專利名稱：：基于經(jīng)熔融的球形剛玉的磨粒的制作方法基于,融的珎^形剛玉的廇呻立本發(fā)明涉及基于融的球形剛玉的奮險，其中該膝粒由用包含粘結(jié)劑和細(xì)粒的研,固體顆粒的層包復(fù)的球形剛i^構(gòu)成。自約75年前球形剛玉已為A/斤知，而工業(yè)生產(chǎn)則是自約30年前。例如US-專利1,871,792和1,871,793描述了^^助壓縮空U蒸汽噴吹液態(tài)剛玉的澆注射流，其中產(chǎn)生直徑約0-5咖的剛玉空心球，在上述US專利文獻(xiàn)中，已經(jīng)描述了迄今為止仍應(yīng)用的制備方法的所有重要步驟。大量專利文獻(xiàn)描述了這樣獲得的空心球的應(yīng)用。例如，DE628936描述了將空心球研#玻璃化以形成^W粒，然后由此制絲具。由于該材料的高孔隙率和空心球的較低強(qiáng)度，妙工^H"顆粒時會產(chǎn)生相對細(xì)小的只能用于某些特殊用途的顆粒。由于在熔融剛玉的傳統(tǒng)加工過程中會不可i^地產(chǎn)生相應(yīng)的細(xì)粒，所以用空心球剛玉制備W^^f立經(jīng)濟(jì)意義小。在制4^統(tǒng)剛玉Jl^立的情況下，首先辦為原料的鋁lLi或MJ^電孤爐中熔融。隨即將經(jīng)熔融的剛玉冷卻并由此產(chǎn)生10-15to大小的塊體形狀。這種剛玉塊在持續(xù)2—5天的時間完全^HP后，用破碎4A^a^^ii行破碎，并將由此產(chǎn)生的物料篩分^目應(yīng)的J^立。因此，在制備剛玉時有相當(dāng)大-"^分^^是將直徑達(dá)IMt的剛玉塊破碎成直J^A^Mt到幾毫米范圍內(nèi)的奮粒的情況下的破碎加工和磨損產(chǎn)生的，所以，迄今為ihA們一絲嘗M氣態(tài)剛玉熔融絲i^5l凝固之前^t以避開耗費(fèi)的破碎加工。正如文端提及的那樣，可以通過噴M態(tài)剛玉的澆注射流來實(shí)現(xiàn)制備多孔空心球剛玉，然而其不太適合怍為^f立。目前，例如由于球形剛玉的低導(dǎo)熱性、化學(xué)惰'^^多孔性而主要用作耐火##。球形剛玉在耐火材料工業(yè)中的^^)最初在專利US2，261,639中描述。與jtbf目比，^W^工業(yè)中球形剛玉主要不是用作為磨粒，而A^制造砂輪時用作致孔劑。例如，在US2，986，455或DE1281306中描述了這種磨具，盡管如此，人們一直在研究噴吹剛玉，以便以此方式制備磨粒。例如在US2，261，639描述了用空氣噴吹由氧化鋁添加1一10%的氧化鈉構(gòu)成的熔體，其中獲得致密的結(jié)晶球，其^5皮碎后也可以用作,。然而高舍量的氧化鈉導(dǎo)致鋁酸鈉的形成，由》w錄粒的性肯^^斷氐。US2，340，194描述了在熔體中添加1-1.5%的氧4匕鈥，其應(yīng)該產(chǎn)生具有相對厚壁的耐壓空心來DD134638描述了制備剛玉空心球的方法，其中通*加氮^45或氧氮化鋁形式的氣/f^結(jié)合的氮來影響剛玉空心球的特性。在GB284131中描述了其中首先借助空氣J5W液態(tài)剛玉吹入冷卻室，然后在其中用^p水^jf^頓津li^一步轉(zhuǎn)。扭產(chǎn)生直徑約3咖的顆粒0EP1157077描迷了多晶磨粒的制備，其中澆注液態(tài)剛玉并^it過應(yīng)用超聲波的情況下掙溶融的氧化鋁^HM微滴而協(xié)助液態(tài)剛玉的務(wù)卻。在比，獲得平均直徑小于l咖的致密柳險。所，粒的晶粒尺寸為小于30ym。