专利名称：稀土复合氧化锆陶瓷健身球及其制备方法
技术领域：
本发明涉及稀土复合氧化锆陶瓷健身球的制备方法，属于结构陶瓷技术领域。
背景技术：
健身球是我国民间的传统健身保健器具之一。通过指掌运动，可以使手指、手掌、 手腕弯曲伸展灵活，促进指、腕、肘等上肢肌肉的运动，有很好的损伤恢复和康复功能，可防止和纠正老年人退行性病变所致的上肢麻木无力、颤抖、握力减退等症状。有利于调节中枢神经的功能，达到镇静怡神、健脑益智的功效，从而增进自身脏腑的生理功能，发挥“动则不衰”的生理效应。而且手部的运动能使脑部的供血更加充足，能有效保健大脑，减缓老年人脑部的老化速度，还能避免老年痴呆症的发生。健身球在锻炼时比较安全，不容易出现损伤。所以健身球是深受广大中老年人喜欢的健身益寿用品。传统的健身球有许多是采用含 Cr量高的不锈钢等金属材料制作而成。金属材料相对的比重大，易被人体汗液等腐蚀产生 Cr6+而不利于健康与环保，且在使用时也相对容易磨损。同时，采用金属材料制作的健身球其品种单调、颜色单一，已远不能满足人们对新颖、时尚的审美需求。发明专利《核桃健身球及其制作方法》(ZL200510012364.幻以天然核桃壳为球壳，浸入食用油与红色印台油构成的混合油上色，在使用过程中因不断磨损而逐渐掉色。实用新型《黑色陶瓷远红外健身球》(ZL88219507. 7)采用提钒尾渣为部分原料制作健身球，因提钒尾渣中含有不同程度的铬，在使用过程中可能被手上的汗液腐蚀而对人体和环境造成损害。发明专利申请《工艺保健粘土球》(公开号CN101376586)采用重量百分比粘土 60-75%、稀土粉15-20%、硅藻土 5-10%、膨润土 4-8%、滑石1-2 %，在该组份中加入适量色粉制成不同颜色的组合物，经 1000-130(TC下保温5-7小时进行高温焙烧的产品是一种硅酸盐陶瓷产品，在使用中易因跌落造成损坏。健身球的直径一般在40 60mm，直径大于20mm的氧化锆陶瓷球，在制备过程中极易出现表面裂纹或开裂的情况，从而严重影响陶瓷球的产品质量及外形美观。同时，对于直径大于20mm的氧化锆陶瓷球在进行镜面抛光时采用的都是单个研磨抛光的方法，其制作效率极低、成本高，从而远远不能满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种直径为30 80mm的稀土复合氧化锆陶瓷健身球，同时提供一种稀土复合氧化锆陶瓷健身球的制备方法以解决大尺寸氧化锆陶瓷球制备过程中易出现裂纹的缺点，优质高效地将陶瓷球表面加工至镜面的方法。本发明所采用技术方案为以稀土钇稳定氧化锆气流粉和稀土氧化物为原料，经配料球磨、喷雾干燥、灼烧、搅拌球磨及造粒、成型、生坯加工、预烧结、烧结或真空烧结、机械加工、抛光处理后制得表面粗糙度Ra < 0. 15 μ m ；整体呈单一白色或金黄色或粉红色。 其中白色稀土复合氧化锆陶瓷健身球由3. 0-18. Owt % Y203>82. 0-97. Owt % &02组成，金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球由 4. 1-5. 4wt% Y203、80. 1-94. 4wt% Zr02、0. 1-1. 9wt%Tb407、0. 1-5. 9wt % Pr6011、0. 01-0. 49wt % La203、0. 01-0. 29wt % Gd203、0. 1-14. 9wt % Ce02组成，粉红色稀土复合氧化锆陶瓷健身球由4. 81-5. 49wt % Y203>92. 01-94. 40wt % ZrO2>0. 11-0. 79wt%Nd203>0. 51-2. 81wt% Er2O3^O. 06-0. 49wt% La2O3^O. 11-0. 29wt% Sc2O3 组成。本技术方案的优选方案是白色稀土复合氧化锆陶瓷健身球优选由4. 0-10. Owt% Y203、90. 0-96. Owt % 组成；金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球优选由4. 1-5. Owt % Y203、85. 0-92. 5wt % Zr02、0. 3-1. 5wt % Tb407、1. 5-5. 5wt % Pr6011、0. 05-0. 40wt % La203、0. 1-0. 20wt% Gd203、l. 0-8. 5wt % Ce02组成；粉红色稀土复合氧化锆陶瓷健身球优选由 5. 0-5. 4wt% Υ203、92· 5-93. 5wt% ZrO2,0. 10-0. 40wt% La2O3>0. 20-0. 70wt% Nd2O3, 0. 6-2. Owt% Er203、0. 15-0. 25wt% Sc2O3 组成。本技术方案的最佳方案是白色稀土复合氧化锆陶瓷健身球最佳由4.5-6.
