低温制备刚玉单晶磨料的方法.pdf

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文档编号：396600

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本发明公开了一种在机械工业精密加工中，广泛使用的-Al2O3单晶磨料的制备方法，采用本发明在低温(12001400)条件下制备的-Al2O3单晶磨料，与现有技术比较可降低成本五倍，使用寿命可延长一倍以上。磨料外形为十二面体或六方双锥状松散透明单晶细粉体，硬度高(25002900kg/mm2)，颗粒大小均匀，不需加工，可直接用作磨料，其研磨效果加工精度有明显的提高。。

摘要
申请专利号：	CN91111061.5	申请日：	1991.11.22
公开号：	CN1062560A	公开日：	1992.07.08
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	\|\|\|\|\|\|公开
IPC分类号：	C30B29/20; C09K3/14; C01F7/02	主分类号：	C30B29/20; C09K3/14; C01F7/02
申请人：	武汉工业大学;
发明人：	欧阳世翕; 施小红; 吴伯麟; 查从济
地址：	430020湖北省武汉市武昌珞狮路14号
优先权：
专利代理机构：	湖北省专利事务所	代理人：	周于德;王玉华
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内容摘要

本发明公开了一种在机械工业精密加工中，广泛使用的α-Al2O3单晶磨料的制备方法，采用本发明在低温(1200—1400℃)条件下制备的α-Al2O3单晶磨料，与现有技术比较可降低成本五倍，使用寿命可延长一倍以上。磨料外形为十二面体或六方双锥状松散透明单晶细粉体，硬度高(2500—2900kg/mm2)，颗粒大小均匀，不需加工，可直接用作磨料，其研磨效果加工精度有明显的提高。

权利要求书

1： 1、一种低温制备α-Al 2 O 3 单晶磨料地方法，其特征是先将配好的原料置于球磨机中，球磨4-8小时，在低温条件下(1200-1400℃)，反应时间为2-10小时，使原料Al 2 (SO 4 ) 3 与K 2 CO 3 、Na 2 CO 3 、CaCO 3 、NaCl之间进行固相反应，合成α-Al 2 O 3 单晶磨料。 2、根据权利要求1所述方法，其原料配比为： Al 3 （SO 4 ） 3 85-95%，K 2 CO 3
2： 0-4.0%，Na 2 CO 3 1.0-3.0%，CaCO 3
3： 0-5.0%，NaCl 1.0-3.0%; 上述各原料的百分数，均为重量百分数。 3、根据权利要求1、2所述方法使用的原料中，可用水铝石或铝矾土代替Al 2 （SO 4 ） 3 。 4、根据权利要求1所述方法获得的α-Al 2 O 3 单晶磨料为十二面体或六方双锥状的松散透明单晶细粉体，其硬度为2500-2900kg/mm 2 。
4： 0%，CaCO 3 2.0-5.0%，NaCl 1.0-3.0%; 上述各原料的百分数，均为重量百分数。 3、根据权利要求1、2所述方法使用的原料中，可用水铝石或铝矾土代替Al 2 （SO 4 ） 3 。 4、根据权利要求1所述方法获得的α-Al 2 O 3 单晶磨料为十二面体或六方双锥状的松散透明单晶细粉体，其硬度为2500-2900kg/mm 2 。
5： 0%，Na 2 CO 3 1.0-3.0%，CaCO 3 2.0-
6： 0%，NaCl 1.0-3.0%; 上述各原料的百分数，均为重量百分数。 3、根据权利要求1、2所述方法使用的原料中，可用水铝石或铝矾土代替Al 2 （SO 4 ） 3 。 4、根据权利要求1所述方法获得的α-Al 2 O 3 单晶磨料为十二面体或六方双锥状的松散透明单晶细粉体，其硬度为2500-2900kg/mm 2 。

说明书

本发明涉及一种在机械工业精密加工中，广泛使用的α-Al2O3单晶磨料的制备方法。
    氧化铝磨料是机械工业精密加工中最常用的磨料之一。目前，一氧化铝磨料均是采用在高温下（2000℃以上），电熔化氧化铝制得刚玉，冷却后进行粉碎及球磨，再经过分选等工序加工而成。这种制造方法存在的问题是能耗大，磨料硬度低，我国生产的α-Al2O3磨料，其显微硬度为1400-1500kg/mm2，机械加工精度及抛光效果不好，制造工艺复杂。

    本发明的目的，是要提供一种简化加工工序，提高产品质量，降低能耗，在低温（1200-1400℃）的条件下，制备α-Al2O3单晶磨料的制造方法。

    本发明是采用如下方法实现的。本发明所使用的原料及配比为：

    Al2（SO4）385-95%，K2CO31.0-4.0%，

    Na2CO31.0-3.0%，CaCO32.0-5.0%，

    NaCl  1.0-3.0%。

    上述各原料的百分数，均为重量百分数。此外原料中也可用水铝石或铝凡土来代替Al2（SO4）3。

    将配好的料，置于球磨机中进行球磨4-8小时，使配料充分混合均匀。然后置于电炉中，在温度为1200-1400℃的条件下，进行煅烧4-10小时，冷却至室温，就可获得粒径为1μ-100μ的α-Al2O3单晶磨料。

    制备不同粒径的α-Al2O3磨料烧成制度如下：

    实施例1：

    α-Al2O3平均粒径（μ）：1-10

    反应温度（℃）：1200-1260

    反应时间（小时）：2-3

    实施例2：

    α-Al2O3平均粒径（μ）：10-20

    反应温度（℃）：1260-1300

    反应时间（小时）：4-5

    实施例3：

    α-Al2O3平均粒径（μ）：30-50

    反应温度（℃）：1300-1350

    反应时间（小时）：5-8

    实施例4：

    α-Al2O3平均粒径（μ）：50-100

    反应温度（℃）：1300-1400

    反应时间（小时）：8-10

    本发明的特征是将配好的原料置于球磨机中球磨4-8小时使配料充分混合均匀后，在低温（1200-1400℃）条件下，反应时间为2-10小时，使原料Al2（SO4）3与K2CO3、Na2CO3、CaCO3、NaCl之间进行固相反应合成α-Al2O3。采用此法制得的α-Al2O3单晶磨料，外形为十二面体或六方双锥状，松散的透明单晶细粉体;可不经机械粉碎、球磨、分选等工序加工，直接作为磨料使用。

    本发明与已有技术比较，具有以下优点：

    1、工艺简单，节能降耗，投入少，成本低，推广应用方便。设备只需球磨机及能在1200-1400℃范围内工作的电炉各一台。生产成本与已有技术比较可降低5倍。

    2、磨料硬度高（2500-2900kg/mm2），颗粒中无裂纹，耐磨寿命可延长一倍以上。

    3、磨料外形为十二面体或六方双锥状松散的透明单晶细粉体，而不是片状;颗粒大小均匀，不需再经粉碎、球磨、分选等工序加工，可直接用作磨料，明显提高研磨效果及加工精度。