1.本發(fā)明涉及氮化鋁球的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化鋁球滾制成型方法。

背景技術(shù)：

2.傳統(tǒng)的滾制成型方法，是先通過(guò)壓制、破碎、過(guò)篩制備出具有一定致密度的球核，將球核放入滾球機(jī)中滾動(dòng)，然后噴灑液體潤(rùn)濕球核，同時(shí)添加粉料，使?jié)櫇竦那蚝送獠筐ど霞尤氲姆哿?，逐漸滾動(dòng)致密后形成球坯。該制備方法簡(jiǎn)單，設(shè)備成本較低，能夠制備出圓度較好的球坯，但是滾制成型時(shí)需要通過(guò)精確控制滾球機(jī)的傾角、滾制時(shí)間以及粉料和霧化液體的加入量，才能控制好球坯的尺寸，且粉體之間主要依靠液體的粘接成型，坯體致密度低容易分層，燒結(jié)后的陶瓷球在研磨過(guò)程中容易出現(xiàn)剝落。

3.中國(guó)專(zhuān)利號(hào)201811107688.8，公開(kāi)了一種球磨機(jī)用鋼芯陶瓷研磨球，包括鋼球體，在所述鋼球體外部包覆有陶瓷外殼。其制造方法為：首先將碳化硅、碳化硼按9：1的比例混合研磨成細(xì)粉，噴霧造粒；將造粒粉和炭黑、純水、粘結(jié)劑按一定比例混合均勻，得到的混合物料等靜壓壓制成半球形殼體坯料；經(jīng)干燥、燒結(jié)，再經(jīng)機(jī)加工處理后，裝入鋼球，在鋼球外形成陶瓷外殼；低溫烘干后自然冷卻至室溫，得到成品鋼芯陶瓷研磨球。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，用于研磨碳硅石磨料時(shí)，不會(huì)造成物料污染，降低了后續(xù)的除雜成本，由于延長(zhǎng)了使用時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)更換的廢鋼芯陶瓷研磨球中的鋼芯還可以回收重復(fù)使用，降低了生產(chǎn)成本。但該發(fā)明采用的是等靜壓成型，需要借助模具成型，模具設(shè)備成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.因此，針對(duì)上述的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種氮化鋁球滾制成型方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的氮化鋁滾制成型方法獲得的產(chǎn)品容易分層的問(wèn)題。

5.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種氮化鋁球滾制成型方法，包括以下制備步驟：

6.(1)原料的準(zhǔn)備：按以下重量份稱(chēng)取各原料：氮化鋁粉末100份、氧化鋯粉末50份、氧化釔0.5－1.5份、滑石粉5－8份、高嶺土3－6份、鋯英石尾礦10－15份、煤矸石3－5份；

7.(2)凝膠前液的制備：卡拉膠、瓊脂、明膠、去離子水按1－2：1－3：1－3：10－20的重量比混合攪拌，得到凝膠前液；

8.(3)將凝膠前液加熱至50－58℃，并保溫；

9.(4)將步驟(1)的原料混合，加入研磨助劑進(jìn)行研磨，得到10000－12000目的漿料，烘干后得到陶瓷粉料，將所述陶瓷粉料部分先送入滾制成型機(jī)中成型，得到種球，再在滾制成型機(jī)中的種球表面同時(shí)噴灑步驟(3)的凝膠前液和溫度為1－5℃的冷水，繼續(xù)持續(xù)加入陶瓷粉料滾制成球，得到研磨球坯；

10.(5)干燥、送入窯爐燒結(jié)，再進(jìn)行拋光處理，即得到氮化鋁球。

11.進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述鋯英石尾礦為經(jīng)過(guò)處理的鋯英石粉料，所述鋯英石粉料的

粒徑為50－100μm。

12.進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述煤矸石為經(jīng)過(guò)處理的煤矸石粉料，所述煤矸石粉料的粒徑為30－80μm。

13.進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述氧化鋯粉末中位徑粒度為0.2－0.8μm。

14.進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述研磨助劑為聚乙烯醇。

15.進(jìn)一步的改進(jìn)是：步驟(5)的烘干溫度為180－250℃。

16.進(jìn)一步的改進(jìn)是：步驟(5)的燒結(jié)溫度為1500－1850℃。

17.進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述氮化鋁球的粒徑為2－10mm。

18.進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述氮化鋁粉末的純度為99.7％以上。

19.進(jìn)一步的改進(jìn)是：步驟(5)燒結(jié)時(shí)，先升溫至1560℃保溫2－3h，再升溫至1850℃保溫1－1.5h。

20.通過(guò)采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：

21.1、本發(fā)明以氮化鋁粉末及氧化鋯粉末為主原料，具有較高的耐磨性能，制成的研磨球耐磨性較佳。

22.2、本發(fā)明以氧化鋁粉末、氧化鋯粉末、氧化釔、滑石粉、高嶺土、鋯英石尾礦、煤矸石為原料，這些原料經(jīng)過(guò)研磨后烘干再制成種球，種球在滾制成型機(jī)中表面同時(shí)噴灑凝膠前液和冷水，借助凝膠前液發(fā)揮與粉體的粘合作用，能夠減少種球分層開(kāi)裂的現(xiàn)象，與單純的借助冷水滾動(dòng)成型相比，獲得的研磨球更不容易發(fā)生分層的現(xiàn)象。