3W技術(shù)的所述方法的缺點(diǎn)是，一方面嘗^it過化學(xué)組成來影響所希望的產(chǎn)品的物理特性諸如孔隙率和密度，其結(jié)果也導(dǎo)致產(chǎn)物化學(xué)組成的變化，由此經(jīng)常斷氐了產(chǎn)物作為^^立的功能，另一方面嘗艦iit法工藝的變化方案來影響產(chǎn)物的物理特性，常與高^^1費(fèi)相關(guān)并在制備時導(dǎo)致相應(yīng)的禮^，因而，到目前為止上^法都不能實(shí)棘直接生產(chǎn)^r立。因此，仍;Mv^j"不必高耗費(fèi)的破碎加工直接由熔體生產(chǎn)奮險的方法的需要。j因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供無JE賄^^的缺點(diǎn)并以此以簡單的方式制備更有效的奮粒，而不必實(shí)施以往高耗費(fèi)的破碎加工的方法。通過具有##^^要求13的特征的方法以及具有^U'J要求1的特征的磨粒，解決了該任務(wù)。本發(fā)明的^i^案和實(shí)施方^iA^K^要求的^1。令人驚訝政現(xiàn)，通,細(xì)粒的、研絲固體W蜂粘結(jié)劑-"^構(gòu)成的層多孔的、J4^^形的、具有作為^^立的:色特性的固體^fei。"、例M過附加的M層，^^斤述剛玉獲得有t^用作為^的特性。首ibit過^^細(xì)粒的固體^^l高了H^面積，由此改善球形剛玉^^中的粘結(jié)力，例如^E^輪中或在基體(Unterlage)上的糾中。因此箱所述^W，獲得0.1-0.3m7g的t昧面積。由此，經(jīng)^a的剛玉的表面積湘比未^Jt的剛玉表面積高約二十倍，6通itit種附加的微孔^a^，本發(fā)明的^r立具有極其高的總孔隙率，其中，開孑14L隙率為在10%和30。/之間且閉孑UL隙率為在60和90°/之間，由開孑I4L隙率加上閉孑L^隙^fp與閉孑L^隙^比得出總孔隙率(R)并條下式計(jì)算(開孑1^隙率+閉孑WL隙率)R-開孑LJL隙率R具有在3與10之間的值。由于高孔隙率，本發(fā)明的^^具有相對低的0.5-lkg/1的堆密度，其絲低于J^立以往的常MJt值。用7jc4ML隙率計(jì)和數(shù)字圖像分析儀測量孔隙^直，而堆密^U5'J輛常旨法通it^^立的^R量取(auslitern)和稱重來測量。作為粘結(jié)劑既可以考M才M占結(jié)劑也可以考慮無3幾粘結(jié)劑。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施辨中，^^i^膝結(jié)劑，特別是^J^L粘結(jié)劑和/或^ik粘結(jié)劑。依據(jù)奮險的使用目的，也可以使用有機(jī)粘結(jié)劑，其中優(yōu)選的粘結(jié)劑為合成樹脂。基于J^立的總固體M計(jì)，粘結(jié)劑的含量為o.05-io重量y。。通常^M相對高的粘結(jié)劑含量，因?yàn)榘黕M目對M并必須使用相應(yīng)的粘結(jié)劑含量以便^J^iii^必要的強(qiáng)度。^a^本身M由細(xì)粒的研糾固體顆并誠成。m白剛玉、輛剛玉、半脆剛玉或鋯剛玉。然而她的實(shí)施方案也可以含有鋯多鋁^^S、碳^^:、金剛石和/或立方氮化硼。固體顆粒的粒度為在0.1-100juni之間。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，固體顆粒的平均粒^在3-25nm之間。如上所述，本發(fā)明的磨粒用相對厚的層包覆，JL^于奮險的總固體^i計(jì)，研糾固體顆粒的襯為在20%和40重i^U'司。層厚本身為在50和500nm之間，^^150jim和300jam之間，并才緣本發(fā)明為固體^^自的平均粒度的數(shù)倍，因此，本發(fā)明的城在于^a^在固體^laJi財(cái)多層。