一种机床工业专用微晶陶瓷磨料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种机床工业专用微晶陶瓷磨料及其制造方法，该专用磨料由两个部分组成，第一部分为氧化铝粉、六水硝酸镧、羟基磷灰石烧结而成的微晶陶瓷；第二部分为三个组份聚合反应获得，组份A为以乙烯基烯属不饱和单体、磷二齿配位体、剧木屑粉末、玻璃微粉、干枯秸秆粉末为原料的混合物；组份B为以丙烯酸酯基烯属不饱和单体、胶原活化酶水剂为原料的第二组份；组份C为泡花碱水溶液，第二部分的组成关系为以难溶纤维质及胶粘固化在纤维质中的玻璃微粉为芯体，微量硅酸凝胶为胶粘介质，乙烯基烯属不饱和单体与丙烯酸酯基烯属不饱和单体的聚合物为模壳的微胶囊结构。本发明专利技术具有微晶结构，磨削刃细而密，强度高、韧性好、防自损耗、耐用的的技术效果。

A Microcrystalline Ceramic Abrasive for Machine Tool Industry and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
一种机床工业专用微晶陶瓷磨料及其制造方法
本专利技术涉及机械工业陶瓷磨料
，尤其涉及一种机床工业专用微晶陶瓷磨料及其制造方法。
技术介绍
目前现有技术中在机床工业中应用的刚玉研磨材料(如切割片、砂轮、砂布)均只有一次性使用锐度和切割力，没有表层破碎后的次表层自锐性和稳定保持切割力的能力，同时大部的磨削损耗甚至不是磨削本身造成的，而是刚玉之间由于结合力差和基体不稳定相互碰撞磨损导致的不必要损耗。对于抛光研磨材料，主要是指研磨介质的选择，与工件的材质很有关系，因为研磨材料中的主要介质很很多个品种，如棕刚玉研磨抛光磨料、玉米芯磨料、核桃壳磨料、高频瓷磨料、氧化铝磨料、锆珠磨料、钢珠等等，它们各有各的特性和适应性，使用得当可以使工件表面得到光滑亮丽的表面。目前世界上只有圣戈班(Saint-Gobain)、3M(仅供固结磨具)、太巴克(特殊技术)、还有VSM、Hermes等有SG磨料生产供应，价格很高，一般在20万/吨。目前，我国的刚玉磨料制造绝大多数采用的是传统的电熔工艺，烧结法制造的刚玉磨料很少，同样SG磨料质量也与发达国家尚有差距。因此，根据市场需求和实际情况的差异，通过研究具有优良性能的陶瓷原料球磨用磨料是目前的大势所趋势。因此市场上需要一种微晶结构，磨削刃细而密，强度高、韧性好、防自损耗、耐用的的专用磨料。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种微晶结构，磨削刃细而密，强度高、韧性好、防自损耗、耐用的的机床工业专用微晶陶瓷磨料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种机床工业专用微晶陶瓷磨料的制造方法，包括以下步骤：1)原材料准备①原材料准备：按重量份准备剧木屑15份-18份、玻璃微粉8份-10份、干枯秸秆8份-10份、乙烯基烯属不饱和单体45份-50份、磷二齿配位体0.1份-0.2份、丙烯酸酯基烯属不饱和单体26份-28份、氧化铝粉30份-35份、六水硝酸镧2份-2.5份、羟基磷灰石3份-5份、胶原活化酶水剂0.2份-0.3份；②辅材准备：准备足量去离子水、足量氢气、足量溶质质量分数10％的稀盐酸、足量甲苯、足量含溶质质量分数10％的泡花碱水溶液；2)陶瓷磨料制备①将阶段1)步骤①准备的氧化铝粉、六水硝酸镧、羟基磷灰石混合均匀后在圆柱形容器中填压成圆片形，再将成型粉料在梭式窑中进行烧结，烧结温度1500-1700℃，烧成周期24h-36h，然后将烧成品采用复合破碎机机械破碎至粒度1mm-1.5mm的固体碎渣，该固体碎渣即为所需陶瓷磨料；3)组份A准备①将阶段1)步骤①准备的剧木屑、干枯秸秆混合均匀并冷冻至(-40℃)-(-50℃)，获得干冻植物质；②将步骤①获得的干冻植物质采用阶段1)步骤①准备的玻璃微粉研至细粉，保持玻璃微粉与干冻植物质细粉混合均匀，获得待用植物粉末；③将阶段1)步骤①准备的乙烯基烯属不饱和单体、磷二齿配位体与步骤②获得的待用植物粉末全部混溶于阶段1)步骤②准备的甲苯溶剂中并搅拌均匀，获得获得混浊液，该混浊液即为组份A；4)组份B准备①将阶段1)步骤①准备的丙烯酸酯基烯属不饱和单体、胶