23.3、步驟(5)燒結(jié)時(shí)，先升溫至1560℃保溫2－3h，再升溫至1850℃保溫1－1.5h，采用階梯升溫方式，研磨球的成球性更佳，自磨損率更低。

具體實(shí)施方式

24.實(shí)施例一

25.一種氮化鋁球滾制成型方法，包括以下制備步驟：

26.(1)原料的準(zhǔn)備：按以下重量份稱(chēng)取各原料：氮化鋁粉末100份、氧化鋯粉末50份、氧化釔0.5份、滑石粉5份、高嶺土3份、鋯英石尾礦10份、煤矸石3份；所述氧化鋯粉末中位徑粒度為0.2μm，所述鋯英石尾礦為經(jīng)過(guò)處理的鋯英石粉料，所述鋯英石粉料的粒徑為50μm，所述煤矸石為經(jīng)過(guò)處理的煤矸石粉料，所述煤矸石粉料的粒徑為30μm，所述氮化鋁球的粒徑為2－10μm，所述氮化鋁粉末的純度為99.7％以上；

27.(2)凝膠前液的制備：卡拉膠、瓊脂、明膠、去離子水按1：1：1：10的重量比混合攪拌，得到凝膠前液；

28.(3)將凝膠前液加熱至50℃，并保溫；

29.(4)將步驟(1)的原料混合，加入聚乙烯醇研磨助劑進(jìn)行研磨，得到10000目的漿料，烘干后得到陶瓷粉料，將所述陶瓷粉料部分先送入滾制成型機(jī)中成型，得到種球，再在滾制成型機(jī)中的種球表面同時(shí)噴灑步驟(3)的凝膠前液和溫度為1－5℃的冷水，繼續(xù)持續(xù)加入陶瓷粉料滾制成球，得到研磨球坯；

30.(5)干燥、送入窯爐燒結(jié)，再進(jìn)行拋光處理，即得到粒徑為5mm的氮化鋁球，其中烘干溫度為180℃，燒結(jié)溫度為1500－1850℃，燒結(jié)時(shí)，先以2℃/min的速率升溫至1560℃保溫2h，再以1℃/min的速率升溫至1850℃保溫1h。

31.實(shí)施例二

32.一種氮化鋁球滾制成型方法，包括以下制備步驟：

33.(1)原料的準(zhǔn)備：按以下重量份稱(chēng)取各原料：氮化鋁粉末100份、氧化鋯粉末50份、氧化釔1份、滑石粉7份、高嶺土5份、鋯英石尾礦12份、煤矸石4份；所述氮化鋁粉末的純度為99.8％，所述鋯英石尾礦為經(jīng)過(guò)處理的鋯英石粉料，所述鋯英石粉料的粒徑為70μm，所述煤矸石為經(jīng)過(guò)處理的煤矸石粉料，所述煤矸石粉料的粒徑為50μm，所述氧化鋯粉末中位徑粒度為0.5μm；

34.(2)凝膠前液的制備：卡拉膠、瓊脂、明膠、去離子水按1.5：2：2：15的重量比混合攪拌，得到凝膠前液；

35.(3)將凝膠前液加熱至55℃，并保溫；

36.(4)將步驟(1)的原料混合，加入聚乙烯醇研磨助劑進(jìn)行研磨，得到11000目的漿料，烘干后得到陶瓷粉料，將所述陶瓷粉料部分先送入滾制成型機(jī)中成型，得到種球，再在滾制成型機(jī)中的種球表面同時(shí)噴灑步驟(3)的凝膠前液和溫度為2℃的冷水，繼續(xù)持續(xù)加入陶瓷粉料滾制成球，得到研磨球坯；

37.(5)干燥、送入窯爐燒結(jié)，再進(jìn)行拋光處理，即得到李經(jīng)緯4.8mm的氮化鋁球，烘干溫度為220℃，燒結(jié)溫度為1500－1850℃，燒結(jié)時(shí)，先以2℃/min的速率升溫至1560℃保溫2.5h，再以1℃/min升溫至1850℃保溫1.2h。

38.實(shí)施例三

39.一種氮化鋁球滾制成型方法，包括以下制備步驟：

40.(1)原料的準(zhǔn)備：按以下重量份稱(chēng)取各原料：氮化鋁粉末100份、氧化鋯粉末50份、氧化釔1.5份、滑石粉8份、高嶺土6份、鋯英石尾礦15份、煤矸石5份；所述鋯英石尾礦為經(jīng)過(guò)處理的鋯英石粉料，所述鋯英石粉料的粒徑為100μm，所述煤矸石為經(jīng)過(guò)處理的煤矸石粉料，所述煤矸石粉料的粒徑為80μm，所述氧化鋯粉末中位徑粒度為0.8μm。所述氮化鋁粉末的純度為99.9％以上；

