专利名称：一种氧化铝陶瓷球生产方法
一种氧化铝陶瓷球生产方法技术领域
一种氧化铝陶瓷球生产方法，涉及一种高耐磨的特种氧化铝陶瓷球生产方法。
技术背景
氧化铝陶瓷球因具有硬度高、密度大、耐磨、耐腐蚀、价格低等优点，被广泛应用于建筑卫生陶瓷、工业陶瓷、电子陶瓷、高档耐火材料、特种水泥、非金属矿物以及涂料、油漆等行业原材料的粉磨和加工。氧化铝陶瓷球作为研磨介质，耐磨性是考核氧化铝陶瓷球质量最重要的指标。
中国专利CN 1931784 B公开了一种高温耐磨氧化铝瓷管的配方，通过添加碳化硅以提高氧化铝陶瓷耐800-90(TC高温高速油气流冲刷磨损性能和耐冷热急变性能。一般情况下，氧化铝陶瓷球的使用温度不会这么高，800°C以上高温耐磨性能对瓷球来说并不重要，因此没有必要在瓷球中添加昂贵的碳化硅，而且添加碳化硅后瓷球体积密度显著减小， 将降低氧化铝瓷球的磨粉效率。
中国专利CN 101525230A和CN 101525231A分别公开了一种微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方和一种制备微晶耐磨氧化铝陶瓷的工艺，通过在配方中引入复合添加剂聚乙烯醇、 三聚磷酸钠、解凝剂，减小氧化铝晶粒的尺寸从而提高氧化铝复相陶瓷的抗弯强度和硬度。 而事实上，聚乙烯醇为有机物，高温烧成过程中并不会减小氧化铝晶粒的尺寸，三聚磷酸钠也可能因为引入钠离子而降低陶瓷的性能。
在不添加碳化硅、稀土、氧化锆等昂贵的原料的条件下，利用常规的办法制得耐磨性能优异的的氧化铝陶瓷球，仍需要做大量细致的研究工作。发明内容
本发明的目的是提供一种烧成温度低、原料成本低、容易推广，实现产业化，高耐磨的氧化铝陶瓷球生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
一种氧化铝陶瓷球生产方法，其特征在于包括以下步骤(1)按以下重量比配方称量陶瓷粉料89.5%-94. 5%α -Al203、3%-6%苏州土、1. 5%_2. 0% 白云石、0. 5%-1· 5%烧滑石、0. 5%-1· 0%重钙；(2)将步骤1所称量的陶瓷粉料加入高能搅拌磨中，再加入水和0.l%_lwt%分散剂聚丙烯酸胺，配成固含为60%的料浆，并球磨120-180min ；(3)将步骤2所制得的料浆进行喷雾干燥，干燥后陶瓷粉体水份重量小于m；(4)将步骤3所制得的粉体缓慢加入到滚球机中，一边滚动粉体，一边以喷雾的方式喷入重量浓度为0. 2%-0. 4 %的PVA聚乙烯醇溶液，直到制成直径为3-6mm的氧化铝陶瓷球种子；(5)将步骤4所制得的瓷球种子置于滚球机中，一边滚动种子并缓慢加粉，一边以喷雾的方式喷入重量浓度为0. 5%-1 %的PVA聚乙烯醇溶液，直到制成所想要大小的瓷球坯体，之后喷入少量水，并让瓷球坯体再滚动30-60min ；(6)将步骤5所制得的瓷球坯体烘干至含水率为2%-6%；(7)将步骤6烘干的瓷球坯体置于高温窑中煅烧，烧成温度为1490-1580°C，保温 1. 5-3h ；(8)将步骤7所得瓷球与水1:1的重量比例加入到球磨机中进行抛光，直到瓷球表面有光亮的光泽为止，出磨干燥后包装。
本发明的一种高耐磨的氧化铝陶瓷球生产方法，其特征在于所用的α -Al2O3原料一次粒径d5Q小于1 μ m，二次粒径d5Q小于1. 4 μ m，d9(1小于4 μ m，d99小于6 μ m，α相转化率大于95%，纯度大于99. 9%。
