專利名稱：低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，屬于研磨材料技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景高性能氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品以其優(yōu)越的強(qiáng)度、韌性、耐磨性、耐高溫、耐腐蝕等物理性 能已經(jīng)受到更多領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，逐漸成為一些特殊領(lǐng)域的主要零件。而氧化鋯陶瓷耐磨球 也正在被人們認(rèn)可，但是共沉淀法(化學(xué)法的一種)生產(chǎn)的釔穩(wěn)定氧化鋯生產(chǎn)的工程陶瓷磨 介成本太高，原料成本為12-15萬元/噸， 一直是限制氧化鋯陶瓷磨介發(fā)展的首要問題。單純 工業(yè)法在氧化鋯中加氧化釔制作的陶瓷磨介質(zhì)量相對(duì)較差，密度、強(qiáng)度、耐磨性與化學(xué)法產(chǎn) 品差距較大。于是提出了低成本氧化鋯粉體替代化學(xué)法氧化鋯粉體的新課題。有試驗(yàn)單純的 利用單斜相二氧化鋯粉為原料加入一定量的穩(wěn)定劑制備性能穩(wěn)定的高耐磨氧化鋯研磨球，其 硬度及致密度較高，耐磨度基本達(dá)到使用要求，成本也較采用沉淀法生產(chǎn)的研磨球大幅度降 低。但是，使用此方法生產(chǎn)研磨球，只是簡(jiǎn)單的利用物理方法將穩(wěn)定劑氧化釔分散到單斜相 氧化鋯粉料中，必然會(huì)造成穩(wěn)定劑分散不均，燒成產(chǎn)品密度低、氣孔率高、抗折強(qiáng)度低、耐 磨性差等，物理、化學(xué)性能均不太好，其硬度、密度、耐磨性等性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化學(xué)法的 數(shù)據(jù)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，不僅成本低，而且性能好。木發(fā)明所述的低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，經(jīng)配料、成型和燒成后制得，其配料 重量百分組成為氧化釔1—10%、化學(xué)法釔穩(wěn)定氧化鋯粉5—25%、高活性a—氧化鋁粉0.5—10%和余 量的工業(yè)法單斜氧化鋯粉。各原料均為市售產(chǎn)品，可直接購買，純度為工業(yè)純即可。 控制的適宜工藝條件為配料經(jīng)濕法磨細(xì)至D50《1.5um，經(jīng)過噴霧造粒后成型。 成型方法采用冷等靜壓成型方法。
燒成溫度為1450—1550'C 。 具體的工藝過程控制如下(1) 預(yù)處理。首先將工業(yè)法二氧化鋯粉體以去離子水為介質(zhì)濕法磨細(xì)，控制粒度在D50 《1.5iiin，烘干，粉碎，密封保存。(2) 配料。分別將已磨細(xì)的(D50《1.5um)的工業(yè)氧化鋯、氧化釔、化學(xué)法氧化鋯、 高活性a —氧化鋁按照一定比例裝入球磨機(jī)中，加入去離子水。(3) 球磨、混勻。濕法球磨充分混勻，出磨粒度D50《1.5nm。(4) 干燥。采用噴霧干燥機(jī)干燥造粒，造粒顆粒粒徑100—200um，水份重量百分比控(5) 采用冷等靜壓方法成型，成型壓力控制為120—180Mpa。(6) 在1450—1550'C的高溫下燒成。其它工藝控制為行業(yè)常規(guī)常識(shí)技術(shù)，不再詳細(xì)贅述。本發(fā)明采用了工業(yè)法、化學(xué)法結(jié)合的方法，在工業(yè)法制備的氧化鋯中添加了化學(xué)法的釔 穩(wěn)定氧化鋯，制得的產(chǎn)品不但具有更加接近化學(xué)法釔穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的優(yōu)異物理、化學(xué)性能， 而且與之相比，價(jià)格低廉，原料成本只有5-6萬元/噸，不足原來的一半，生產(chǎn)成本大大降低， 對(duì)促進(jìn)氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品在更多領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用起著重要作用。經(jīng)過檢測(cè)，產(chǎn)品密度達(dá)到理論密度的98%以上，氣孔率得到有效降低；抗折強(qiáng)度達(dá)到 600MPa以上；耐磨性降低到每小時(shí)0.05%以下，硬度和斷裂韌性也基本接近理論值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)木發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1本發(fā)明所述的低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，經(jīng)配料、成型和燒成后制得，其配料重量百分組成為氧化釔1%、化學(xué)法釔穩(wěn)定氧化鋯粉10%、高活性a—氧化鋁粉5%和余量的工業(yè)法單 斜氧化鋯粉。