瓷研磨体及其制备方法。

【背景技术】

氧化铝陶瓷球因其具有密度适中、硬度大、耐腐蚀以及不易引入杂质等特点，被广泛用于特种水泥、陶瓷、矿物、电子材料、磁性材料、光学材料以及涂料、油漆等行业原料的加工和研磨，是一种性能优良的研磨介质。目前，氧化铝陶瓷球的制备方法主要有挤压法、团粒法、干法等静压、湿袋法等静压、液压硬模成型等方法，并在很大程度上决定了氧化铝陶瓷球的密度、磨损率、成品率等品质。然而，由于氧化铝粉体较细，流动性较差，成型比较困难，形成的陶瓷球也特别容易破损、成品率很低，因此在制备氧化铝陶瓷球的制备工艺中，都需要添加一定的粘结剂，使其具有可塑性，提高成型率。

由于PVA(Polyvinyl alcohol，聚乙烯醇)可以使颗粒之间形成范德华力、毛细管力、机械纠缠力、氢键作用等等，在常温下起到均匀分散和提高粘结力的作用，而且会形成化学交联或物理吸附网络，提高坯体的强度，在高温时会发生分解和氧化，形成小分子或结构片段逸出体系，是目前的氧化铝陶瓷球制备工艺中最常使用的粘结剂。然而，由于PVA可能会使颗粒之间的距离加大，含有不易压碎的残余颗粒聚集体，并会使颗粒具有一定的弹性，撤去压力后，形状的微弱弹性恢复会将气体引入颗粒，因此容易造成球坯缺陷多、表面粗糙、气孔率高、球体密度低、尺寸分布宽等问题，进而使得生产的陶瓷球强度低、韧性差、磨损高，因此，人们不得不开发新的生产工艺，以提高陶瓷球的整体品质，如：

CN101037337A公开了一种微晶耐磨陶瓷球的制法，采用滚动成型，经过烘干、烧成、抛光制得粒径为0.5-50mm的微晶耐磨陶瓷球，采用氧化铝粉、高岭土、碳酸氢钙、滑石粉、粘合剂(PVA-99)，得到的陶瓷球密度≥3.6g/cm³，磨耗≤0.1g/Kg·h，莫氏硬度≥9，吸水率≤0.02％；采用氧化锆粉、氧化钇粉、粘合剂(PVA-99)，得到的陶瓷球密度≥6g/cm³，磨耗≤0.01g/Kg·h，H硬度≥1250，压碎强度≥15KN；

CN103171024A公开了一种耐磨氧化铝瓷球等静压成型工艺及其专用设备，采用陶瓷辊棒废料、氧化铝、高岭土、碳酸钡、白云石、硬脂酸为主要配方，加入0.3～1.5％的PVA加入到浆料中作为粘结剂，经过喷雾造粒、预压成型、湿袋法等静压压制成型、高温烧结，制成的直径50mm瓷球的磨耗平均为0.0046～0.0076％；

CN102491735A公开了一种氧化铝陶瓷球生产方法，以氧化铝、苏州土、白云石、烧滑石、重钙为主要配方，以PVA为粘结剂，经过喷雾干燥、滚制成型、高温煅烧、抛光制得的直径10mm的耐磨氧化铝陶瓷球，磨耗为0.02-0.04g/(kg·h)；

CN102910915A公开了一种陶瓷研磨球滚动成型用复合浆水及制备方法，以两种不同分子量的PVA匹配作为粘结剂，溶剂为水和乙醇的混合溶液，另外加入甘油、聚丙烯酸铵，并可以加入少量氨水控制浆水的pH值，用该复合浆水通过滚动成型方式制得的直径2mm氧化铝陶瓷球，以高岭土、氧化铝、长石、石英粉、滑石、碳酸钙为配方，素坯球球度为0.9，密度为2.1g/cm³，粒径2.5-3.0mm，球重量比为98％，表面粗糙度Ra120，强度为31N。

然而，虽然上述几种方法可以在一定程度上提高陶瓷球的品质，但均存在生产成本高、球形控制难、综合品质不理想等缺陷，不能满足现在工业对研磨陶瓷球的要求。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种陶瓷研磨体，能够提高陶瓷球的强度和韧性，降低陶瓷研磨体的磨耗。