本发明的一种高耐磨的氧化铝陶瓷球生产方法，其特征在于氧化铝陶瓷球的配方是89. 5-94. 5wt% α -Al2O3、3-6wt% 苏州土、1. 5-2. 0wt% 白云石、0. 5-1. 5wt% 烧滑石、 0. 5-1. 0wt% 重钙。
利用本发明的方法，制得的直径为IOmm的耐磨氧化铝陶瓷球磨耗仅为 0. 02-0. 04g/(kg · h)，本发明的方法烧成温度低、原料成本低、容易推广，实现产业化。
图1是一种高耐磨的氧化铝陶瓷球生产流程图。
具体实施例方式以下实施方案中α -Al2O3原料一次粒径d5Q小于1 μ m, 二次粒径d5(1为1.观μ m, d90为 3. 76 μ m, d99 为 5· 83 μ m，α 相转化率为 96%，纯度为 99. 91%。
实施案例1按配比为 94. 5wt%a -Al203、3wt%#州土、1. 5wt%g 云石、0. 5wt%烧滑石、0. 5wt%重钙称量1000公斤陶瓷粉体置于高能搅拌磨中，加入水和0. 1%的聚丙烯酸胺配成固含为60%的料浆，磨120min，喷雾干燥，干燥后粉体含水率为1% ；将干燥后粉体置于滚球机中，一边滚动粉体，一边以喷雾的方式喷入浓度为0. 2wt %的PVA溶液，直到制成直径约为3mm的氧化铝陶瓷球种子；将所制得的种子加入到滚球机中，继续加粉和浓度为0. 5wt%&PVA溶液，直到滚成直径约为12mm的瓷球坯体后，喷入少量水，并让坯体再滚动30min ；烘干瓷球坯体至含水率为1 ；将烘干的瓷球坯体置于高温窑中煅烧，烧成温度为1580°C，保温池；将烧成后瓷球与水1 :1的比例加入到球磨机中进行抛光，直到瓷球表面有光亮的光泽为止，出磨干燥后包装。
实施案例2按配比为89. 5wt% a -Al2O3、6wt%苏州土、2. 0wt%白云石、1. 5wt%烧滑石、1. 0wt%重钙称量1000公斤置于高能搅拌磨中，加入水和0. 5%的聚丙烯酸胺配成固含为60%的料浆，磨 150min，喷雾干燥，干燥后粉体含水率为0. 5% ；将干燥后粉体缓慢加入到滚球机中，一边滚动粉体，一边以喷雾的方式喷入浓度为0. 3wt%的PVA溶液，直到制成直径约为4mm的氧化铝陶瓷球种子；将所制得的种子置于滚球机中，继续加粉和浓度为0. 8wt%&PVA溶液，直到滚成直径约为12mm的瓷球坯体后，喷入少量水，并让坯体再滚动40min ；烘干瓷球坯体至含水率为4% ；将烘干的瓷球坯体置于高温窑中煅烧，烧成温度为1490°C，保温1. 5h ；将烧成后瓷球与水1 :1的比例加入到球磨机中进行抛光，直到瓷球表面有光亮的光泽为止，出磨干燥后包装。
实施案例3按配比为 92. 0wt%a -Α1203、4· 5wt% 苏州土、1. 8wt% 白云石、1. (^{%烧滑石、0. 7wt% 重钙称量1000公斤置于高能搅拌磨中，加入水和1%的聚丙烯酸胺配成固含为60%的料浆，球磨180min，喷雾干燥，干燥后粉体含水率为1. 5% ；将干燥后粉体缓慢加入到滚球机中，一边滚动粉体，一边以喷雾的方式喷入浓度为0. 4wt%的PVA溶液，直到制成直径约为6mm的氧化铝陶瓷球种子；将所制得的种子置于滚球机中，继续加粉和1. 0wt%&PVA溶液，直到滚成直径约为12mm的瓷球坯体后，不再喷PVA溶液，并让坯体再滚动30min ；烘干瓷球坯体至含水率为6% ；将烘干的瓷球坯体置于高温窑中煅烧，烧成温度为1530°C，保温池；将烧成后瓷球与水1 :1的比例加入到球磨机中进行抛光，直到瓷球表面有光亮的光泽为止，出磨干燥后包装。