原活化酶水剂全部溶于阶段1)步骤②准备的稀盐酸中，获得酸性水溶液，该酸性水溶液即为组份B；5)磨料制备①将阶段2)获得的陶瓷磨料、阶段3)获得的组份A和阶段4)获得的组份B混合至自然分层，然后采用200rpm/min-250rpm/min的速率进行搅拌，搅拌1h-1.5h后开始按溶液体积V1计以V1/min的速率通入阶段1)步骤②准备的氢气，同时将阶段1)步骤②准备的泡花碱水溶液雾化后按10％V1/min的体积速率通入直至混合溶液PH6-6.5，滴加完泡花碱水溶液后开始升温，至升温至80℃-90℃时开始保温，保持搅拌速率和温度40min-50min，然后滤除并回收液体，保留固含物，该固含物即为所需专用磨料。一种机床工业专用微晶陶瓷磨料，该专用磨料由两个部分组成，第一部分为氧化铝粉30份-35份、六水硝酸镧2份-2.5份、羟基磷灰石3份-5份在梭式窑中微晶烧结而成的微晶陶瓷34份-42份；第二部分为三个组份聚合反应获得，其中组份A为按重量份计乙烯基烯属不饱和单体45份-50份、磷二齿配位体0.1份-0.2份、剧木屑粉末15份-18份、玻璃微粉2份-3份、干枯秸秆粉末8份-10份为原料的混合物；组份B为以丙烯酸酯基烯属不饱和单体26份-28份、胶原活化酶水剂0.2份-0.3份为原料的第二组份；组份C为含溶质质量分数10％的泡花碱水溶液，第二部分的组成关系为以剧木屑、玻璃微粉、干枯秸秆在胶原活化酶作用下获得的难溶纤维质及胶粘固化在纤维质中的玻璃微粉为芯体，微量硅酸凝胶为胶粘介质，乙烯基烯属不饱和单体与丙烯酸酯基烯属不饱和单体的聚合物为模壳的微胶囊结构。本专利技术的实际使用量为陶瓷料浆质量的0.2％-0.3％，然后每球磨1h重新投一次料直至球磨完成。与现有技术相比较，由于采用了上述技术方案，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术中磨料部分的晶体尺寸小于2微米；与传统刚玉磨料比较球磨韧性和亲水性好；具有高锋利性、高自锐性、低磨削热，配方中添加能形成微晶以及微裂纹的材料(羟基磷灰石)，便于烧成成品后的破碎加工，工艺自成体系，使用性能好。(2)本专利技术采用了微胶囊与陶瓷改性工艺的复合技术，其技术目的是获得了缓释内部包容物(同时也是陶瓷改性物)的、具有明显陶瓷强化效果、轻微柔弹效果、润滑效果和轻微助磨效果的微粒结合体，而这样具有复合功能的微粒结构，现有技术中没有出现。(3)本专利技术有一点难能可贵的是所有组份对于陶瓷本身而言是具有综合性能的改性物，其中剧木屑与干枯秸秆冻干后的玻璃微粉研磨产物在胶原活化酶的作用下获得的纤维素、木质素和粘性多糖可以明显增加陶瓷的自结合能力同时起到明显的强化作用；玻璃微粉具有明显的增强性，利于陶瓷强度的增加；作为胶囊壳膜的烯基聚合物具有极好的张力和抗断裂能力(类似于聚乙烯)，能很好地防止陶瓷干裂、崩缺；作为胶粘柔弹介质的硅酸凝胶能极大地提升陶瓷的自结合力，增加陶瓷的强度。(4)本专利技术还有一点难能可贵的是所有组份对于采用的球磨过程而言，仍然是具有综合性能的助磨介质，其中剧木屑和干枯秸秆经处理后可以起到明显的润滑和增粘作用，防止干磨擦生热同时增加研磨效率(本
众所周知，球磨时温度过高会极大地降低出粉陶瓷的性能)；玻璃微粉具有良好的杀菌性及极好的切削性(高硬度的粉粒)，能弥补于球磨效率低下的问题；作为胶囊壳膜的烯基聚合物具有极好的张力和混搅能力，能帮助提升球磨的均匀性；作为胶粘柔弹介质的硅酸凝胶能在很大程度上防止磨球间撞击，减少磨球损耗、提升效率、降低成本。(5)本专利技术在热浴反应过程中有一点较为特别的是添加了氢气，这个能帮助提升一定的搅拌均匀性，但最主要的是根据相关研究，在烯属不饱合单体聚合时添加氢气能明显提升聚合物的强度、韧性及耐酸碱性。(6)本专利技术是一个综合性的整体，采用一套简单的连续工艺获得具有三重复合结构并合具功能且功能互补的一体化微粒，对于工业化生产和提升应用范围极有帮助。因此本专利技术具有微晶结构，磨削刃细而密，强度高、韧性好、防自损耗、耐用的的特性，有着优良的综合性能。