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天津大学
硕士学位论文
陶瓷刚玉磨料的造粒与形状控制研究
姓名:李剑
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:李志宏
20070601
摘要关键词:本实验对陶瓷刚玉干凝胶颗粒使用行星球磨机、普通卧式球磨机、振动磨、搅拌磨和对辊破碎机以及利用锤击破碎方式进行了造粒与形状控制研究。利用金刚石单颗粒抗压强度测定仪,研究了以不同造粒方式得到的磨料的单颗粒强度。并利用扫描电镜、颗粒图象处理仪、标准筛网等测试设备,研究了不同造粒粉碎设备的工艺参数对磨料颗粒形状及粒度分布的影响。实验结果表明,不同的造粒方式对磨料的单颗粒强度有很大的影响;不同造粒粉碎设备的工艺参数对磨料颗粒形状及粒度分布也有着重要影响。选取合适的行星球磨机的料球比、磨介形状及大小级配和球磨转速能够有效地控制干凝胶颗粒的形状和粒度分布;选取合理的普通卧式球磨机的磨机转速、球磨时间、料球比和磨介形状及大小级配既控制了颗粒形状的规则,又能够使粒度分布集中;选取适宜的振动磨的振动时间、料球比和磨介形状及大小级配,有效控制了干凝胶颗粒的形状和粒度分布;选取合适的搅拌磨的搅拌时间、料球比和磨介形状及大小级配,可获得规则的颗粒形状,并且使粒度分布集中。使用对辊破碎机和锤击破碎方式进行造粒实验,获得了针状陶瓷刚玉干凝胶颗粒。陶瓷刚玉磨料造粒形状控制
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哲磁学位论文作者妣孝创本学位论文作者完全了解醴太堂有关保留、使用学位论文的规定。夸创或撰写过的研究成果,也不包含为获得醴太堂或其他教育机构的学位或证签字目期:历矽年/月么歹目独创性声明签字日期:刀口甓嘣拢跞学位论文版权使用授权书签字目期:≯叩年隆叭特授权丞婆太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学位论文作者签名:导师签名:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得
第一章前言以磨料磨具为工具的磨削加工,是机械加工方法中非常重要的一类方法,而且是精密加工和超精;最基本的和首选的加工方法,在工业上得到广泛的应用。研究表明,在磨削加工的众多影响因素中,磨料仍是影响磨削质量的重要因素【,。现在使用最广泛的是人造磨料,主要包括普通磨料一刚玉、、立方氮化硼等。随着国内外对陶瓷刚玉磨料研究和关注的增多,大家越来越看好这种新型磨料良好的应用前景。陶瓷刚玉磨料有着优良的韧性、自锐性,并且其价格低于超硬磨料立方氮化硼⒘硗獠恍枰L厥獾哪ハ设备及修整装置【,可以这样说,陶瓷刚玉磨料由于上述的原因而填补了超硬磨料和普通磨料之间的空档以谄胀ǖ缛鄹沼衲チ稀⑻蓟枘チ匣O非磨削用途的今天,有专家预言,未来普通电熔刚玉磨料将被吞沾筛沼磨料所替代。正是由于陶瓷刚玉磨料这么多优异的性能,其用途十分广泛,在磨具形式上,它可以被做成砂轮、砂布、砂带、砂盘、磨石等多种磨具形式【俊国外从上世纪年代就研究成功了陶瓷刚玉磨料,并形成产业化生产和应用哂写硇缘挠蠳镜腟盗胁泛镜腃盗校然而陶瓷刚玉磨料造粒的生产技术则被西方国家垄断着,相关文献中也未见说明。近些年,我国在陶瓷刚玉磨料制备方面已取得一些成果,但国内相关造粒研究还未见报道。在磨削加工中,需要根据所加工材料及其表面精度要求来选择磨料种类、磨具形式,并且不同的磨具对磨料的形状和粒度都有特殊的要求。对于固结磨具,通过整形工艺对磨料颗粒形状的控制,可提高等积形含量和磨料机械强度、韧性、耐磨性,改善制品成型密度及制品强度【。而对于涂附磨具,通过造粒整形工艺尽可能多的提高针状磨料颗粒的含量,则有利于后续工艺中的植砂工艺。另外,磨料对粒度有着严格的要求,不同粒度的磨料用途不同,因此,磨料在作为最终产品使用前,必须经过破碎和分级。普通磨料一般都是在烧结后破碎和分级,如白刚玉、棕刚玉等。而陶瓷刚玉磨料由于采用溶胶一凝胶工艺制造,为最大限度的利用原料,同时可以合理的控制产品粒度,陶瓷刚玉磨料采用烧结前破碎【对磨料的制粒阶段的处理无论是破碎或是颗粒形状的控制,目前主要依靠机械方法。超硬材料的磨料产品主要应用的粉碎方式有轮碾粉碎、高压辊磨粉碎、
球磨机粉碎、振动机磨粉碎等,主要的设备为球磨机、搅拌磨机和振动磨机。而普通氧化铝磨料的粉碎设备有锤磨机、球磨机、气流粉碎机、振动磨机和搅拌磨鉴于上述情况,本文选择对陶瓷刚玉磨料进行形状控制造粒,研究选择适合不同磨削要求的磨粒的造粒设备,确定造粒工艺参数,期望运用合适的造粒