Y2O3>94. 0-95. 5wt% 组成；金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球最佳由4. 5-5. Owt % Y203、85. 0-90. Owt % Zr02、0. 5-1. 5wt % Tb407U. 5-4. Owt % Pr6011、0. 20-0. 40wt % La203、0. 1-0. 20wt % Gd203,2. 0-4. Owt % Ce02组成；粉红色稀土复合氧化锆陶瓷健身球最佳由 5. 1-5. 4wt % Υ203、92· 5-93. 5wt % ZrO2>0. 1-0. 3wt % La2O3>0. 2-0. 7wt % Nd203、 0. 6-1. 6wt% Er203、0. 10-0. 25wt% Sc2O3 组成。本技术方案的具体工艺路线包括下述步骤步骤1 将钇稳定氧化锆气流粉、稀土氧化物按权利要求1配方配料后按重量比钇稳定氧化锆气流粉及稀土氧化物总量去离子水有机醇类聚合物=1 1 1. 5 0 0. 1的比例置于球磨机中混合均勻并球磨至D5tl = 0. 4 1. 5um ；步骤2 喷雾干燥将步骤1中得到的球磨后混合物进行喷雾干燥，得到200°C时灼减量< 3wt%的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉体颗粒料；步骤3 将步骤2得到的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉体颗粒料分别在电辊道窑经中以升温速度为0. 5 5°C /min、灼烧温度为900 1300°C、保温时间为2 10小时灼烧，得到白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉料；步骤4 将步骤3得到的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉料分别进行搅拌球磨和造粒，搅拌球磨时按重量比将稀土复合氧化锆粉料以粉料去离子水生坯增强剂=1 1 1. 5 0 0. 1投入到搅拌球磨机中球磨，至粉料粒径为D5tl = 0. 4 1. 5um 后，将球磨后的物料进行喷雾造粒；得到颗粒粒径为IOum 150um的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆陶瓷的造粒粉；步骤5 将步骤4得到的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆造粒粉按所需单一颜色置于模具中以50 100T压力进行预压成型得到预压成型坯，然后采用湿式等静压机以150 210MI^压力进行二次成型得到生坯并加工成球形坯体。步骤7 将步骤6制得的球形坯体以0. 5 5°C /min升温至400 900°C并保温 5 15小时按序排放在预烧结炉内进行预烧结，得到预烧结坯体。步骤8 将步骤7得到的预烧结坯体以升温速率为0. 2 2V /min、保温时间2 10小时，烧结温度1450 1600°C的条件在烧结炉内进行烧结，得到烧结坯体；步骤9 将步骤8所述的烧结坯体进行精密机加工，得到稀土复合氧化锆陶瓷健身球精坯体。