41.(2)凝膠前液的制備：卡拉膠、瓊脂、明膠、去離子水按2：3：3：20的重量比混合攪拌，得到凝膠前液；

42.(3)將凝膠前液加熱至58℃，并保溫；

43.(4)將步驟(1)的原料混合，加入聚乙烯醇研磨助劑進(jìn)行研磨，得到12000目的漿料，烘干后得到陶瓷粉料，將所述陶瓷粉料部分先送入滾制成型機(jī)中成型，得到種球，再在滾制成型機(jī)中的種球表面同時(shí)噴灑步驟(3)的凝膠前液和溫度為1－5℃的冷水，繼續(xù)持續(xù)加入陶瓷粉料滾制成球，得到研磨球坯；

44.(5)干燥、送入窯爐燒結(jié)，再進(jìn)行拋光處理，即得到粒徑為6.1mm的氮化鋁球，烘干溫度為250℃，燒結(jié)溫度為1500－1850℃，燒結(jié)時(shí)，先以2.5℃/min升溫至1500℃保溫3h，再以1.2℃/min升溫至1850℃保溫1.5h。

45.對(duì)比例一

46.與實(shí)施例一相比，本對(duì)比例沒(méi)有步驟(2)(3)，步驟(4)種球在滾制時(shí)表面只噴灑1－5℃的冷水，其他技術(shù)方案與實(shí)施例一相同。

[0047][0048]

通過(guò)上述測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案制得的氮化鋁球密度更高、自磨損率更低，硬度更高。

[0049]

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于，包括以下制備步驟：(1)原料的準(zhǔn)備：按以下重量份稱(chēng)取各原料：氮化鋁粉末100份、氧化鋯粉末50份、氧化釔0.5－1.5份、滑石粉5－8份、高嶺土3－6份、鋯英石尾礦10－15份、煤矸石3－5份；(2)凝膠前液的制備：卡拉膠、瓊脂、明膠、去離子水按1－2：1－3：1－3：10－20的重量比混合攪拌，得到凝膠前液；(3)將凝膠前液加熱至50－58℃，并保溫；(4)將步驟(1)的原料混合，加入研磨助劑進(jìn)行研磨，得到10000－12000目的漿料，烘干后得到陶瓷粉料，將所述陶瓷粉料部分先送入滾制成型機(jī)中成型，得到種球，再在滾制成型機(jī)中的種球表面同時(shí)噴灑步驟(3)的凝膠前液和溫度為1－5℃的冷水，繼續(xù)持續(xù)加入陶瓷粉料滾制成球，得到研磨球坯；(5)干燥、送入窯爐燒結(jié)，再進(jìn)行拋光處理，即得到氮化鋁球。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：所述鋯英石尾礦為經(jīng)過(guò)處理的鋯英石粉料，所述鋯英石粉料的粒徑為50－100μm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：所述煤矸石為經(jīng)過(guò)處理的煤矸石粉料，所述煤矸石粉料的粒徑為30－80μm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：所述氧化鋯粉末中位徑粒度為0.2－0.8μm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：所述研磨助劑為聚乙烯醇。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：步驟(5)的烘干溫度為180－250℃。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：步驟(5)的燒結(jié)溫度為1500－1850℃。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：所述氮化鋁球的粒徑為2－10mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：所述氮化鋁粉末的純度為99.7％以上。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁球滾制成型方法，其特征在于：步驟(5)燒結(jié)時(shí)，先升溫至1560℃保溫2－3h，再升溫至1850℃保溫1－1.5h。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及氮化鋁球的制備領(lǐng)域，提供一種氮化鋁球滾制成型方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的氮化鋁滾制成型方法獲得的產(chǎn)品容易分層的問(wèn)題，包括以下制備步驟：(1)原料的準(zhǔn)備；(2)凝膠前液的制備；(3)將凝膠前液加熱至50－58℃，并保溫；(4)將步驟(1)的原料混合，加入研磨助劑進(jìn)行研磨，得到10000－12000目的漿料，烘干后得到陶瓷粉料，將所述陶瓷粉料部分先送入滾制成型機(jī)中成型，得到種球，再在滾制成型機(jī)中的種球表面同時(shí)噴灑步驟(3)的凝膠前液和溫度為1－5℃的冷水，繼續(xù)持續(xù)加入陶瓷粉料滾制成球，得到研磨球坯；(5)干燥、送入窯爐燒結(jié)，再進(jìn)行拋光處理，即得到氮化鋁球。即得到氮化鋁球。

技術(shù)研發(fā)人員：楊大勝 施純錫 馮家偉

受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建華清電子材料科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.12.23

技術(shù)公布日：2023/3/27