[发明专利]一种稀土刚玉复合磨料

说明书

㈠技术领域：本发明涉及工业磨具材料加工技术，尤其是一种稀土刚玉复合磨料及其生产工艺方法。

㈡背景技术：磨料是工业生产磨具不可缺少的基础材料，磨料的性能直接影响着磨具的研磨精度和使用寿命。刚玉材料是目前最为广泛应用的磨料，除了棕刚玉和白刚玉外，其它基本上都是具有一定特殊性能的复合磨料，氧化锆增韧刚玉磨料（以下简称锆刚玉）就属于复合磨料之一。目前这些刚玉磨料由于韧性和硬度不高，已不能满足工业生产加工的更高需要，虽然锆刚玉复合磨料的韧性有所提高，但其硬度仍然不高，特别是存在高温下硬度急剧降低的缺点，因此现有的普通刚玉磨料及锆刚玉复合磨料用于制造磨具，使用寿命短、磨削效率低，不能满足一些特种钢的高精度研磨。

㈢发明内容：本发明的目的就是要解决现有磨料韧性和硬度不够高，制造的磨具使用寿命短，磨削效率低，不能满足一些特殊钢的高精度研磨要求的问题，提供一种稀土刚玉复合磨料。

本发明的具体方案是：一种稀土刚玉复合磨料，其特征是：其化学成分重量百分比为：SiO₂ 0.2-0.36，Fe₂O₃ 0.38-0.68，TiO₂  1.65-2.00，ZrO₂  24.25-39.78，CeO₂  0.6-1.02，Y₂O₃ 1.0-3.0，HFO₂ 1.0-2.0，余量为AL₂O₃。

生产上述稀土刚玉复合磨料的工艺方法，其特征是：包括以下工艺流程：锆刚玉初炼→预混投入二氧化铈→复混加入Y₂O₃和HFO₂添加剂→控制温度2900℃熔炼→结晶造粒→冷却→检测→包装。

本发明提供的磨料是在普通的锆刚玉磨料中同时还添加有重量百分比为0.6～1.02%不等的CeO₂。在其制备工艺方法中，加入HfO2提高相变温度；得到一个可相变的四方晶和立方晶固溶区后，再增加Y₂O₃含量得到一个从CeO₂熔点至室温都稳定的均匀立方CeO₂固溶区。CeO₂中添加Y₂O₃降低马氏体相变温度，保证材料表面发生t- CeO₂—m- CeO₂的马氏体相变，磨料内CeO₂主要为四方晶。通过二氧化铈颗粒的弥散复合，可以明显地改善基体材料的韧性或高温性能。是一种高技术新材料，具有特殊的树枝状微晶结构，它有强度高、韧性好、自锐性好等特点。二氧化铈增强锆刚玉磨料重负荷荒磨砂轮与棕刚玉砂轮比较，其磨削比是棕刚玉砂轮的10倍（棕刚玉重负荷荒磨砂轮磨削比为5-6，二氧化铈增强锆刚玉磨料重负荷荒磨砂轮磨削比一般大于60），且磨削效率高，磨屑粗大易于回收，高速重负荷砂轮主要应用范围是钢铁行业，主要用于大型钢坯、铸件的修磨，尤其是特殊钢的修磨。另外，本发明磨料制成的磨轨砂轮在进行了磨轨试验之后也取得了较为满意的使用效果。本发明磨料不管是在韧性还是硬度都比普通的棕刚玉要强很多，从而可以使其在更多的范围内得到应用。稀土刚玉复合磨料具有高温硬度减退小的优点，克服了传统棕刚玉及锆刚玉磨料硬度高温下急剧降低的缺点，其在1200摄氏度下，仍有1070KG/cm²的高强度，很好的解决了高温粘接问题。

㈣附图说明：

图1为锆刚玉- CeO₂二元系状态图；

图2是图1中I处放大图；

图3是本发明磨料与普通棕刚玉的韧性的比较图表；

图4是本发明磨料与普通棕刚玉在不同温度下的硬度比较图表。

图中：QE为共晶温度，根据不同资料介绍在2710℃-2870℃之间。We为共晶成分（CeO₂＝42.6%）；W为图中产品成分（CeO₂＝40%）互为共晶点；E1为伪共晶点。

㈤具体实施方式：