步骤10 将步骤9所得到的球体精坯与助磨粉放入研磨设备中进行粗研后分离助磨粉，再转入抛光设备中，然后加入抛光剂进行精抛处理，得到表面粗糙度< RaO. 15um、直径为30 80mm的稀土复合氧化锆陶瓷健身球。本工艺路线的优选方案之一为步骤1中所述钇稳定氧化锆气流粉由 3. 0-18. Owt% Υ203、82· 0-97. Owt% ZrO2组成、粒径为0. 2 1. 5um，稀土氧化物按配方以单一稀土氧化物和/或相应混合稀土氧化物配料。本工艺路线的再一优选方案为步骤4所述生坯增强剂按重量比聚乙烯醇酯季铵盐甲基纤维素油酸=1 0 8 0 4 0 1配制。本工艺路线的再一优选方案为步骤10所述的助磨粉由刚玉砂、碳化硅砂、碳化硼砂或氧化铝粉配制而成，所述的抛光剂由金刚石抛光液、硬脂酸盐、烷基醇酰胺或聚丙烯酸酯配制而成。稀土复合的氧化锆陶瓷材料不同于传统的日用陶瓷材料，其具有很好的断裂韧性和抗摔性能，硬度高，耐磨损、耐腐蚀、长期使用不变色、不生锈。采用稀土复合的氧化锆陶瓷材料制备的健身球与金属材料制备的健身球相比，具有重量适中、极耐磨损，长期使用均光亮如镜，不被人体汗液等腐蚀等优点，且颜色多样，适合不同人群的需求，是真正的健身益寿、健康环保、新颖时尚的健身用品。本发明提供的稀土复合氧化锆陶瓷健身球其制品表面圆滑光亮如镜，色彩光亮艳丽，不变色、不生锈；材料硬度高，日常生活中不被磨损和腐蚀，且重量适中，是一种既新颖时尚又健康环保且十分适合中老年男女活筋健体、养生益寿之用的上佳高档用品。本发明采用稀土复合氧化锆陶瓷材料制备的白色、金黄色、粉红色多种色泽的健身球，色泽均勻一致，如玉般亮丽无比。本发明提供的稀土复合氧化锆陶瓷健身球的制备方法有效解决了大尺寸系列氧化锆陶瓷球制备过程中表面易出现月牙形裂纹或龟裂的现象，制备的健身球其表面粗糙度可达到RaO. 15um以下.本发明生产效率高、制作成本低，对促进稀土复合氧化锆陶瓷的推广与应用起着十分重要的作用。
图1是本发明的工艺路线图。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例150mm金黄色稀土复合氧化锆健身球，参看图1，按下述步骤进行步骤1 取含4. 5wt% Y203>95. 5wt% ZrO2的稀土钇稳定氧化锆气流粉100公斤、稀土氧化物 Tb4O7O. 2kg、Pr6O11 0. 8kg、La2O3O. 1kg、Gd2O3O. 2kg、CeO2 8 公斤、去离子水 120 公斤、有机醇类聚合物(按重量比PVA/CMC = 1，下同)1公斤投放到滚筒球磨机中进行球磨， 得到D5tl = 1. 5um的金黄色稀土复合氧化锆均勻悬浮料液。步骤2 将步骤1中混合制得的悬浮液采用压力式喷雾干燥机进行喷雾干燥，喷雾干燥时塔内的负压为-10 _60Pa，出风口温度为100 150°C，喷雾干燥后的金黄色稀土复合氧化锆颗粒料在200°C的灼减量为2%。步骤3 将步骤2制得的干燥后的颗粒料采用电辊道窑进行灼烧，以0. 5 1°C /min升温至温度为900°C后保温时间10小时，冷却后得到金黄色稀土复合氧化锆粉料。步骤4 按重量比将步骤3制得的粉料以粉料去离子水生坯增强剂(聚乙烯醇酯季铵盐甲基纤维素油酸=1:1:1:1重量比)=1 1 0. 01放入搅拌球磨机中进行搅拌球磨，生坯增强剂为由聚乙烯醇、酯季铵盐、甲基纤维素、油酸组成的胶合物，搅拌球磨后出料的粉料粒径为D5tl = 1. 42um，搅拌球磨后的料液采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，在离心喷雾造粒过程中雾化盘的转速为6500 8000转/分钟，出风口温度为110 180°C，得到颗粒粒径为IOOum 140um，具有很好流动性的金黄色稀土复合氧化锆陶瓷的造粒粉。步骤5 将步骤4中得到的造粒粉置于模具中采用四柱液压机以压力为150T进行一次预压成型，再以压力为180MPa，保压时间为15分钟采用湿式等静压机进行二次成型， 得到圆柱形的生坯。步骤6 将步骤5得到的圆柱形生坯在数控机床上加工成球形状的生坯体。步骤7 将步骤6制得的球形状的生坯体单层、单层排放入抽屉式排胶炉窑内进行以升温速率为0. 