結(jié)^L現(xiàn)，只有經(jīng)驢的球形剛玉才能ii^必要的強(qiáng)度，以便有^k^作脅。依據(jù)應(yīng)用情況可負(fù)沐利的是，在^t^中除了粘結(jié)劑和細(xì)粒的研M固體外，還構(gòu)入附加的添加劑。作為添加劑考慮燒結(jié)添加劑、粘固組分7(Zementbildner)和/或磨削活性(schleifaktive)物料。^i^作為層;^到球形剛玉上之前，將附加的添加劑與細(xì)粒的研奮H"固體"給。制備本發(fā)明的磨粒的方法相對簡單且低耗費(fèi)。以傳統(tǒng)的方式通過用空氣-水-;S^噴吹液態(tài)熔體來制備球形剛玉本身。將其中產(chǎn)生的多孑L^l形A1A-朱在強(qiáng)制式^^機(jī)中與粘結(jié)劑混合。隨即向用粘結(jié)劑潤濕的球形剛玉添加細(xì)粒的研耕固體顆粒，其lt^粘附于球形剛玉的表面。一旦^^iJiJ了所希望的厚度，就將這種經(jīng)涂層的多孑u^形Ai203成型^^i行熱處理，以便以此方式強(qiáng)iMl何種類型的粘結(jié)劑，絲于^^^來的^^I目的。如財(cái)慮用在結(jié)合陶瓷的妙輪方面，其中^^f^IiE^Nf占結(jié)劑，其中在特別有利的變化方案中使用價廉物美的可以大量獲得的7K玻璃。在^jf)^i^占結(jié)劑的情況下，隨即的熱處#400-1400匸之間的溫度范圍內(nèi)實(shí)施，其中粘結(jié)劑與細(xì)粒的研M固體-"^&結(jié)成堅(jiān)固的層。如果絲經(jīng)M的空心球剛玉用于Ait樹脂結(jié)合的砂輪中，也可以^JD有才M占結(jié)劑，其中^^f捐本身也用作為砂輪中的粘結(jié)劑的粘結(jié)劑類型。這類有;^*系在200-500匸之間固化。有才M占結(jié)劑同^^kit合于將用于基體上的M的J^形剛玉涂層。通itfM附加的添加劑，可以改善本發(fā)明的磨粒的磨削效果、,行為或者結(jié)合的形成。例如在應(yīng)用合^^脂作為粘結(jié)劑的情況下有利的是，使用附加的磨削活4i^料，例如石刷碌、碳艦、鹵化物或其它^Jl削i^呈的材料。在應(yīng)用無機(jī)粘結(jié)劑的情況下，可以添加有助^W本身的強(qiáng)度的附加的燒結(jié)添加劑或粘固組分。經(jīng)^a的球形剛玉的強(qiáng)度可以在所謂的CFF(抗壓斷裂力^)中測定。在該#中，用液壓沖頭將單^Wt^^MS并測量^!^f磨粒所必需的力。用這種方法可以確定，本發(fā)明的經(jīng)M的球形剛玉具有相比絲^a的球形剛玉約3-5倍的強(qiáng)度，并因jtb^于相當(dāng)于傳,融剛玉的強(qiáng)度范圍內(nèi)。因此，^上述方法實(shí)m過^a球形剛玉制備癡險，所i^險由于^a層的許多變化可能性可以出色3^kit合^M"H^！目的。以下艦據(jù)數(shù)個絲絲實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)樹細(xì)解釋。實(shí)施例1制^^經(jīng)^t的i^形剛玉將63kg平均粒度為2-3咖的球形剛玉(ALODURKKW，Treibacher^AG)添加到強(qiáng)制式混合才幾中，并用7jc^璃與水的6kg混合物(比例為l:l)混合，直J^i形剛玉的表面均勻地潤濕。向該;^^中添加27kg最^^立^20pm的輛剛玉(ESKP1400,Treibacher絲AG)。^Nt"^^均4匕纟々2-3辦。^^H^t得的均勻包覆的球形剛玉在5ox:下干燥，并隨即M轉(zhuǎn)管式爐中于1300r下麟。在麟爐中的停留時間為約20樹。