本发明专利技术涉及热处理的氧化铝氧化锆磨粒。在电弧炉中熔化的基于Al2O3和ZrO2磨粒，具有52-62重量％的Al2O3，35-45重量％的ZrO2+HfO2，基于ZrO2的总重量含量计，至少6重量％的ZrO2以Zr(3/4的四方和/或立方高温变体存在，0.2-0.7重量％的Si化合物，表示为SiO2，0.03-0.5重量％碳，0.5-10重量％的添加剂，和小于3重量％的原料基杂质，使用回转窑将所述磨粒在空气中在350℃至700℃下热处理1至6个小时的时间段。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在电弧炉中熔化的基于A1203和Zr0 2的磨粒，其具有52重量62 重量％的A1203含量和35重量％ - 50重量％的Zr02含量，基于ZrO 2的总重量含量计，至少 60重量％的Zr02&四方和/或立方高温变体（modification)存在。 基于氧化铝氧化锆的磨粒已公知多年，并成功地用于粘结或涂覆的磨料中，尤其 是用于机加工高合金钢。因此，已经表明，除了微晶结构，特别是高重量含量的高温变体也 对磨粒的性能具有有利的影响。这在如下情况下是特别有效：共晶的氧化铝氧化锆除氧化 铝和以污染或良好导向的添加剂存在的其他氧化物还包含优选35 %至50重量％的氧化 锆。因此，在过去，作出一切努力以通过细化显微组织和/或增加高温变体的重量含量来改 善氧化铝氧化锆的性能。而通过液态熔体的快速淬冷改善显微组织，优选通过稳定剂的具 体使用获得了大量的高温变体，这样做时，氧化钛和/或氧化钇通常用作稳定剂。 发现锆氧化物处于三种不同的变体。在室温下稳定的单斜变体在约800°C - 1200°C下转变成四方变体（其稳定高达至约2300°C )，随后转变成立方变体。上面提到的 温度适用于纯的锆氧化物。在混合物或掺杂的材料的情况下温度是变换的。可逆相变伴 随着体积变化，由此四方尚温变体显不出最低体积。从四方变体到单斜变体（其具有最尚 的体积）的转变伴随着4. 5%的体积增加。本领域的技术人员将高温变体的有利效应解释 为因为在研磨过程中产生热而发生从四方到单斜的相变，由此体积的增加引起张力和微断 裂，引起小区域的断开，由此形成新的切割边缘。这个过程也通常被称为自锐化。 在美国专利号5, 525, 135(EP 0 595 081 B1)中，描述了基于氧化铝氧化锆的磨 粒，其中大于90重量％的锆氧化物以四方高温变体存在。在这种情况下，通过在作为还原 剂的碳的存在下加入氧化钛，然后迅速淬冷熔体进行高温相的稳定化。据推测，亚氧化物形 式的所得的还原钛化合物实现了氧化锆的高温相的稳定化。 在美国专利号7, 122,064 B2(EP 1 341 866 B1)中，描述了基于氧化铝氧化锆的 磨粒，其中类似地用还原形式的钛化合物稳定化锆氧化物的高温相。此文中描述的磨粒还 含有0. 2重量％ - 0. 7重量％含量的娃化合物（表不为Si02)。虽然还原的钛化合物的稳 定效果因添加 Si02而显著降低，但熔体的粘度也同时大大降低，从而有利于熔体的淬冷，在 该过程中在金属板之间倾倒液体材料。快速淬冷对成品磨粒的结构具有积极作用，使得以 这种方式可以实现特别细的晶态和均质的结构，除了锆氧化物的高温变体的高重量含量， 所述结构也是产品品质的另一重要的标准。 在美国专利4, 457, 767中，描述了一种氧化铝氧化锆磨粒，其包含0. 1重量％ - 2重量％的氧化钇，这是已知的用于锆氧化物的高温变体的稳定剂。已知的是，Y203用于锆 氧化物的高温相的稳定作用比还原的Ti02更明显，因此为了获得可比较的高温相的重量含 量，需要使用相对较少的Y2〇3。 今天，基于氧化铝氧化锆的磨粒仍然是用于机加工大量的各种不同钢的最重要的 常规磨粒中，因此正在全球范围内进行着大量努力以改善磨粒的性能。仅高温变体量的进 一步增加似乎没有实现足够的性能提升。因此，在W02011/141037 Α1中，描述了氧化铝氧 化锆磨粒的研磨试验，所述粒料部分地包含仅锆氧化物的高温变体，而相比之下，对于包含 只有约90重量％ (基于锆氧化物的重量计）的锆氧化物的高温变体的磨粒，没有发现改进 的研磨性能。然而，因此在W02011/141037 A1中，第一次区分了四方和立方高温相，由此在 如下情况下描述了研磨性能的优化：大于20重量％的锆氧化物以立方高温相存在，大于50 重量％的氧化锆以四方高温相存在，各自基于锆氧化物的总重量计，这可以在作为助熔剂 的少量Si02的存在下通过作为稳定剂的Y 203和TiO 2的组合使用实现。 