5 1°C /min，预烧结温度900°C，保温时间5小时，冷却后得到预烧结坯体。步骤8 将步骤7得到的预烧结坯体以升温速率为0. 5 2V /min，烧结温度为 1450士2°C，烧结时间10小时的条件在烧结炉内进行烧结，得到制品的烧结坯体；步骤9 将步骤8所述的烧结坯体通过高精密万能工具磨床加工至球体圆度达到 0. 02 0. 10mm，表面粗糙度达到Ral. 6um以下的所需尺寸的健身球的精坯体。金刚石砂轮的粒度为60 800目，金刚石的浓度为50% 200%。步骤10 将步骤9所得到的精坯体先放入低速离心式研磨机以转速为15 90转 /min、时长为16小时进行粗抛后再放入高速镜面抛光机中以转速为90 180转/min、时长为72小时进行精抛处理，得到直径为50mm、表面粗糙度值小于RaO. 15um的呈镜面的金黄色
稀土复合氧化锆陶瓷健身球。本实例所生产的金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球的主要尺寸及外观指标如表1 所示。实施例232mm金黄色稀土复合氧化锆健身球，参看图1，按下述步骤进行步骤1 取含5. 9wt% Y2O3>94. Iwt % 稀土钇稳定氧化锆气流粉100公斤、稀土氧化物 Tb4072kg、Pr6O11 6. 5kg、La2O3 0. 5kg、Gd2O3O. 3kg、CeO2 1 公斤、去离子水 111 公斤、 有机醇类聚合物11公斤投放到滚筒球磨机中进行球磨混合，得到D5tl = 0. 5um的均勻悬浮料液。步骤2 将步骤1中混合制得的混合液采用压力式喷雾干燥机进行喷雾干燥，喷雾干燥时塔内的负压为-10 _60Pa，出风口温度为100 150°C，喷雾干燥后的金黄色稀土复合氧化锆颗粒料其200°C的灼减量为1. 7%。步骤3 将步骤2制得的干燥后的颗粒料采用电辊道窑进行灼烧，灼烧温度为 1300°C，升温速度为3 5°C /min，保温时间为2小时，得到金黄色稀土复合氧化锆粉料。步骤4 按重量比将步骤3制得的粉料以粉料去离子水生坯增强剂(聚乙烯醇甲基纤维素油酸=1:1:1重量比)=1 1 0. 1放入搅拌球磨机中进行搅拌球磨，生坯增强剂为由聚乙烯醇、酯季铵盐、甲基纤维素、油酸组成的胶合物，搅拌球磨后出料的粉料粒径为D5tl = 0. 43um，搅拌球磨后的料液采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，在离心喷雾造粒过程中雾化盘的转速为6500 8000转/分钟，出风口温度为110 180°C， 得到颗粒粒径为120um 150um，具有很好流动性的金黄色稀土复合氧化锆陶瓷的造粒粉。步骤5 将步骤4中得到的造粒粉置于模具中采用四柱液压机进行一次预压成型， 预压成型的压力为75T，再采用湿式等静压机进行二次成型，湿式等静压机二次成型时的压力为150MPa，时间为15分钟，得到圆柱形的生坯。步骤6 将步骤5得到的圆柱形的生坯在数控机床上进行生坯的加工，得到球形状的生坯体。步骤7 将步骤6制得的球形状的生坯体放入抽屉式排胶炉窑内进行预烧结，预烧结温度700°C，升温速率为1 2V /min，保温时间10小时，同时，球形生坯在排胶炉内按照规则有序的方式单层、单层排放，得到制品的预烧结坯体。步骤8 将步骤7得到的制品的预烧结坯体以升温速率为1 2V /min，保温时间 5小时，烧结温度为1540°C的条件在烧结炉内进行烧结，得到制品的烧结坯体。步骤9 将步骤8所述的烧结坯体通过高精密万能工具磨床采用组合及金刚石砂轮加工至球体圆度达到0. 02 0. 10mm，表面粗糙度达到Ral. 6um以下所需尺寸的健身球的精坯体。