刚玉磨料是以氧化铝((Al2O3))为主要成分的磨料,具有硬度高、耐磨性好、化学稳定性强等优点,在工业领域应用广泛。以下是关于刚玉磨料的详细介绍:
种类
棕刚玉:主要成分是(Al2O3),含量在 96%-98% 左右,具有硬度中等、韧性大、颗粒锋锐、价格比较低廉的特点,适合加工抗张强度高的金属,如碳钢、合金钢等。微晶刚玉磨料和黑刚玉磨料都是其派生品种。
工艺品 棕刚玉
白刚玉:其硬度略高于棕刚玉,但韧性较差,磨削时易切入工件,自锐性好,发热量较小,磨削能力强,效率高,适用于加工淬火钢、高速钢等,也常用于精密磨削和镜面磨削。铬刚玉磨料是其派生品种,铬刚玉中含有\(0.2\%-0.3\%\)氧化铬(Cr2O3)),呈粉红色,比白刚玉略硬,添加少量(TiO2)会增加其韧性。
工艺品 白刚玉
单晶刚玉:颗粒是由单一晶体组成,并具有良好的多棱切削刃,较高的硬度和韧性、磨削能力强,磨削发热量少,适用于高钒高速钢、奥氏体不锈钢、钛合金等高硬度、高韧性材料的磨削,特别是用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工,但生产成本较高,产量较低,价格比较高。
工艺品 单晶刚玉
锆刚玉:在生产过程中通过向氧化铝中添加 10%-40% 的二氧化锆(\(ZrO_2\))获得,制造通常包括快速凝固,以产生细粒度和坚韧的结构,所得磨料为细粒、坚韧、高度延展且使用寿命长,适用于中重负荷去除材料和高压磨削,例如铸造厂的坯锭磨削。
工艺品 锆刚玉
空心球形刚玉:历史已有 80 多年,并且已商业化生产 30 多年,致密的刚玉球是通过在还原条件下吹制液体刚玉浇注流,使用压缩空气或蒸汽制成的,也可以通过超声辅助将液态熔融氧化铝分散成细滴并进行冷却来制造,主要用于在磨具中产生闭合孔隙,以及需要尽可能降低切割温度的应用。
制造方法
电熔法:原料铝土矿含有 85%-90% 的氧化铝((Al2O3)、2%-5% 的二氧化钛((TiO2\)以及高达 10% 的氧化铁((Fe2O3))、二氧化硅和其他碱性氧化物。将铝土矿等原料放入电弧炉中,在高温下熔融,然后冷却、破碎、筛分,得到不同粒度的刚玉磨料。通过贝尔法使用低钠氧化物可以制造超过 99% 纯度的电熔刚玉,除了 0.1%-0.4% 的氧化钠(Na2O)之外,贝尔法可以去除几乎所有原料铝土矿的天然杂质。
溶胶 - 凝胶法:通过化学沉淀和烧结的方法来获得刚玉磨料。先将铝盐等原料制成溶胶,然后经过凝胶化、干燥、烧结等工艺,得到刚玉磨料。这种方法可以制备出纯度高、粒度细、晶体结构均匀的刚玉磨料,并且可以通过控制工艺参数来调节磨料的性能。
应用领域
磨削加工:用于制造砂轮、砂带、研磨盘等磨削工具,对各种金属和非金属材料进行磨削加工,如钢材、铸铁、铝合金、玻璃、陶瓷等,可提高加工精度和表面质量5。
抛光处理:可作为抛光粉或抛光膏的主要成分,用于对工件表面进行抛光,使其达到镜面效果,广泛应用于光学仪器、珠宝首饰、汽车零部件等领域。
喷砂清理:将刚玉磨料通过喷砂机喷射到工件表面,去除表面的锈迹、油污、氧化皮等杂质,提高工件表面的粗糙度和附着力,常用于金属结构件、船舶、桥梁等的表面处理。
切割加工:在切割石材、玻璃、陶瓷等脆性材料时,使用含有刚玉磨料的切割片或切割线,可以提高切割效率和切割质量。