Способ получения абразивного зерна на основе циркониевого корунда

 

Изобретение относится к области получения абразивных материалов. Описывается способ получения абразивного зерна на основе циркониевого корунда c высоким содержанием тетрагональной фазы двуокиси циркония, включающий стадии расплавления окиси алюминия и двуокиси циркония, добавления двуокиси титана и углерода при весовом соотношении двуокиси циркония, окиси алюминия и двуокиси титана (35-50) : (40-63,5) : (1,5-10) соответственно и резкого охлаждения расплава, который заключается в том, что двуокись титана и углерод добавляют до начала расплавления, а резкое охлаждение проводят с обеспечением содержания тетрагональной фазы двуокиси циркония более 90%. Материалы из полученного абразивного зерна обладают улучшенной производительностью шлифования. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к технологии получения абразивных материалов на основе циркониевого корунда, в частности к способу получения абразивного зерна с высоким содержанием тетрагональной фазы двуокиси циркония.

Известен способ получения абразивного зерна с содержанием тетрагональной фазы двуокиси циркония, равным более 60 вес.%, который осуществляют следующим образом: окись алюминия и двуокись циркония расплавляют, к полученному расплаву добавляют двуокись титана и избыточный углерод, после чего в восстанавливающих условиях нагревают до тех пор, пока двуокись титана не будет расплавлена и восстановлена, и полученный расплав подвергают резкому охлаждению, обеспечивающему то, что он затвердевает в течение менее 3 минут, в частности менее 20 секунд (см. патент США N 5143522, МКИ: В 24 D 3/00, 1992 г.).

Недостаток известного способа заключается в том, что производительность шлифования абразивных материалов на основе получаемого зерна не является полностью удовлетворительной.

Задачей изобретения является разработка способа получения абразивного зерна с высоким содержанием тетрагональной фазы двуокиси циркония, обеспечивающего улучшение производительности шлифования материалов из абразивного зерна на основе циркониевого корунда.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения абразивного зерна с высоким содержанием тетрагональной фазы двуокиси циркония, включающим стадии расплавления окиси алюминия, двуокиси циркония, добавления двуокиси титана и углерода, при весовом соотношении основных компонентов: (двуокись циркония): (окись алюминия): двуокись титана), равном (35 - 50): (1,5 - 10): 40 - 63,5), и резкого охлаждения расплава за счет того, что двуокись титана и углерода добавляют до начала расплавления, а резкое охлаждение проводят с обеспечением содержания тетрагональной фазы двуокиси циркония более 90%.

Резкое охлаждение предпочтительно проводят до температуры ниже 600oC путем заливания в промежуточное пространство между металлическими плитами.

Предлагаемый способ можно осуществлять особенно экономично за счет того, что для получения расплава используют естественное сырье, такое как, например, глинозем, боксит, бадделеит, циркониевый песок, рутил и ильменит.

В предлагаемом способе в качестве углерода предпочтительно используют графит или кокс. При этом углерод предпочтительно используют в количестве 0,5 - 5 вес.%. Получаемое предлагаемым способом абразивное зерно содержит в общем не более 3 вес.% примеси, рассчитанной как окислы. При этом содержание редких земель, рассчитанных как окислы, предпочтительно составляет не более 0,1 вес.%.

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемый способ.

Пример 1A- 1B. Смесь 240 кг глинозема, 170 кг бадделеита и 12 кг нефтяного кокса смешивают соответственно с 2,5, 5 и 10% от веса смеси двуокиси титана (в виде рутила) и каждую смесь расплавляют в дуговой электропечи диаметром 2 м. Процесс осуществляют при напряжении 110 Вт и нагрузке 1100 кВч. Жидкий расплав подвергают резкому охлаждению до температуры ниже 600oC путем заливания в промежуточное пространство шириной примерно 5 мм между металлическими плитами. При этом расплав полностью затвердевает за три секунды.

В таблице 1 сведены данные, характеризующие продукты, получаемые вышеописанным образом.