金刚石砂轮的粒度为60 800目，金刚石的浓度为50% 200%。步骤10 将步骤9所得到的精坯体先放入低速离心式研磨机以转速为15 90转 /min、时长为16小时进行粗抛后再放入高速镜面抛光机中以转速为90 180转/min、时长为72小时进行精抛处理，得到直径为32mm、表面粗糙度值小于RaO. 15um的呈镜面的金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球。本实例所生产的金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球的主要尺寸及外观指标如表1 所示。实施例380mm金黄色稀土复合氧化锆健身球，参看图1，按下述步骤进行步骤1 取含4. 6wt% Y203>95. 4wt% ZrO2的稀土钇稳定氧化锆气流粉100公斤、稀土氧化物 Tb4O7O. 9kg、Pr6O11 0. 4kg、La2O3 0. lkg、Gd2O3O. lkg、CeO2 9 公斤、去离子水 120 公斤、有机醇类聚合物1公斤投放到滚筒球磨机中进行球磨，得到D5tl = 1. 5um的均勻悬浮料液。步骤2 将步骤1中混合制得的悬浮液采用压力式喷雾干燥机进行喷雾干燥，喷雾干燥时塔内的负压为-10 _60Pa，出风口温度为100 150°C，喷雾干燥后的金黄色稀土复合氧化锆颗粒料在200°C的灼减量为2% ；步骤3 将步骤2制得的干燥后的颗粒料采用电辊道窑进行灼烧，以0. 5 1°C / min升温至温度为900°C后保温时间10小时，冷却后得到金黄色稀土复合氧化锆粉料。步骤4 按重量比将步骤3制得的粉料以粉料去离子水生坯增强剂(聚乙烯醇酯季铵盐甲基纤维素=1:8: 4重量比)=1:1: 0.01放入搅拌球磨机中进行搅拌球磨，生坯增强剂为由聚乙烯醇、酯季铵盐、甲基纤维素、油酸组成的胶合物，搅拌球磨后出料的粉料粒径为D5tl = 1. 36um，搅拌球磨后的料液采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，在离心喷雾造粒过程中雾化盘的转速为6500 8000转/分钟，出风口温度为110 180°C，得到颗粒粒径为IOOum 140um，具有很好流动性的稀土复合氧化锆陶瓷的造粒粉；步骤5 将步骤4中得到的稀土复合氧化锆陶瓷的造粒粉置于模具中采用四柱液压机以压力为150T进行一次预压成型，再以压力为180MPa，保压时间为15分钟采用湿式等静压机进行二次成型，得到圆柱形的生坯。步骤6 将步骤5得到的圆柱形生坯在数控机床上加工成球形状的生坯体。步骤7 将步骤6制得的球形状的生坯体单层、单层排放入抽屉式排胶炉窑内进行以升温速率为0. 5 1°C /min，预烧结温度900°C，保温时间5小时，冷却后得到预烧结坯体。步骤8 将步骤7得到的预烧结坯体以升温速率为0. 5 2V /min，烧结温度为 1450士2°C，烧结时间10小时的条件在烧结炉内进行烧结，得到制品的烧结坯体；步骤9 将步骤8所述的烧结坯体通过高精密万能工具磨床加工至球体圆度达到 0. 02 0. 10mm，表面粗糙度达到Ral. 6um以下的所需尺寸的健身球的精坯体。金刚石砂轮的粒度为60 800目，金刚石的浓度为50% 200%。步骤10 将步骤9所得到的精坯体先放入低速离心式研磨机以转速为15 90转 /min、时长为16小时进行粗抛后再放入高速镜面抛光机中以转速为90 180转/min、时长为72小时进行精抛处理，得到直径为80mm、表面粗糙度值小于RaO. 15um的呈镜面的金黄色
稀土复合氧化锆陶瓷健身球。本实例所生产的稀土复合氧化锆陶瓷健身球的主要尺寸及外观指标如表1所示。表 权利要求
