锆刚玉喷砂磨料

发布时间：17-01-09 17:05  来源：www.bdpsj.com

锆刚玉喷砂磨料定义：
锆刚玉（FUSED ZIRCONIA ALUMINA）是以氧化铝、氧化锆为原料在电弧炉中经2000℃以上高温冶炼而成。其质地坚韧,结构致密,强度高,热震性好。锆刚玉根据ZrO2的含量，一般有低锆刚玉(ZrO2 10%~15%),中锆刚玉(ZrO225%)和高锆刚玉(ZrO2 40%)。作为一种高级喷砂磨料，可制造高性能的重负荷砂轮，对钢件、铸铁件、耐热钢、以及各种合金材料有很好的磨削作用

锆刚玉化学成份：
锆刚玉主晶相为α-Al2O3,次晶相为斜锆石，还存在少量玻璃相。

牌号	主要化学成分%
	ZrO2	Al2O3	SiO2	TiO2	Fe2O3
ZA25	24—30	68—72	≤0.5	≤1.0	≤0.2
ZA40	38—44	50—60

锆刚玉物理性能指标：

锆刚玉喷砂磨料用途：
锆刚玉耐熔体侵蚀性好，作为一种高级喷砂磨料，可制造高性能的重负荷砂轮，对钢件、铸铁件、耐热钢、以及各种合金材料有很好的磨削作用；另外，锆刚玉还是一种高级耐火原料，是制作高性能的滑动水口及浸入式水口的理想材料 ，还可用于制作玻璃熔窑用锆刚玉砖。
生成机理 
在锆刚玉中，主要矿物相是ａ－Ａｌ２Ｏ３和Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２形成的共晶体（见Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系状态图）。从图中可以看到：Ａｌ２Ｏ３的熔点为２０５０℃，ＺｒＯ２的熔点为２６９０℃。在ＺｒＯ２含量为４２.６％、温度为１７１０℃时是Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２共晶点。在组成确定后，当温度在相应组成液相线以上时，改变其温度不会导致新相的出现。当温度降到相应组分液相线上时，晶相开始析出，随着晶相的析出，液相组成沿着液相线向共熔点方向变化。当温度达到共熔点时，按共熔点组成中的比例同时析出晶相Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２共熔相。 
当锆刚玉熔体冷却时，就开始产生晶体。晶体尺寸一般通过控制晶体成长速度，即采取急冷（过冷）的方法来实现。 
为确保锆刚玉的质量，除合理选择冶炼参数及工艺、冷却工艺及加工工艺外，选择合适的添加剂，降低锆刚玉中ＳｉＯ２含量，使Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２共晶且结构均匀等亦是锆刚玉生产的关键。 
冶炼工艺 
锆刚玉的冶炼一般是在倾倒炉和流放炉上进行。其工艺和棕刚玉冶炼大致相似，但由于炉料中ＳｉＯ２及其它杂质的含量较高，炉液粘度增加，操作难度较大。再者冶炼过程一般采用较薄层作业，便于杂质的挥发。 
冷却工艺
合理的冷却工艺是锆刚玉获得微晶结构的关键。 
冷却方法的特征是将熔液迅速冷凝后，再自然冷却，放慢冷却速度的原因被看作是“裂纹合拢”或回火过程。

冷却方法	过程与特征	备注
钢球冷却法	将熔液倒在一堆助冷块上，助冷块平均尺寸为１２～５０mm，块与熔业体积比为１∶１～３∶１。一般采用碳钢球做助冷块。要求助冷块和熔液比尽可能高，助冷球块尽可能小。	英国专利：１３２３２８２ １９７３.７.１１日发表
半连续钢球冷却法	将接包先铺上一层不反应、不熔化的固体冷却介质，厚度＞150mm，介质直径（5～60）mm的钢球。当熔液倒入接包时，同时加入冷却介质，边倒边加。此方法与钢球冷却法相比，接包中冷却的熔液量要大的多。	美国专利：３９２８５１５ １９７５.１２.２３日发表
连续钢球冷却法	其方法和半连续冷却法基本相同，所不同的是：将接包底部开一个口子，通过控制接包的倾斜度，来实现冷却介质和刚玉从口中流出，连续作业。	美国专利：３７２６６２１ １９７３.４.１０日发表
滚筒挤压法	用一个管子，使熔液通过它流出到一个冷凝滚筒上，使之迅速成为半凝状冷却薄片，用一个挤压滚筒挤压使之致密，成为一个薄带状通过改变弯曲方向，使它有一部分破碎。与前钢球冷却相比，劳动强度小，产品质量有保证，２４＃中单晶体＜１％，８０＃中单晶体＜（４～１４％）	美国专利：３６４６７１３ １９７２.３.１６
隔板冷却法	把刚玉熔液倒入许多石墨或金属抗热材料作成的彼此隔开的板之间，使熔液表面与空气隔开，并迅速冷却，板间隙≤１３mm，板体积与板之间的净空比≥３∶１。 特点：结晶均匀，生产量大，且９５％熔液表面不与空气接触。	美国专利：４０７０７９６ 发表日期： １９７８.１.３１日

 

	美国诺顿公司		日研磨材	中国第七砂轮厂
	ZS	ZF	AZ—73	设计指标	1	2	3
Al2O3%	74.98	75.14	71.40	＞68	76.16	74.13	74.22
ZrO2%	23.6	23.6	26.90	23～28	20.35	21.93	22.03
SiO2%	0.20	0.13	0.20	＜1	0.6	0.95	0.90
TiO2%	0.40	0.35	2.3		1.69	2.12	1.97
Fe2O3%	0.09	0.07	0.10	＜0.4	0.18	0.51	0.46
CaO%	0.60	0.57			0.37	0.24	0.30
MgO%	0.15	0.10			0.34	0.12	0.17
密度(g/cm3)	4.31	4.31			4.27	4.32	4.31
晶体尺寸(μm)	平均１７	平均１７	20～40	＜40	平均42	平均19	平均28
磁性物（%）	0.2	0.2		＜0.3	＜0.3	＜0.3	＜0.3
PF值	7	7			9.3	8.89	8.93
Al2O3结构	a	a	a		a	a	a
12#抗压强度（kg）	44.9	43.7		＞40	41.8	40.3	41.2
１２＃韧性（％）	97.25				97.31	96.17	95.16
努普硬度（HK∶kg/mm2)	1104	1466			1206	1484	1707
维氏硬度（HV·kg/mm2)	1359	915			1392	1563	1728
熔点（℃）	1850	1850			1840	＞1790	＞1790
热膨胀系数（１／℃）	2.52×10-6	2.52×10-6			2.1×10-6	2.1×10-6	2.1×10-6
热容量（kJ/kg·k）	0.92	0.92			0.92	0.924	0.954
３１５℃热导系数（w/(m·℃)）	17.3	17.3				9.46	4.67

 

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