磨耗检测方法及实施案例磨耗检测结果分别取上述实施案例中直径约为IOmm抛光好的瓷球样品mlg，置于7L聚氨酯磨罐中， 加4L自来水，在耐磨冲击试验机上以80r/min研磨Mh。取出样品用水清洗、烘干，测干重为 m2g。
瓷球的磨耗计算公式为(Hi1-Hi2) X 1000/ On1 X 24)，单位为g/ (kg · h)。
表1实施案例瓷球磨耗
权利要求
1.一种氧化铝陶瓷球生产方法，其特征在于包括以下步骤(1)按以下重量比配方称量陶瓷粉料89.5%-94. 5%α -Al203、3%-6%苏州土、1. 5%_2. 0% 白云石、0. 5%-1· 5%烧滑石、0. 5%-1· 0%重钙；(2)将步骤1所称量的陶瓷粉料加入高能搅拌磨中，再加入水和0.l%_lwt%分散剂聚丙烯酸胺，配成固含为60%的料浆，并球磨120-180min ；(3)将步骤2所制得的料浆进行喷雾干燥，干燥后陶瓷粉体水份重量小于m；(4)将步骤3所制得的粉体缓慢加入到滚球机中，一边滚动粉体，一边以喷雾的方式喷入重量浓度为0. 2%-0. 4 %的PVA聚乙烯醇溶液，直到制成直径为3-6mm的氧化铝陶瓷球种子；(5)将步骤4所制得的瓷球种子置于滚球机中，一边滚动种子并缓慢加粉，一边以喷雾的方式喷入重量浓度为0. 5%-1 %的PVA聚乙烯醇溶液，直到制成所想要大小的瓷球坯体， 之后喷入少量水，并让瓷球坯体再滚动30-60min ；(6)将步骤5所制得的瓷球坯体烘干至含水率为2%-6%；(7)将步骤6烘干的瓷球坯体置于高温窑中煅烧，烧成温度为1490-1580°C，保温 1. 5-3h ；(8)将步骤7所得瓷球与水1:1的重量比例加入到球磨机中进行抛光，直到瓷球表面有光亮的光泽为止，出磨干燥后包装。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨的氧化铝陶瓷球生产方法，其特征在于所用的 α -Al2O3原料一次粒径d50小于1 μ m, 二次粒径d50小于1. 4 μ m，d90小于4 μ m, d99小于6 μ m， α相转化率大于95%，纯度大于99. 9%。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨的氧化铝陶瓷球生产方法，其特征在于氧化铝陶瓷球的配方是:89. 5-94. 5wt% α -Al2O3>3-6wt% 苏州土、1. 5-2. 0wt% 白云石、0. 5-1. 5wt% 烧滑石、0. 5-1. 0wt%重钙。
全文摘要
一种氧化铝陶瓷球生产方法，涉及一种高耐磨的特种氧化铝陶瓷球生产方法。一种氧化铝陶瓷球生产方法，其特征在于包括以下步骤(1)按以下重量比配方称量陶瓷粉料(2)在陶瓷粉料加入水和0.1%-1wt%分散剂聚丙烯酸胺，配成料浆，并球磨；(3)进行喷雾干燥；(4)制成氧化铝陶瓷球种子；(5)瓷球种子置于滚球机中，制成瓷球坯体；(6)瓷球坯体烘干；(7)烘干的瓷球坯体置于高温窑中煅烧，烧成；(8)瓷球进行抛光，直到瓷球表面有光亮的光泽为止，出磨干燥后包装。利用本发明的方法，制得的直径为10mm的耐磨氧化铝陶瓷球磨耗仅为0.02-0.04g/(kg·h)，本发明的方法烧成温度低、原料成本低、容易推广，实现产业化。
文档编号C04B35/10GK102491735SQ20111037219
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者刘万超, 孟德安, 段光福, 陈湘清 申请人:中国铝业股份有限公司