1.一种稀土复合氧化锆陶瓷健身球，以稀土钇稳定氧化锆气流粉和稀土氧化物为原料，其特征在于直径为30 80mm，表面粗糙度Ra彡0. 15 μ m ；整体呈单一白色或金黄色或粉红色，其中白色稀土复合氧化锆陶瓷健身球由3. 0-18. Owt % Y203、82. 0-97. Owt % ZrO2组成，金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球由4. 1-5. 4wt% Y203、80. 1-94. 4wt% Zr02, 0.1-1. 9wt % Tb407、0. 1-5. 9wt % Pr6011、0. 01-0. 49wt % La203、0. 01-0. 29wt % Gd203、 0. 1-14. 9wt% Ce02组成，粉红色稀土复合氧化锆陶瓷健身球由4. 81-5. 49wt % Y2O3> 92. 01-94. 40wt% ZrO2,0. 11-0. 79wt % Nd203、0. 51-2. 81wt% Er2O3>0. 06-0. 49wt % La2O3, 0. 11-0. 29wt% Sc2O3 组成。
2.根据权利要求1所述稀土复合氧化锆陶瓷健身球，其特征在于白色稀土复合氧化锆陶瓷健身球优选由4. 0-10. Owt% Y203、90. 0-96. Owt% ZrO2组成；金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球优选由 4. 1-5. Owt% Y203、85. 0-92. 5wt% Zr02、0. 3-1. 5wt% Tb407、l. 5-5. 5wt% Pr6011、0. 05-0. 40wt% La203、0. 1-0. 20wt%Gd203U. 0-8. 5wt% Ce02 组成；粉红色稀土复合氧化锆陶瓷健身球优选由 5. 0-5. 4wt% Y203、92. 5-93. 5wt% ZrO2,0. 10-0. 40wt% La2O3, 0. 20-0. 70wt% Nd203、0. 6-2. Owt% Er203、0. 15-0. 25wt% Sc2O3 组成。
3.根据权利要求1所述稀土复合氧化锆陶瓷健身球，其特征在于白色稀土复合氧化锆陶瓷健身球最佳由4. 5-6. Owt% Y2O3>94. 0-95. 5wt% ZrO2组成；金黄色稀土复合氧化锆陶瓷健身球最佳由 4. 5-5. Owt % Y203、85. 0-90. Owt % Zr02、0. 5-1. 5wt% Tb407、l. 5-4. Owt % Pr6011、0. 20-0. 40wt % La203、0. 1-0. 20wt % Gd203、2. 0-4. Owt % Ce02 组成；粉红色稀土复合氧化锆陶瓷健身球最佳由 5. 1-5. 4wt% Y203、92. 5-93. 5wt% ZrO2,0. 1-0. 3wt% La2O3, 0. 2-0. 7wt% Nd203、0. 6-1. 6wt% Er203、0. 10-0. 25wt% Sc2O3 组成。
4.根据权利要求1所述稀土复合氧化锆陶瓷健身球的制备方法，其特征在于包括下述步骤步骤1 将钇稳定氧化锆气流粉、稀土氧化物按权利要求1配方配料后按重量比钇稳定氧化锆气流粉及稀土氧化物总量去离子水有机醇类聚合物=1 1 1. 5 0 0. 1 的比例置于球磨机中混合均勻并球磨至D5tl = 0. 4 1. 5um ；步骤2 喷雾干燥将步骤1中得到的球磨后混合物进行喷雾干燥，得到200°C时灼减量< 3wt%的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉体颗粒料；步骤3 将步骤2得到的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉体颗粒料分别在电辊道窑经中以升温速度为0. 