具体实施方式实施例1：一种机床工业专用微晶陶瓷磨料，该专用磨料由两个部分组成，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机床工业专用微晶陶瓷磨料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)原材料准备①原材料准备：按重量份准备剧木屑15份‑18份、玻璃微粉8份‑10份、干枯秸秆8份‑10份、乙烯基烯属不饱和单体45份‑50份、磷二齿配位体0.1份‑0.2份、丙烯酸酯基烯属不饱和单体26份‑28份、氧化铝粉30份‑35份、六水硝酸镧2份‑2.5份、羟基磷灰石3份‑5份、胶原活化酶水剂0.2份‑0.3份；②辅材准备：准备足量去离子水、足量氢气、足量溶质质量分数10％的稀盐酸、足量甲苯、足量含溶质质量分数10％的泡花碱水溶液；2)陶瓷磨料制备①将阶段1)步骤①准备的氧化铝粉、六水硝酸镧、羟基磷灰石混合均匀后在圆柱形容器中填压成圆片形，再将成型粉料在梭式窑中进行烧结，烧结温度1500‑1700℃，烧成周期24h‑36h，然后将烧成品采用复合破碎机机械破碎至粒度1mm‑1.5mm的固体碎渣，该固体碎渣即为所需陶瓷磨料；3)组份A准备①将阶段1)步骤①准备的剧木屑、干枯秸秆混合均匀并冷冻至(‑40℃)‑(‑50℃)，获得干冻植物质；②将步骤①获得的干冻植物质采用阶段1)步骤①准备的玻璃微粉研至细粉，保持玻璃微粉与干冻植物质细粉混合均匀，获得待用植物粉末；③将阶段1)步骤①准备的乙烯基烯属不饱和单体、磷二齿配位体与步骤②获得的待用植物粉末全部混溶于阶段1)步骤②准备的甲苯溶剂中并搅拌均匀，获得获得混浊液，该混浊液即为组份A；4)组份B准备①将阶段1)步骤①准备的丙烯酸酯基烯属不饱和单体、胶原活化酶水剂全部溶于阶段1)步骤②准备的稀盐酸中，获得酸性水溶液，该酸性水溶液即为组份B；5)磨料制备①将阶段2)获得的陶瓷磨料、阶段3)获得的组份A和阶段4)获得的组份B混合至自然分层，然后采用200rpm/min‑250rpm/min的速率进行搅拌，搅拌1h‑1.5h后开始按溶液体积V1计以V1/min的速率通入阶段1)步骤②准备的氢气，同时将阶段1)步骤②准备的泡花碱水溶液雾化后按10％V1/min的体积速率通入直至混合溶液PH6‑6.5，滴加完泡花碱水溶液后开始升温，至升温至80℃‑90℃时开始保温，保持搅拌速率和温度40min‑50min，然后滤除并回收液体，保留固含物，该固含物即为所需专用磨料。...

【技术特征摘要】
1.一种机床工业专用微晶陶瓷磨料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)原材料准备①原材料准备：按重量份准备剧木屑15份-18份、玻璃微粉8份-10份、干枯秸秆8份-10份、乙烯基烯属不饱和单体45份-50份、磷二齿配位体0.1份-0.2份、丙烯酸酯基烯属不饱和单体26份-28份、氧化铝粉30份-35份、六水硝酸镧2份-2.5份、羟基磷灰石3份-5份、胶原活化酶水剂0.2份-0.3份；②辅材准备：准备足量去离子水、足量氢气、足量溶质质量分数10％的稀盐酸、足量甲苯、足量含溶质质量分数10％的泡花碱水溶液；2)陶瓷磨料制备①将阶段1)步骤①准备的氧化铝粉、六水硝酸镧、羟基磷灰石混合均匀后在圆柱形容器中填压成圆片形，再将成型粉料在梭式窑中进行烧结，烧结温度1500-1700℃，烧成周期24h-36h，然后将烧成品采用复合破碎机机械破碎至粒度1mm-1.5mm的固体碎渣，该固体碎渣即为所需陶瓷磨料；3)组份A准备①将阶段1)步骤①准备的剧木屑、干枯秸秆混合均匀并冷冻至(-40℃)-(-50℃)，获得干冻植物质；②将步骤①获得的干冻植物质采用阶段1)步骤①准备的玻璃微粉研至细粉，保持玻璃微粉与干冻植物质细粉混合均匀，获得待用植物粉末；③将阶段1)步骤①准备的乙烯基烯属不饱和单体、磷二齿配位体与步骤②获得的待用植物粉末全部混溶于阶段1)步骤②准备的甲苯溶剂中并搅拌均匀，获得获得混浊液，该混浊液即为组份A；4)组份B准备①将阶段1)步骤①准备的丙烯酸酯基烯属不饱和单体、胶原活化酶水剂全部溶于阶段1)步骤②准备的稀盐酸中，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹方勇，王峰，王超，阎蛇民，周俊华，段广彬，朱红海，王征，田新博，
申请(专利权)人：山东天汇研磨耐磨技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37