一種單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，包括：稱(chēng)取1000重量份的γ型氧化鋁、3-5重量份的鐵屑、11-15重量份的焦炭和12-15重量份的硫化鋁，混合均勻；將混合好的原料加入電弧爐，在1700～2700℃溫度下熔煉1～3小時(shí)；將熔煉好的熔融液體澆鑄到模具中自然冷卻，析出單晶電熔氧化鋁。本發(fā)明生產(chǎn)能耗低，產(chǎn)生的污染物少，所生產(chǎn)的單晶電熔氧化鋁顆粒由單一晶體組成，具有良好的力學(xué)性能、良好的多棱切削刃及較高的硬度和韌性，能滿(mǎn)足高端研磨材料領(lǐng)域的應(yīng)用，具有耐高溫、磨削過(guò)程不發(fā)熱等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶體材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說(shuō)是一種單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 單晶電熔氧化鋁（也稱(chēng)為單晶剛玉）是一種新型的高檔級(jí)研磨材料，主要用于制 作高級(jí)切割工具及研磨工具，其制品具有極好的硬度、韌性、優(yōu)越的熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定 性，是磨料中抗碎裂性能最好的種類(lèi)。我國(guó)現(xiàn)有氧化鋁質(zhì)研磨材多為普通剛玉質(zhì)，單晶剛 玉產(chǎn)量少、質(zhì)量差。傳統(tǒng)的單晶剛玉生產(chǎn)采用鋁土礦和硫鐵礦為原料，生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境污染 嚴(yán)重，又因現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)所限，爐內(nèi)溫度不能精確控制，影響了剛玉晶體的長(zhǎng)大和晶粒的控 制，產(chǎn)品質(zhì)量難以達(dá)到更好水平，影響了在一些高硬質(zhì)材料領(lǐng)域的磨削應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種產(chǎn)品質(zhì)量好、環(huán)境友好的單晶電熔氧化鋁 的生產(chǎn)方法。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，包括：
[0006] 稱(chēng)取1000重量份的Y型氧化鋁、3-5重量份的鐵屑、11-15重量份的焦炭和12-15 重量份的硫化鋁，混合均勻；
[0007] 將混合好的原料加入電弧爐，在1700?2700°C溫度下熔煉1?3小時(shí)；
[0008] 將熔煉好的熔融液體澆鑄到模具中自然冷卻，析出單晶電熔氧化鋁。
[0009] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0010] 生產(chǎn)能耗低，產(chǎn)生的污染物少，所生產(chǎn)的單晶電熔氧化鋁顆粒由單一晶體組成，具 有良好的力學(xué)性能、良好的多棱切削刃及較高的硬度和韌性，能滿(mǎn)足高端研磨材料領(lǐng)域的 應(yīng)用，具有耐高溫、磨削過(guò)程不發(fā)熱等特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式予以說(shuō)明。
[0012] 本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：采用獨(dú)特的原料配方并設(shè)計(jì)合理的熔煉溫度和冷卻條 件，使Y型氧化鋁在熔煉過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镃t型氧化鋁并冷卻析出，從而得到硬度、韌性、 熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性均優(yōu)于現(xiàn)有工藝的單晶電熔氧化鋁，很好地滿(mǎn)足了單晶電熔氧化鋁 在高端研磨材料領(lǐng)域的應(yīng)用要求，且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程污染少，含硫氣體可采用脫硫塔進(jìn)行有 效處理，屬節(jié)能環(huán)保型工藝，對(duì)環(huán)境友好。
[0013] 具體的，本發(fā)明提供的單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，包括：
[0014] 稱(chēng)取1000重量份的Y型氧化鋁、3-5重量份的鐵屑、11-15重量份的焦炭和12-15 重量份的硫化鋁，裝入混合機(jī)中混合至充分混勻；
[0015] 將混合好的原料加入電弧爐，在1700?2700°C溫度下熔煉1?3小時(shí)，在熔煉過(guò) 程中，Y型氧化鋁轉(zhuǎn)變成為α型氧化鋁；
[0016] 將熔煉好的熔融液體澆鑄到模具中自然冷卻，α型氧化鋁單晶體在冷卻過(guò)程中逐 漸析出，得到單晶電熔氧化鋁。
[0017] 從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：生產(chǎn)能耗低，產(chǎn)生的污染物少，所生產(chǎn) 的單晶電熔氧化鋁顆粒由單一晶體組成，具有良好的力學(xué)性能、良好的多棱切削刃及較高 的硬度和韌性，能滿(mǎn)足高端研磨材料領(lǐng)域的應(yīng)用，具有耐高溫、磨削過(guò)程不發(fā)熱等特點(diǎn)。