锆氧化物的不同变体对共晶的氧化铝氧化锆的应用领域中的影响也是EP 0 480 678 A2的主题。上述欧洲专利申请描述了以系统铝氧化物锆氧化物制作打磨磨料。首先， 以常规方式产生具有高重量含量的四方锆氧化物相的共晶氧化铝氧化锆。随后，通过在约 650°C的温度下热处理将四方相转化成单斜相以获得具有小于30重量％的四方相的研磨 粉末，基于锆氧化物的总重量含量计。因为相变与在氧化铝氧化锆中裂纹的诱发形成，得到 了"弱"的磨粒，其具有低强度和适于作为打磨剂用于开发无划痕的均匀表面。 美国专利号2012/0186161 A1描述了基于熔化氧化铝氧化锆的磨粒，其具有60重 量％至90重量％的四方相氧化锆的重量含量，基于锆氧化物的总重量计含量计。通过特定 化学组成，使用氧化钇和氧化钛作为用于高温相的稳定剂，在Si02(Y203/Si0 2之比为0. 8 - 2. 0)的存在下，获得了具有相对少量的四方相的相分布。因为它的低韧性，认为该产品有利 地适用于在低研磨压力下机加工合金钢。在相对平滑的条件下发生磨粒的的自锐化，因此 可能避免工件的热破坏，而实现高研磨性能。 在EP 1 339 809 B1中，描述了通过在800°C至1500°C温度下的热处理增强基于 氧化铝的刚玉磨粒的粒料韧性的方法。 在美国专利4157898中描述了通过热处理制造含钛的高强度刚玉。 由于上述的相变，先前已试图尽可能避免温度对成品氧化铝氧化锆磨粒的任何影 响，因为存在磨粒会被破坏的恐惧和经验，因此除了在EP 0408 678中描述的打磨剂（其中 已经有意识地接受磨粒的破坏），目前还不知道氧化铝氧化锆的热处理。 为评估磨粒的品质，有必要进行相对复杂且耗时的研磨测试。因此，在磨料行业 中常见的实践是通过机械性能预先评价磨粒的品质，所述机械性能较容易获得，并在研磨 试验中对于其后期性能提供指示。因此，除了上述高温变体的显微组织和含量，特别是根 据Vollstaedt的粒料断裂强度（CFF)，通过在球磨机中研磨所进行的微磨砂（grit)分解 (MKZ)经常用于磨粒的品质控制。 粒料断裂强度（CFF值） 采用开发用于钻石坚度试验的试验装置（Vollstaedt，Diatest SI)进行粒料断裂 强度的测量。采用这种方法，在活塞单元中破裂磨粒，记录粒料破碎成碎肩的最大力（压缩 断裂力=CFF)。为了这个目的，压力传感器适于从0到200牛顿的测量范围。为了制备样 品，筛选出在600 μπι和500 μπι( = 30目一35目）之间的范围内的粒级，然后经由振动台 相对于它们的粒料尺寸将其进一步分选。从所获得的测量粒级，各自进行200至220的单 一测量，从而对于平均粒料强度获得统计学上足够特定的值。 微磨砂分解（MKZ = Mikrokornzerfall) 为了微磨砂分解的测量，使用每分钟188转的速度，在填充有12个钢球（直径 15mm，重330-332克）的球磨机碾磨10克刚玉（粒度P36)持续确定的时间段。接着，使用 250以111筛，在筛分机(}^￥618备(沒:&〇1^ 200)中筛选碾磨的磨砂5分钟，然后将细粒级 称重。 从如下得出MKZ值： 此外本文档来自技高网...
【技术保护点】
在电弧炉中熔化的基于Al2O3和ZrO2的磨粒，具有如下的重量含量‑52－62重量％的Al2O3；‑35－45重量％的ZrO2+HfO2，基于ZrO2的总重量含量计，至少60重量％的ZrO2以四方和/或立方高温变体存在；‑0.2－0.7重量％的Si化合物，表示为SiO2；‑0.03－0.5重量％碳；‑0.5－10重量％的添加剂；和‑小于3重量％的原料基杂质；其特征在于在淬冷熔体后，破碎凝固的熔化产物，并将其筛分至磨料粒度，将所述磨粒在空气中在350℃至700℃下热处理1至6个小时的时间段。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JA·艾拉瑞，F·斯卡勒，
申请(专利权)人：研磨剂与耐火品研究与开发中心CARRD有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT
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