鋯剛玉磨料

發布時間：17-01-09 17:05  來源：www.awsfly.com

鋯剛玉磨料定義：
鋯剛玉（FUSED ZIRCONIA ALUMINA）是以氧化鋁、氧化鋯為原料在電弧爐中經2000℃以上高溫冶煉而成。其質地堅韌,結構致密,強度高,熱震性好。鋯剛玉根據ZrO2的含量，一般有低鋯剛玉(ZrO2 10%~15%),中鋯剛玉(ZrO225%)和高鋯剛玉(ZrO2 40%)。作為一種高級磨料，可制造高性能的重負荷砂輪，對鋼件、鑄鐵件、耐熱鋼、以及各種合金材料有很好的磨削作用

鋯剛玉化學成份：
鋯剛玉主晶相為α-Al2O3,次晶相為斜鋯石，還存在少量玻璃相。

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

鋯剛玉物理性能指標：

鋯剛玉磨料用途：
鋯剛玉耐熔體侵蝕性好，作為一種高級磨料，可制造高性能的重負荷砂輪，對鋼件、鑄鐵件、耐熱鋼、以及各種合金材料有很好的磨削作用；另外，鋯剛玉還是一種高級耐火原料，是制作高性能的滑動水口及浸入式水口的理想材料 ，還可用于制作玻璃熔窯用鋯剛玉磚。
生成機理 
在鋯剛玉中，主要礦物相是ａ－Ａｌ２Ｏ３和Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２形成的共晶體（見Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系狀態圖）。從圖中可以看到：Ａｌ２Ｏ３的熔點為２０５０℃，ＺｒＯ２的熔點為２６９０℃。在ＺｒＯ２含量為４２.６％、溫度為１７１０℃時是Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２共晶點。在組成確定后，當溫度在相應組成液相線以上時，改變其溫度不會導致新相的出現。當溫度降到相應組分液相線上時，晶相開始析出，隨著晶相的析出，液相組成沿著液相線向共熔點方向變化。當溫度達到共熔點時，按共熔點組成中的比例同時析出晶相Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２共熔相。 
當鋯剛玉熔體冷卻時，就開始產生晶體。晶體尺寸一般通過控制晶體成長速度，即采取急冷（過冷）的方法來實現。 
為確保鋯剛玉的質量，除合理選擇冶煉參數及工藝、冷卻工藝及加工工藝外，選擇合適的添加劑，降低鋯剛玉中ＳｉＯ２含量，使Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２共晶且結構均勻等亦是鋯剛玉生產的關鍵。 
冶煉工藝 
鋯剛玉的冶煉一般是在傾倒爐和流放爐上進行。其工藝和棕剛玉冶煉大致相似，但由于爐料中ＳｉＯ２及其它雜質的含量較高，爐液粘度增加，操作難度較大。再者冶煉過程一般采用較薄層作業，便于雜質的揮發。 
冷卻工藝
合理的冷卻工藝是鋯剛玉獲得微晶結構的關鍵。 
冷卻方法的特征是將熔液迅速冷凝后，再自然冷卻，放慢冷卻速度的原因被看作是“裂紋合攏”或回火過程。

冷卻方法	過程與特征	備注
鋼球冷卻法	將熔液倒在一堆助冷塊上，助冷塊平均尺寸為１２～５０mm，塊與熔業體積比為１∶１～３∶１。一般采用碳鋼球做助冷塊。要求助冷塊和熔液比盡可能高，助冷球塊盡可能小。	英國專利：１３２３２８２ １９７３.７.１１日發表
半連續鋼球冷卻法	將接包先鋪上一層不反應、不熔化的固體冷卻介質，厚度＞150mm，介質直徑（5～60）mm的鋼球。當熔液倒入接包時，同時加入冷卻介質，邊倒邊加。此方法與鋼球冷卻法相比，接包中冷卻的熔液量要大的多。	美國專利：３９２８５１５ １９７５.１２.２３日發表
連續鋼球冷卻法	其方法和半連續冷卻法基本相同，所不同的是：將接包底部開一個口子，通過控制接包的傾斜度，來實現冷卻介質和剛玉從口中流出，連續作業。	美國專利：３７２６６２１ １９７３.４.１０日發表
滾筒擠壓法	用一個管子，使熔液通過它流出到一個冷凝滾筒上，使之迅速成為半凝狀冷卻薄片，用一個擠壓滾筒擠壓使之致密，成為一個薄帶狀通過改變彎曲方向，使它有一部分破碎。與前鋼球冷卻相比，勞動強度小，產品質量有保證，２４＃中單晶體＜１％，８０＃中單晶體＜（４～１４％）	美國專利：３６４６７１３ １９７２.３.１６
隔板冷卻法	把剛玉熔液倒入許多石墨或金屬抗熱材料作成的彼此隔開的板之間，使熔液表面與空氣隔開，并迅速冷卻，板間隙≤１３mm，板體積與板之間的凈空比≥３∶１。 特點：結晶均勻，生產量大，且９５％熔液表面不與空氣接觸。	美國專利：４０７０７９６ 發表日期： １９７８.１.３１日

 

	美國諾頓公司		日研磨材	中國第七砂輪廠
	ZS	ZF	AZ—73	設計指標	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
晶體尺寸(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結構	a	a	a		a	a	a
12#抗壓強度（kg）	44.9	43.7		＞40	41.8	40.3	41.2
１２＃韌性（％）	97.25				97.31	96.17	95.16
努普硬度（HK∶kg/mm2)	1104	1466			1206	1484	1707
維氏硬度（HV·kg/mm2)	1359	915			1392	1563	1728
熔點（℃）	1850	1850			1840	＞1790	＞1790
熱膨脹系數（１／℃）	2.52×10-6	2.52×10-6			2.1×10-6	2.1×10-6	2.1×10-6
熱容量（kJ/kg·k）	0.92	0.92			0.92	0.924	0.954
３１５℃熱導系數（w/(m·℃)）	17.3	17.3				9.46	4.67

 

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