[发明专利]基于经熔融的球形刚玉的磨粒

说明书

本发明涉及基于经熔融的球形刚玉的磨粒，其中该磨粒由用包含粘结剂和 细粒的研磨料固体颗粒的层包覆的球形刚玉核构成。

自约75年前球形刚玉已为人所知，而工业生产则是自约30年前。例如US- 专利1,871,792和1,871,793描述了借助压缩空气或蒸汽喷吹液态刚玉的浇 注射流，其中产生直径约0-5mm的刚玉空心球。在上述US专利文献中，已经 描述了迄今为止仍应用的制备方法的所有重要步骤。大量专利文献描述了这样 获得的空心球的应用。例如，DE628936描述了将空心球研磨和玻璃化以形成 磨料颗粒，然后由此制造磨具。由于该材料的高孔隙率和空心球的较低强度， 在加工成磨料颗粒时会产生相对细小的只能用于某些特殊用途的颗粒。由于在 熔融刚玉的传统加工过程中会不可避免地产生相应的细粒，所以用空心球刚玉 制备磨料颗粒经济意义小。

在制备传统刚玉磨粒的情况下，首先将作为原料的铝氧土或矾土在电弧炉 中熔融。随即将经熔融的刚玉冷却并由此产生10-15to大小的块体形状。这种 刚玉块在持续2-5天的时间完全冷却后，用破碎机和辊压机进行破碎，并将由 此产生的物料筛分成相应的磨粒。因此，在制备刚玉时有相当大一部分成本是 将直径达数米的刚玉块破碎成直至在几微米到几毫米范围内的磨粒的情况下的 破碎加工和磨损产生的，所以，迄今为止人们一直在尝试将液态刚玉熔融体在 还没凝固之前分散以避开耗费的破碎加工。

正如文端提及的那样，可以通过喷吹液态刚玉的浇注射流来实现制备多孔 空心球刚玉，然而其不太适合作为磨粒。

目前，例如由于球形刚玉的低导热性、化学惰性和多孔性而主要用作耐火 材料。球形刚玉在耐火材料工业中的使用最初在专利US2,261,639中描述。

与此相比，在磨料工业中球形刚玉主要不是用作为磨粒，而是在制造砂轮 时用作致孔剂。例如，在US2,986,455或DE1281306中描述了这种磨具。

尽管如此，人们一直在研究喷吹刚玉，以便以此方式制备磨粒。例如在 US2,261,639描述了用空气喷吹由氧化铝添加1-10％的氧化钠构成的熔体，其 中获得致密的结晶球，其在破碎后也可以用作磨料。然而高含量的氧化钠导致 铝酸钠的形成，由此使磨粒的性能显著降低。

US2,340,194描述了在熔体中添加1-1.5％的氧化钛，其应该产生具有相 对厚壁的耐压空心球。DD134638描述了制备刚玉空心球的方法，其中通过添 加氮化铝或氧氮化铝形式的氮化物结合的氮来影响刚玉空心球的特性。

在GB284131中描述了其中首先借助空气流将液态刚玉吹入冷却室，然后 在其中用冷却水流将每个颗粒进一步冷却。在此产生直径约3mm的颗粒。EP1 157077描述了多晶磨粒的制备，其中浇注液态刚玉并在通过应用超声波的情 况下将熔融的氧化铝分散为微滴而协助液态刚玉的冷却。在此，获得平均直径 小于1mm的致密颗粒。所述颗粒的晶粒尺寸为小于30μm。

现有技术的所述方法的缺点是，一方面尝试通过化学组成来影响所希望的 产品的物理特性诸如孔隙率和密度，其结果也导致产物化学组成的变化，由此 经常降低了产物作为磨粒的功能，另一方面尝试通过方法工艺的变化方案来影 响产物的物理特性，这通常与高技术耗费相关并在制备时导致相应的成本，因 而，到目前为止上述方法都不能实施来直接生产磨粒。

因此，仍然存在对不必高耗费的破碎加工直接由熔体生产磨粒的方法的需 要。

因此，本发明的任务在于，提供无现有技术的缺点并以此以简单的方式制 备更有效的磨粒，而不必实施以往高耗费的破碎加工的方法。

通过具有根据权利要求13的特征的方法以及具有权利要求1的特征的磨 粒，解决了该任务。

本发明的改进方案和实施方案是从属权利要求的主题。

令人惊讶地发现，通过用细粒的、研磨料固体颗粒和粘结剂一起构成的层 来包覆普通多孔球形刚玉并随即对这种经包覆的球形刚玉进行退火处理，获得 多孔的、基本球形的、具有作为磨粒的出色特性的固体颗粒。

例如通过附加的包覆层，使所述刚玉获得有资格用作为磨粒的特性。