具體工藝步驟如下-(1) 預(yù)處理。首先將工業(yè)法二氧化鋯粉體以去離子水為介質(zhì)濕法磨細(xì)，控制粒度在 D50=1.32um，烘干，粉碎，密封保存。(2) 配料。分別將已磨細(xì)的(D50=1.32nm)的工業(yè)氧化鋯、氧化釔、化學(xué)法氧化鋯、 高活性a—氧化鋁按照一定比例裝入球磨機(jī)中，加入去離子水，料水比為6:4。 (3) 球磨、混勻。濕法球磨充分混勻，出磨粒度D50-1.20nm。(4) 千燥。采用噴霧干燥機(jī)干燥造粒，造粒顆粒粒徑100^200Pm，水份重量百分比控 制《1.5%。(5) 采用冷等靜壓方法成型，成型壓力控制為150Mpa。(6) 在1480'C的高溫下燒成。經(jīng)過檢測(cè)，產(chǎn)品密度達(dá)到理論密度的93%;抗折強(qiáng)度達(dá)到520MPa;耐磨性達(dá)到每小時(shí) 0.3%。實(shí)施例2本發(fā)明所述的低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，經(jīng)配料、成型和燒成后制得，其配料 重量百分組成為氧化釔8%、化學(xué)法釔穩(wěn)定氧化鋯粉25%、高活性a —氧化鋁粉10 %和余量的工業(yè)法單 斜氧化鋯粉。具體工藝步驟如下(1) 預(yù)處理。首先將工業(yè)法二氧化鋯粉體以去離子水為介質(zhì)濕法磨細(xì)，控制粒度在1.32 ym，烘干，粉碎，密封保存。(2) 配料。分別將已磨細(xì)的(D50=1.32nm)的工業(yè)氧化鋯、氧化釔、化學(xué)法氧化鋯、 高活性a—氧化鋁按照一定比例裝入球磨機(jī)中，加入去離子水，料水比為6:4。(3) 球磨、混勻。濕法球磨充分混勻，出磨粒度D50-1.22ixm。(4) 干燥。采用噴霧干燥機(jī)干燥造粒，造粒顆粒粒徑100—200um，水份重量百分比控(5) 采用冷等靜壓方法成型，成型壓力控制為150Mpa。(6) 在1500。C的高溫下燒成。經(jīng)過檢測(cè)，產(chǎn)品密度達(dá)到理論密度的95%;抗折強(qiáng)度達(dá)到580MPa;耐磨性降低到每小 時(shí)0.10%。 實(shí)施例3本發(fā)明所述的低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，經(jīng)配料、成型和燒成后制得，其配料 重量百分組成為氧化釔5%、化學(xué)法釔穩(wěn)定氧化鋯粉15%、高活性a—氧化鋁粉10。/。和余量的工業(yè)法單 斜氧化鋯粉。 具體工藝步驟如下(1) 預(yù)處理。首先將工業(yè)法二氧化鋯粉體以去離子水為介質(zhì)濕法磨細(xì)，控制粒度在1.32 li m，烘干，粉碎，密封保存。(2) 配料。分別將已磨細(xì)的(D50=1.32um)的工業(yè)氧化鋯、氧化釔、化學(xué)法氧化鋯、 高活性a—氧化鋁按照一定比例裝入球磨機(jī)中，加入去離子水，料水比為6:4。(3) 球磨、混勻。濕法球磨充分混勻，出磨粒度D50-1. 10um。(4) 干燥。采用噴霧干燥機(jī)干燥造粒，造粒顆粒粒徑100—200nm，水份重量百分比控 制《1.5%。(5) 采用冷等靜壓方法成型，成型壓力控制為150Mpa。(6) 在1520。C的高溫下燒成。經(jīng)過檢測(cè)，產(chǎn)品密度達(dá)到理論密度的98%;抗折強(qiáng)度達(dá)到610MPa;耐磨性降低到每小 時(shí)0.05%。
權(quán)利要求
1、一種低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，經(jīng)配料、成型和燒成后制得，其特征在于其配料重量百分組成為氧化釔1-10％、化學(xué)法釔穩(wěn)定氧化鋯粉5-25％、高活性α-氧化鋁粉0.5-10％和余量的工業(yè)法單斜氧化鋯粉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，其特征在于配料經(jīng)濕法磨 細(xì)至D50《1.5um，經(jīng)過噴霧造粒后成型。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，其特征在于成型方法采用 冷等靜壓成型方法。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，其特征在于燒成溫度為1450 —1550°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低成本氧化鋯陶瓷磨介的制作方法，屬于研磨材料技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)配料、成型和燒成后制得，其特征在于其配料重量百分組成為氧化釔1-10％、化學(xué)法釔穩(wěn)定氧化鋯粉5-25％、高活性α-氧化鋁粉0.5-10％和余量的工業(yè)法單斜氧化鋯粉。不僅成本低，而且性能好。
文檔編號(hào)C04B35/64GK101209926SQ200710116340
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月22日
發(fā)明者吳伶俐, 昂 張, 羅傳志, 勇 胡 申請(qǐng)人:淄博華創(chuàng)精細(xì)陶瓷有限公司