在電子顯微鏡下測得驢層的平均層厚為約250jum。實(shí)施例2磨削#(平面磨削)將才財(cái)居實(shí)施例1所獲得的奮險與粒^F46的"W剛玉^^立"^^工，脂粘結(jié)的砂瓦(Schleifsegment),其中脊逸剛玉奮粒(實(shí)施例1)的比例為3:1^J"具表面積為0.059m2的情況下，砂瓦的尺寸為280x55咖。結(jié)果制備出不同^tl船、〗(G或H)的砂瓦。用如jft^得的砂^)"工件表面積為0.206m2的非^r硬質(zhì)鋼(1018)工件進(jìn)4t。為了進(jìn)^"5沖比，使用類々:^少瓦，其中^^傳統(tǒng)的球形剛玉代替經(jīng)^A的^l形剛玉。在機(jī)械功率為18.4kW或36.8kW、切削速度為18轉(zhuǎn)/分、ii^4JL為0.5咖/min瓦惑*量為10.2鵬的情況下，將砂瓦(Segmente)用于平面磨肖'J。所獲得的磨削結(jié)絲下表l中總結(jié)表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>B1-用根提實(shí)施例1的經(jīng)^的球形剛玉的樣品，vi-用普ii^i形剛玉的對比例"由磨削量、x工件面積/磨損x磨具面積計(jì)算系數(shù)G。如由表l中的結(jié)果可知，通過^^]本發(fā)明經(jīng)^的球形剛玉，可以實(shí)現(xiàn)系數(shù)G提高直至25。/。。實(shí)施例3磨削試瞼(深度磨削)與實(shí)施例1所i^法勒^&制備平均粒度為260nm(^^立F60)的經(jīng)^的球形剛玉并加工威尺寸為500x65x203.2咖的結(jié)合陶瓷的砂洽。為了進(jìn)行對比，^f目同a下用白剛玉(F60)制^^結(jié)合陶資的妙輪。用上i^^fe"對工，(DIN1.2242)ii^^CJt^削。與用白剛玉的砂樹目比，在/f^J本發(fā)明的球形剛玉的情況下，可以實(shí)現(xiàn)工具i^L提高約17%，同時不會U工件氧化變色或型面損失。因此，顯示節(jié)省時間并允^械高才;i^負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)。10權(quán)利要求1.具有由經(jīng)熔融的球形剛玉構(gòu)成的核的磨粒，其特征在于，該球形剛玉包覆著由至少一種粘結(jié)劑和細(xì)粒的研磨料固體顆粒構(gòu)成的層。2.根路和牙日要求1所述的磨粒，其特征在于，所述球形剛玉的平均直徑為0.05一snnn。3.才秀據(jù)和躊U要求1或2的磨粒，其特征在于，所述層的厚度為在50和500林m之間，優(yōu)選在150和300林m之間。4.才助酥呀懊求1至3之尸的磨粒，其特征在于，細(xì)粒的研磨料固體顆粒具有在0.1和100四之間，優(yōu)選在3和25四之間的平均穎粒直徑.5.才民澹和躊弓要求1至4之尸的磨粒，其特征在于，細(xì)粒的期館講固體顆粒的含量基于磨粒的總固體含量計(jì)為20一40重量腸。6.才助酥呀口要求1至5之一的磨粒，其特征在于，所述層的厚度為球直徑的1/20一1/5。7.才助酥呀日要求1至6之尸的磨粒，其特征在于，所述層為所述固體顆粒的平均粒度的5一100倍，優(yōu)選20一50倍。8.才澎澹和俐要求1或7的磨粒，其特征在于，磨粒的開孑琦匕隙率為10一3004,閉孑漪匕隙率為60一90%，以及總孔隙率(開孑漪匕隙率＋閉孑崎匕隙率)與閉孑喻匕隙率的比值R才禹澹下式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>9.才助酥呀日要求1至8之尸的磨粒，其特征在于，磨粒的比表面積BBT為0.1一0.3耐／g。