[发明专利]一种氮化物改性氧化铝磨料及其生产工艺

说明书

一种氮化物改性氧化铝磨料及其生产工艺，其包括氧化铝90～99%，氮化物0.5～2%，改性氧化物0～9.5%，工艺步骤：S1、原料混合：将氧化铝粉、氮化物和改性氧化物混合；S2、熔化：将混合物加入电弧炉中高温熔化；S3、冷却：熔化后倒入接包桶中，以常规冷却，或快速冷却；S4、破碎和筛分：将冷却凝固后的材料破碎筛分成磨料颗粒。本发明有益效果：直接在刚玉冶炼时加入氮化物，大大降低能耗；生产成本低；磨削性能较棕刚玉和白刚玉有明显提高，适合用作切割片、磨片、百叶片、砂纸和陶瓷结合剂砂轮。

技术领域

本发明属于磨料领域，具体为一种氮化物改性氧化铝磨料及其生产工艺。

背景技术

从1891年发明人造磨料以来，电熔刚玉的品种主要是棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、铬刚玉和锆刚玉，它们于20世纪纷纷得到了产业化应用，然而自20世纪80年代以后，很少有新的电熔刚玉发明。目前中国电熔刚玉的产能虽然超过世界需求2倍以上，但是95%以上都是生产技术落后的棕刚玉和白刚玉，因此急需新产品进行升级转型。

氮化物或者氮氧化物改性的氧化铝磨料在做耐火材料时，钢铁材料对它的浸润性很差，就是说氮化物或者氮氧化物改性的氧化铝在高温磨削过程中会不粘钢铁屑，可以提高磨削性能。

美国专利US5023212描述了一种新型电熔刚玉，主要由氧化铝、碳氧化铝和氮氧化铝多相材料组成，其中，氧化铝材料形成刚玉基体，微晶相的碳氧化铝、氮氧化铝和碳氮氧化铝均匀地分散在其中，碳含量在0.05-5%之间，氮含量在0.05-5%之间。该材料的生产通过加碳和在氧化铝熔体中喷入氮气而得，该生产工艺的主要缺点是因要喷入氮气而导致耗能大，如其专利实施例所述，每吨磨料能耗约1万度电，而普通棕刚玉和白刚玉的吨能耗约2000-26000度电。同时，该磨料只有在高压力下才可以体现出较好的磨削性能，压力较低时和普通棕刚玉差别不大，所以用途极为有限。

US2005/0284029A1描述了一种氮氧化物改性的氧化铝和氧化锆磨料，该锆刚玉磨料包含50%以上的氧化铝-氧化锆共晶结构，包含0.3-3%的氮，75%以上的氧化锆晶体是立方相。但如该专利实施例所述，该磨料的氮是由他们自己通过金属铝粉的氮化合成而来的，合成工艺复杂，投资成本高，同时该磨料的主要成分是锆刚玉，成本很高，只适合高压力的重负荷砂轮，对于树脂固结磨具切割片和磨片，涂附磨具百叶片和砂纸应用不适合，也不能做陶瓷结合剂砂轮。

上述问题在目前的现有技术中还没有出现有效的解决办法。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮化物改性氧化铝磨料及其生产工艺，通过加入0.5-2%的氮化物降低电熔刚玉磨料在磨削过程中对金属切屑的粘附性来改善电熔刚玉磨料的磨削性能，本发明以氮化物如氮化铝或氮化硅直接作为原材料，取代传统工艺喷入氮气氮化的方法，从而使能耗大大降低，同时通过控制磨料中加入其它组分使其适合做切割片、磨片、百叶片、砂纸或陶瓷结合剂砂轮等不同的磨具。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种氮化物改性氧化铝磨料，其包括如下重量百分含量的原料：氧化铝90～99%，氮化物0.5～2%，改性氧化物1～9.5%。

其中，所述氮化物为氮化铝或氮化硅。

其中，所述改性氧化物为二氧化钛、氧化锆、氧化镁、稀土氧化物、氧化锶、氧化钡、氧化铁、氧化锰或氧化钴等中的一种或两种以上任意比例的组合物。

一种氮化物改性氧化铝磨料的生产工艺，其工艺步骤如下：

S1、原料混合：将原料按如下重量百分含量混合：氧化铝粉90～99%、氮化物0.5～2%、改性氧化物1～9.5%；

S2、熔化：将混合物加入电弧炉中高温熔化；

S3、冷却：熔化后倒入接包桶或其它冷却设备中，以常规冷却，或快速冷却；