[发明专利]蓝色单晶刚玉的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于单晶刚玉生产方法技术领域，特别涉及一种蓝色单晶刚玉的生产方法。

背景技术

传统的单晶刚玉的生产方法是采用铝矾土、黄铁矿和含碳物质为原料，混合后送入电弧炉熔炼，在高温下产生Al₂O₃，之后冷却电炉，刚玉单晶体从熔液中析出。但是原生产方法存在很大的问题，一是在炼制的过程中会向空气中分解、排放大量的二氧化硫气体，在水解的过程中产生大量的硫化氢气体，硫化氢气体对各类金属(铜、锌)导线、各类电器的腐蚀程度惊人，各类导线不出3月即会成为锈粉而脱断，对人体健康有害，对大气造成污染，排放到水中大量深沉物，污染下游水源；二是原生产方法生产的单晶刚玉做成砂轮以后，有铁斑和收缩现象，收缩的结果是在砂轮上出现非正常的裂纹、变形，严重影响砂轮的作业能力和作业效果；另外，原生产方法的能耗大，生产每吨单晶刚玉需要耗电6000度。

发明内容

本发明提供一种不产生有害气体、利于环境保护、抗压强度高、能耗少的蓝色单晶刚玉的生产方法。

一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉2～4kg、钛石粉6～10kg、氟化铝8～12kg混合；

b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

d.开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

e.磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

f.筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

g.二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

作为本发明的一种优选，一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉3kg、钛石粉8kg、氟化铝10kg混合；

b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

d.开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

e.磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

f.筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

g.二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

采用本发明方法生产的蓝色单晶刚玉因为不使用铁矿石，在冶炼过程中无烟无气味，产品加工过程无硫化氢气体，对大气无污染、无污水排放，生产全过程不污染环境；后期产生的单晶体个数达95％，比原单晶体个数多50％以上(原单晶刚玉(SA)单晶体占65％左右)；强度超过26N，韧性高达90.5％，比原单晶刚玉(SA)高出25％，单晶刚玉内AL₂O₃含量高达99.4％以上，各种杂质更低，Fe₂O₃含量不超过0.08％，SiO₂小于0.07％，TiO₂<0.45％；单晶刚玉颗粒的颜色大多数是浅蓝色，它堆积密度平稳，16#为1.89g/cm3左右，180#为1.65g/cm3左右，以本发明生产方法的单晶刚玉，做成砂轮后无铁斑、无收缩现象。陶瓷、树脂、橡胶结合剂均可使用，砂轮窑温度300℃—1280℃都可以制成砂轮，砂轮窑温度超过1280℃，砂轮色泽会改变，但是砂轮使用性能不变。本发明生产方法的单晶刚玉，颗粒形状好、磨削能力强，工具磨砂轮更好用；更适宜切削高钒钢、钛钢、不锈钢及各种合金，而且使用本发明生产方法生产一吨单晶刚玉，耗电能3000度，是原能耗的一半，节约了能源。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步地说明：

图1是利用本发明生产方法生产的单晶刚玉的微观视图；

图2是利用本发明生产方法生产的单晶刚玉纵切片的微观视图；

图3是利用本发明生产方法生产的单晶刚玉横切片的微观视图；

具体实施方式

实施例一：

一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉2kg、钛石粉6kg、氟化铝8kg混合；

b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；