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      行業動態

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      煅燒棕剛玉磨料的生產和使用



      棕剛玉是基本的磨料之一,它的抗破碎、抗氧化、抗腐蝕能力較強,具有良好的化學穩定性。在我國,棕剛玉的生產工藝成熟,生產成本比其它磨料低,性價比也優于其它磨料。因此,經過多年的發展,棕剛玉已逐漸形成了一定產業規模的工業材料體系,成為我國工業發展無可替代的基礎材料和國民經濟中不可缺少的重要組成部分,目前在國內外固結磨具、涂附磨具的制造和耐火材料生產中占有重要地位。 

      隨著我國機械制造業的快速發展和結構性調整,磨具行業對棕剛玉產品的質量要求越來越高,促使磨料生產企業不斷地進行嘗試性的摸索實驗,尋找一種切實可行的處理辦法來提高棕剛玉的產品質量。目前,提高棕剛玉磨料產品質量的處理技術主要有:改善磨料顆粒形狀、熱處理或化學涂層三種。僅僅改善顆粒形狀來提高磨料性能遠遠不能達到磨具的工藝要求,而化學處理也存在著成本高,污染環境的弱點,因此對棕剛玉磨料進行熱處理成了目前提高磨料質量的主要方法,得到了廣泛的重視。

      (煅燒方法

      有梭式窯、隧道窯、回轉窯和倒煙窯(已淘汰)和立式窯。熱源主要煤炭、煤氣、天然氣、液化氣、甲烷氣和電力。

      (煅燒工藝

      把棕剛玉磨料盛入專用容器先預熱后逐步升溫至8001350℃煅燒2小時,自然冷卻后水洗篩分,磨料的色澤根據不同溫度表現為深棕色、棕藍色、藍色、淺藍色和藍灰色。

      (煅燒棕剛玉磨料的優點

      1、消除了棕剛玉磨料反常膨脹。由于電熔剛玉在冶煉過程中,磨料中含有低價位氧化鈦(Ti2O3、TiO)和碳化鈦、氮化鈦(TiC、TiN),它們在800℃-1350℃氧化氣氛中煅燒時,會進一步氧化,體積相應增大,使磨料體積變化超出了它本身正常膨脹,即為反常膨脹。磨料反常膨脹會導致棕剛玉陶瓷砂輪在燒成時,表面出現網狀裂紋,從而造成大量廢品,而采用煅燒處理是消除棕剛玉磨料反常膨脹有效手段。

      2、降低了磨料的堆積密度,提高了磨料韌性。由于磨料在煅燒過程中,首先固熔于剛玉晶體內的Ti3+被氧化而引起了晶格收縮,從而提高了磨料抗壓強度。其次,煅燒還會彌補在制粒過程中所造成內應力。因此,用煅燒后磨料生產各種磨具,不僅耐用而且鋒利,提高了磨具磨削性能,特別是生產樹脂薄片和重負荷砂輪使用較多。

      煅燒對磨料韌性的影響


      粒度

      棕剛玉

      白剛玉

      未煅燒

      1000℃煅燒

      1350℃煅燒

      未煅燒

      1000℃煅燒

      1350℃煅燒

      16

      20

      24

      30

      36

      46

      60

      80

      54

      62

      46

      56

      71

      67

      54

      78

      67

      80

      63

      67

      83

      79

      66

      83

      76

      80.1

      73

      74

      88

      88

      68

      84.6

      36

      38

      77

      83

      78

      75

      44

      66

      83

      87

      82

      88

      50

      77

      88

      92

      87

      88


      3、提高了棕剛玉磨料親水性。棕剛玉磨料經800℃-1350℃灼燒2--4小時后,磨料親水性能提高了3.5倍。這主要是由于磨料表面揮發物等雜質被清除,低熔點物質被燒掉,磨料表面毛細管現象增加的緣故。磨料堆積密度相應降低,親水性提高,磨料用于涂附磨具,其耐用度能提高30%左右。如表4

      煅燒對磨料親水性的影響


      粒度

      時間(分)

      親水性高度(mm

      未煅燒

      煅燒

      150

      3

      5

      10

      20

      30

      49

      60

      80

      103

      125

      116

      139

      190

      250

      300

      60

      3

      5

      10

      20

      30

      45

      47

      50

      52

      50

      120

      128

      157

      160

      167


      4、提高了磨具強度。煅燒處理后,磨料除去了表面揮發物等雜質,提高了磨料純度和清潔度,因而在磨具制造時,提高了磨粒和結合劑結合力,降低了結合劑用量,提高了磨具強度。

      5、改善了磨具外觀和切削能力。煅燒處理后磨料,由于包裹鐵質剛玉磨粒膨脹破裂,因此磁性物質很容易被磁選掉,降低了磨料磁性物含量,在燒成磨具時不會出現銹斑,改善了磨具外觀和切削能力。

      (煅燒磨料的缺點

      1、流動性變差。由于煅燒磨料表面揮發物等雜質被清除,低熔點物質被燒掉,磨料表面毛細管現象增加,磨料堆積密度相應降低,比重下降,從而造成流動性變差。

      2、防潮能力差。由于毛細管現象增加、磨料比表面積增大,親水性提高,吸潮能力提高,因此會給涂附磨具植砂帶來不利因素。

      (煅燒磨料的使用

      任何事物都是一分為二的。雖然棕剛玉煅燒磨料相對未煅燒的棕剛玉磨料,無論是韌性、強度、親水性、磨削能力等,和未煅燒棕剛玉磨料相比,都有大幅度提高。但畢竟它的相對價格較高,而且也有些許缺點,特別是150目以細的中溫煅燒磨料吸潮能力明顯提高、導致流動性差,勢必會給企業現有的涂附磨具植砂造成一些困難。因此建議磨料生產企業在生產過程中要盡可能做到系統化、標準化,切實保證其產品的穩定性、持久性,為下游使用客戶創造使用條件;其次、使用企業在使用煅燒磨料時一定要先行試用,逐步完善改進設備的適應性,然后批量使用;可以使用中溫煅燒磨料的,盡可能不要使用高溫煅燒磨料,畢竟高溫磨料價格明顯高于中溫煅燒磨料。

      總之,用煅燒來處理棕剛玉磨料是節約資源,保護環境,提高產品性能的有效措施。生產企業和使用企業要共同努力,不斷完善,切實推進我國磨料磨具制造工業整體水平的提高和健康發展。

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