10.才助酥呀快求1至9之一的磨粒，其特征在于，磨粗的堆密度為0.5-1.okg/1.11.根澹和并快求1至10之一的磨粒，其特征在于，粘結(jié)劑為無術(shù)琳結(jié)劑，特別是硅酸鹽或磷酸鹽粘結(jié)劑。12.才^tWJ要求1至10之一的磨粒，其特征在于，粘結(jié)劑為有機(jī)粘結(jié)劑，特別是合細(xì)脂。13.才Nt擬'涹求1至12之一的務(wù)險，其特銀在于，基于務(wù)險的總固僻i含4i十，粘結(jié)劑的量為0.05-5重:fl14.f^t^U'涹求l至13之一的^^立，^#錄于，細(xì)粒的研糾固體顆凈遞自下組，該組包括白剛玉、絲剛玉、半脆剛玉、鋯剛玉、鋯多鋁^*5、碳4b^:、金剛石和立方氮^r^。15.才N^M'J要求1至14之一的磨粒，其特征在于，在M層中，除了粘結(jié)劑和細(xì)粒的研奮H"固體外，i^^"有附加的添加劑，所iij^加劑選自包拾燒結(jié)添加劑、粘固組^p磨削活性物質(zhì)的組，例如選自包括Na、K、Li、Mg、Ca、Al、Mn、Cu、Sn、Fe、Ti、Sb和Zn的元素的組的石j!M⑩、碳,、囟化物^^鹽。16.#4^5^'澳求1至15之一的奮粒，，;t^L于，由^融的J^形剛玉構(gòu)成的核是空心球剛玉。17.^^M，j要求l至15之一的i^立，其特機(jī)在于，由經(jīng)溶融的^l形剛玉構(gòu)成的核是多孑U^形剛玉。18.制備基于經(jīng)熔融的球形剛玉的磨粒的方法，其包括以下步驟-在電弧爐中熔融勤匕鋁，-用空v水的';^^將氣態(tài)熔體吹制成多孑u^形的入1203成型體，絲棘于，曙在》,^^機(jī)中將所獲得的多孑L、球形的人1203成型^至少-^粘結(jié)劑';錄，-將用所U少一種粘結(jié)劑潤濕的多孑L^形A1203成型艦過';￡^細(xì)粒的研員固體柳粒而初c^置細(xì)粒的研奮H"固體^ia層，和-隨即將用細(xì)粒的研M固體顆粒涂覆的多孑^形Al203成型^i行熱處理，以1^P固M^。19.^^擬'漆求18的方法，^ft4^于，^^用7j^^^^iMr占結(jié)劑。20.才M^M'J^求18或19的方法，其特征在于，熱處理在400和1400X:之間的iSyl范圍內(nèi)進(jìn)行。21.才MtW，J^求18的方法，^#絲于，^^有^l占結(jié)劑。22.根據(jù)^M'澳求18或21的方法，其特棘于，熱處理在200和5001C之間的溫度范圍內(nèi)進(jìn):行。23.#4^5^，漆求18至22之一的方法，其特征在于，與細(xì)豐立的而f奮阡固體顆粒-^添加附加的添加劑，所J^加劑選自包^T^添加刑、粘固組#磨削活性物質(zhì)的組，例如，選自包括Na，K，Li，Mg，Ca，Al，Mn，Cu，Sn，F(xiàn)e，Ti，Sb和Zn的元素的組的石彭^、^ik、卣4^MHWt24.才^t^U，J要求1至17之一的絲用于制造妙1W用途。25.才^^'JJ^求1至17^L—的^^立用于制造J-^Ji的,的用途。全文摘要本發(fā)明涉及基于經(jīng)熔融的球形剛玉的磨粒，其中所述球形剛玉用相對厚的、由細(xì)粒的研磨料固體顆粒構(gòu)成的層包覆。通過所述包覆層，使球形剛玉達(dá)到適合作為磨粒的特性。文檔編號C09K3/14GK101460587SQ200780015336公開日2009年6月17日申請日期2007年4月25日優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日發(fā)明者S·薩克塞申請人:研磨劑與耐火品研究與開發(fā)中心C.A.R.R.D.有限公司