[0018] 進(jìn)一步的，為了提高產(chǎn)品的純度，當(dāng)熔融液體自然冷卻至300?500°C時(shí)，用水冷 卻并水解，使析出的單晶電熔氧化鋁與雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。更進(jìn)一步的，將分離得到的單晶電熔 氧化鋁烘干后進(jìn)行磁選除雜，除去單晶電熔氧化鋁中的磁性雜質(zhì)。經(jīng)測(cè)試，由上述除雜處理 后得到的單晶電熔氧化鋁的純度可以達(dá)到99. 5%以上。
[0019] 進(jìn)一步的，為了滿(mǎn)足產(chǎn)品粒度的實(shí)際應(yīng)用需求，將磁選除雜后的單晶電熔氧化鋁 顆粒進(jìn)行篩分，得到所需粒度的產(chǎn)品。
[0020] 進(jìn)一步的，為了減少環(huán)境污染，將熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的含硫氣體通過(guò)脫硫塔進(jìn)行脫 硫處理。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 1、混料：將Y型氧化鋁1噸、鐵屑3公斤、焦炭11公斤、硫化鋁12公斤，在混合機(jī) 中混合25分鐘；
[0023] 2、熔煉：將混合好的原料加入電弧爐，在1700?2700°C溫度下分段精確控制溫度 和時(shí)間，持續(xù)熔煉1小時(shí)，在熔煉過(guò)程中，Y型氧化鋁轉(zhuǎn)變成為α型氧化鋁；
[0024] 3、晶體析出：將熔煉好的熔融液體澆鑄到模具中冷卻，α型氧化鋁單晶體在冷卻 過(guò)程中逐漸析出；
[0025] 4、單晶分離：當(dāng)熔塊自然冷卻至500°C時(shí)，用水冷卻并水解，將剛玉單晶體與雜質(zhì) 進(jìn)行分離；
[0026] 5、烘干：將分離得到的單晶電熔氧化鋁在干燥機(jī)中進(jìn)行烘干；
[0027] 6、磁選除雜：將烘干后的單晶電熔氧化鋁在磁選機(jī)中進(jìn)行磁選，去除磁性雜質(zhì)；
[0028] 7、篩分：將磁選除雜后的單晶電熔氧化鋁顆粒進(jìn)行篩分，得到所需粒度段的產(chǎn)品。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 1、混料：將Y型氧化鋁1噸、鐵屑5公斤、焦炭15公斤、硫化鋁15公斤，在混合機(jī) 中混合30分鐘；
[0031] 2、熔煉：將混合好的原料加入電弧爐，在1700?2700°C溫度下分段精確控制溫度 和時(shí)間，持續(xù)熔煉3小時(shí)，在熔煉過(guò)程中，Y型氧化鋁轉(zhuǎn)變成為α型氧化鋁；
[0032] 3、晶體析出：將熔煉好的熔融液體澆鑄到模具中冷卻，α型氧化鋁單晶體在冷卻 過(guò)程中逐漸析出；
[0033] 4、單晶分離：當(dāng)熔塊自然冷卻至450°C時(shí)，用水冷卻并水解，將剛玉單晶體與雜質(zhì) 進(jìn)行分離；
[0034] 5、烘干：將分離得到的單晶電熔氧化鋁在干燥機(jī)中進(jìn)行烘干；
[0035] 6、磁選除雜：將烘干后的單晶電熔氧化鋁在磁選機(jī)中進(jìn)行磁選，去除磁性雜質(zhì)；
[0036] 7、篩分：將磁選除雜后的單晶電熔氧化鋁顆粒進(jìn)行篩分，得到所需粒度段的產(chǎn)品。
[0037]對(duì)上述實(shí)施例1和2得到的單晶電熔氧化鋁進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表1所示。
[0038] 表160目單晶電熔氧化鋁產(chǎn)品的物理特性指標(biāo)
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括： 稱(chēng)取1000重量份的Y型氧化鋁、3-5重量份的鐵屑、11-15重量份的焦炭和12-15重 量份的硫化鋁，混合均勻； 將混合好的原料加入電弧爐，在1700?2700°C溫度下熔煉1?3小時(shí)； 將熔煉好的熔融液體澆鑄到模具中自然冷卻，析出單晶電熔氧化鋁。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于：當(dāng)熔融液體自然 冷卻至300?500°C時(shí)，用水冷卻并水解，使析出的單晶電熔氧化鋁與雜質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于：將分離得到的單 晶電熔氧化鋁烘干后進(jìn)行磁選除雜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于：將磁選除雜后的 單晶電熔氧化鋁顆粒進(jìn)行篩分，得到所需粒度的產(chǎn)品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶電熔氧化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于：熔煉過(guò)程中產(chǎn)生 的含硫氣體通過(guò)脫硫塔進(jìn)行脫硫處理。
【文檔編號(hào)】C30B11/00GK104357907SQ201410696216
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】胡天喜, 葉旦旺, 鄒希根, 范輝, 葉竹華 申請(qǐng)人:三祥新材股份有限公司