Пример 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что используют сырое, состоящее из 240 кг глинозема, 135 кг бадделеита, 12 кг нефтяного кокса и 10 кг (=2,5 вес.%) двуокиси титана в виде рутила.

В таблице 1 сведены данные, характеризующие продукты, получаемые в данном примере.

Пример 3. Повторяют пример 1 с той разницей, что используют сырье, состоящее из 237 глинозема, 250 кг бадделеита, 12 кг нефтяного кокса и 13 кг (2,5 вес. %) двуокиси титана в виде рутила.

В таблице 1 сведены данные, характеризующие продукты, получаемые в данном примере.

СТФ вычисляют по следующему уравнению, основанному на рентгеновском структурном анализе порошка (рентгеновская дифрактограмма): где т - интенсивность тетрагонального пика при = 30,3; м1 - интенсивность моноклиннового пика при = 28,3; м2 - интенсивность моноклиннового пика при = 31,5.

Материалы измельчают и зерно величиной P 36 согласно европейскому стандарту по ФЕПА (Европейской Федерации по абразивным продуктам) используют для приготовления абразивных лент, которые испытывают под давлением прижима 70 Н. Время шлифования, которому подвергают сталь марки 42CrMo4, составляет по 12 минут. Результаты испытаний сведены в таблице 2.

Формула изобретения

1. Способ получения абразивного зерна на основе циркониевого корунда с высоким содержанием тетрагональной фазы двуокиси циркония, включающий стадии расплавления окиси алюминия и двуокиси циркония, добавления двуокиси титана и углерода при весовом соотношении двуокиси циркония, окиси алюминия и двуокиси титана (35 - 50) : (40 - 63,5) : (1,5 - 10) соответственно, и резкого охлаждения расплава, отличающийся тем, что двуокись титана и углерод добавляют до начала расплавления, а резкое охлаждение проводят с обеспечением содержания тетрагональной фазы двуокиси циркония более 90%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что резкое охлаждение проводят до температуры ниже 600oC путем заливания в промежуточное пространство между металлическими плитами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к абразивной обработке металлов для получения высокой чистоты поверхности и может быть использовано в подшипниковой промышленности

Изобретение относится к области сверхтвердых композиционных материалов на основе кубического нитрида бора (КНБ), которые могут найти применение в инструментальной промышленности для изготовления режущего инструмента

Изобретение относится к процессу изготовления абразивных частиц

Изобретение относится к золь-гель абразивным материалам из оксида алюминия

Изобретение относится к технологии изготовления абразивного материала на основе корунда с коэффициентом формы зерна более 0,6

Изобретение относится к промышленности абразивных материалов, в частности к способу получения абразивных зерен

Изобретение относится к способу получения абразивных частиц катоднодуговым осаждением тугоплавкого материала на частицы центры на основе оксида алюминия, к абразивным частицам, полученным таким способом, и к абразивным изделиям, изготовленным с применением таких частиц

Изобретение относится к составам покрытия зерна шлифовальных материалов и может быть использовано при покрытии зерна шлифовального материала на основе -оксида алюминия

Изобретение относится к составам абразивных паст и может быть использовано в машиностроении в процессах полирования и финишной обработки поверхности металлических деталей

Изобретение относится к абразивному зерну с гидрофобным покрытием на основе корунда или карбида кремния

Изобретение относится к производству каменных и стеклокристаллических изделий и материалов литьем или формованием расплавов с последующей кристаллизацией, может быть использовано для изготовления строительных и отделочных материалов

Изобретение относится к промышленности абразивных материалов, в частности к способу получения абразивных зерен

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для изготовления жароупорных изделий различных конфигураций и размеров для технологических процессов термообработки материалов, например, в металлургической и стекольной отраслях промышленности

Изобретение относится к шихтам для получения плавленного оксида магния, используемого в электротехнической промышленности, например, в производстве трубчатых электронагревателей малого диаметра

Изобретение относится к технологии получения керамических электроизоляционных материалов и может быть использовано для производства трубчатых электронагревателей (ТЭН) малого диаметра

Изобретение относится к области получения абразивных материалов

Наверх