5 5°C /min、灼烧温度为900 1300°C、保温时间为2 10 小时灼烧，得到白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉料；步骤4 将步骤3得到的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆粉料分别进行搅拌球磨和造粒，搅拌球磨时按重量比将稀土复合氧化锆粉料以粉料去离子水生坯增强剂= 1 1 1. 5 0 0. 1投入到搅拌球磨机中球磨，至粉料粒径为D5tl = 0. 4 1. 5um后， 将球磨后的物料进行喷雾造粒；得到颗粒粒径为IOum 150um的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆陶瓷的造粒粉；步骤5 将步骤4得到的白色或金黄色或粉红色稀土复合氧化锆造粒粉按所需颜色置于模具中以50 100T压力进行预压成型得到预压成型坯，然后采用湿式等静压机以 150 210MPa压力进行二次成型得到生坯并加工成球形坯体。步骤7 将步骤6制得的球形坯体以0. 5 5°C /min升温至400 900°C并保温5 15小时按序排放在预烧结炉内进行预烧结，得到预烧结坯体。步骤8 将步骤7得到的预烧结坯体以升温速率为0. 2 2°C /min、保温时间2 10小时，烧结温度1450 1600°C的条件在烧结炉内进行烧结，得到烧结坯体；步骤9 将步骤8所述的烧结坯体进行精密机加工，得到稀土复合氧化锆陶瓷健身球精坯体。步骤10 将步骤9所得到的球体精坯与助磨粉放入研磨设备中进行粗研后分离助磨粉，再转入抛光设备中，然后加入抛光剂进行精抛处理，得到表面粗糙度< RaO. 15um、直径为30 80mm的稀土复合氧化锆陶瓷健身球。
5.根据权利要求4所述稀土复合氧化锆陶瓷健身球的制备方法，其特征在于步骤1中所述钇稳定氧化锆气流粉由3. 0-18. Owt% Υ203、82· 0-97. Owt% ZrO2组成、粒径为0. 2 1. 5um，稀土氧化物按配方以单一稀土氧化物和/或相应混合稀土氧化物配料。
6.根据权利要求4所述稀土复合氧化锆陶瓷健身球的制备方法，其特征在于步骤4 所述生坯增强剂按重量比聚乙烯醇酯季铵盐甲基纤维素油酸=10 80 4 0 1配制。
7.根据权利要求4所述稀土复合氧化锆陶瓷健身球的制备方法，其特征在于步骤10 所述的助磨粉由刚玉砂、碳化硅砂、碳化硼砂或氧化铝粉配制而成，所述的抛光剂由金刚石抛光液、硬脂酸盐、烷基醇酰胺或聚丙烯酸酯配制而成。
全文摘要
本发明提供了一种稀土复合氧化锆陶瓷健身球及其制备方法，属于结构陶瓷技术领域。本发明所采用的技术方案是以稀土钇稳定氧化锆气流粉和稀土氧化物为原料，经配料、球磨、喷雾干燥、灼烧、搅拌球磨及造粒、成型、生坯加工、预烧结、烧结或真空烧结、机械加工、抛光处理后制得的健身球光亮如镜，新颖时尚、健康环保。同时该健身球重量适中，极耐磨损，长期使用不变色、不生锈，是男女中老年人活筋健体、养生益寿之用的高档用品。本发明提供的稀土复合氧化锆陶瓷健身球制备方法能有效克服大直径稀土复合氧化锆陶瓷球生产过程中存在的龟裂现象，生产效率高、制作成本低，对促进稀土复合氧化锆陶瓷的推广与应用起着十分重要的作用。
文档编号C04B35/48GK102153346SQ20101058122
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者刘革命, 李联和, 杨惠明, 王文平, 谢楠, 龚斌 申请人:赣州科盈结构陶瓷有限公司