[发明专利]一种空心氧化铝球基复合磨料及其制备方法、磨具

说明书

本发明属于氧化铝磨料领域，具体涉及一种空心氧化铝球基复合磨料及其制备方法、磨具。该复合磨料包括空心氧化铝球基体和复合在空心氧化铝球基体上陶瓷刚玉磨料；所述空心氧化铝球、陶瓷刚玉磨料均为α‑Al₂O₃晶体结构，所述陶瓷刚玉磨料包括嵌入空心氧化铝球的球壁中并与空心氧化铝球的球壁复合为一体的球壁部分，以及包覆在空心氧化铝球的球壁外的包覆部分。本发明的空心氧化铝球基复合磨料，结合了空心氧化铝球特有的空心结构特点以及陶瓷刚玉磨料的较好磨削特性，极大地提高了磨料的磨削性能，具有极高的锋利性，自锐性好，形状把持力强，使用寿命长，产生磨削热量小等优点。

技术领域

本发明属于氧化铝磨料领域，具体涉及一种空心氧化铝球基复合磨料及其制备方法、磨具。

背景技术

磨料是一种锐利、坚硬的材料，可用于制作磨具或者直接用于工件研磨、抛光。磨料有天然磨料和人造磨料两大类。磨料按硬度分类有超硬磨料和普通磨料两大类。由于天然磨料的资源是有限的，因此人造磨料是工业化生产应用的主流产品。磨料的应用范围很广，和人们生活的各个方面息息相关，小到较软的家用去垢剂，大到精密机械的磨加工和航空航天技术的发展。高精密的磨削加工技术离不开高效、高速的磨料磨具。

作为磨料的大家族，刚玉磨料占据较大成分，人造刚玉磨料主要有棕刚玉磨料、白刚玉磨料、单晶刚玉磨料、铬刚玉磨料等。微晶刚玉磨料和黑刚玉磨料都是其派生品种。它们主要成分均是是氧化铝。在磨削应用中具有各自不同的磨削特性。这些磨料一般都具备以下几个基本特性：1、较高的硬度；2、适度的抗破碎性和自锐性；3、具有良好的热稳定性；4、具有一定的化学稳定性；5、便于加工成不同大小的颗粒。

对于普通磨料来说，主要的不足是磨料自身的利用率较低，只有10～20％。磨料在尖端磨削损耗后，较大的晶体在摩擦力超过结合剂强度后整体脱落，不能很好地发挥磨削作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空心氧化铝球基复合磨料，以进一步提高磨料的磨削性能。

本发明的第二个目的在于提供上述空心氧化铝球基复合磨料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供使用上述空心氧化铝球基复合磨料的磨具。

为实现上述目的，本发明的空心氧化铝球基复合磨料的技术方案是：

一种空心氧化铝球基复合磨料，包括空心氧化铝球基体和复合在空心氧化铝球基体上陶瓷刚玉磨料；所述空心氧化铝球、陶瓷刚玉磨料均为α-Al₂O₃晶体结构，所述陶瓷刚玉磨料包括嵌入空心氧化铝球的球壁中并与空心氧化铝球的球壁复合为一体的球壁部分，以及包覆在空心氧化铝球的球壁外的包覆部分。

本发明的空心氧化铝球基复合磨料，结合了空心氧化铝球特有的空心结构特点以及陶瓷刚玉磨料的较好磨削特性。空心氧化铝球的空心特性解决了磨削时的散热问题，空心氧化铝球中微晶以及表面附着的陶瓷刚玉磨料同时参与磨削作用，极大地提高了磨料的磨削性能，具有极高的锋利性，自锐性好，形状把持力强，使用寿命长，产生磨削热量小等优点。

本发明的空心氧化铝球基复合磨料的制备方法的技术方案是：

一种空心氧化铝球基复合磨料的制备方法，包括以下步骤：

1)将空心氧化铝球和制备陶瓷刚玉磨料的凝胶体混合，干燥，得到带有胶粒附着层的空心氧化铝球；

2)将带有胶粒附着层的空心氧化铝球在1300～1500℃下烧制。

本发明的空心氧化铝球基复合磨料的制备方法，利用空心氧化铝球为基体，以溶胶-凝胶工艺制得的胶体均匀的涂附在空心氧化铝球体表面，经过干燥、高温烧结，在其表面形成具有微晶结构的陶瓷刚玉磨料。微晶结构尺寸一般为纳米级或亚微米级。