本發(fā)明涉及棕剛玉加工，具體為一種生產(chǎn)燒結(jié)棕剛玉的加工工藝。
背景技術(shù)：
1、棕剛玉是以鋁礬土、焦炭(無煙煤)為主要原料，在電弧爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成，用它制成的磨具，適于磨削抗張較高的金屬，如各種通用鋼材、可鍛鑄鐵、硬青銅等，也可制造高級耐火材料。棕剛玉具有純度高，結(jié)晶好，流動性強，線膨脹系數(shù)低，耐腐蝕的特點。
2、然而，壓制成型在燒結(jié)棕剛玉的加工工藝中是非常重要的一步，其主要作用是形成預(yù)定形狀：通過壓制成型，可以將燒結(jié)棕剛玉粉末或顆粒壓制成所需的初步形狀，例如板狀、塊狀或簡單的幾何形狀。但是，傳統(tǒng)的壓制成型方法受模具制造精度和機械設(shè)備限制，難以實現(xiàn)復(fù)雜形狀和高精度的成型，尤其是對于細(xì)小結(jié)構(gòu)或高精度要求的部件，并且傳統(tǒng)壓制成型在施加壓力時可能導(dǎo)致材料密實度的不均勻性，尤其是在大塊或復(fù)雜形狀的制造中，密度分布可能不均勻，影響后續(xù)燒結(jié)過程的均勻性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)燒結(jié)棕剛玉的加工工藝，解決了傳統(tǒng)壓制成型在施加壓力時可能導(dǎo)致材料密實度的不均勻性，尤其是在大塊或復(fù)雜形狀的制造中，密度分布可能不均勻，影響后續(xù)燒結(jié)過程的均勻性的問題。
2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種生產(chǎn)燒結(jié)棕剛玉的加工工藝，包括以下步驟：
3、s1.原料準(zhǔn)備
4、選擇鋁礬土作為原料，并將選取的鋁礬土通過破碎機進(jìn)行破碎，破碎后通過研磨機進(jìn)行研磨，最后再通過0.5-5.0μm的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，并對篩分后的細(xì)粉進(jìn)行收集；
5、s2.原料混合
6、將s1中收集的鋁礬土細(xì)粉加入攪拌筒內(nèi)，之后再加入還原劑、流動改性劑、礦化劑和納米氧化鈦，并以200-300r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌混合，攪拌的過程中加入助溶劑，并持續(xù)攪拌混合5-15min；
7、s3.預(yù)成型
8、將s2中混合后的原料置于高壓容器中，利用液體介質(zhì)不可壓縮的性質(zhì)和均勻傳遞壓力的性質(zhì)從各個方向?qū)υ线M(jìn)行均勻加壓，當(dāng)液體介質(zhì)通過壓力泵注入壓力容器時，根據(jù)流體力學(xué)，其壓強大小不變且均勻地傳遞到各個方向，此時高壓容器中的粉料在各個方向上受到的壓力是均勻的和大小一致的，形成緊密的預(yù)制體；
9、s4.燒結(jié)
10、將s3得到的預(yù)制體加入電弧爐、反射爐、豎爐或隧道窯內(nèi)，并通過放電等離子進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1600-1800℃，并且燒結(jié)的過程中通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣口的開度，可以控制爐內(nèi)的氧氣含量，減少進(jìn)氣可以降低氧氣濃度，有利于形成還原性氣氛，以調(diào)控產(chǎn)品的物相和晶體形態(tài)，并持續(xù)進(jìn)行燒結(jié)，使其顆粒結(jié)合成為堅硬的整體，得到燒結(jié)塊料；
11、s5.降溫出爐
12、燒結(jié)完成后，采用惰性氣體以10-50℃/h的速率進(jìn)行逐步降溫，避免快速降溫導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力和裂紋，降溫至安全溫度后，將燒結(jié)塊料從爐中取出；
13、s6.最終處理
14、將燒結(jié)塊料通過破碎機進(jìn)行初步破碎，然后通過振動篩進(jìn)行篩分，得到所需粒度的棕剛玉顆粒，最后再通過磁選設(shè)備除去棕剛玉顆粒中的鐵雜質(zhì)，保證棕剛玉的純度。
15、優(yōu)選的，所述s2步驟中，還原劑為焦炭或煤炭，流動改性劑為鐵屑、錳礦和硅鐵中的任意一種，礦化劑為硼酸鹽或氟化物；所述s2步驟中，鋁礬土細(xì)粉與還原劑、流動改性劑、礦化劑、納米氧化鈦和助溶劑的比例為：1.0:0.2：0.1:0.5:1.0：0.5。
16、優(yōu)選的，所述s5步驟中，惰性氣體為氮氣、氫氣和氦氣中的任意一種。
17、本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)燒結(jié)棕剛玉的加工工藝。具備以下有益效果：
18、1、本發(fā)明通過利用液體介質(zhì)傳遞壓力的特性，能夠確保原料在高壓容器中從各個方向均勻受力，這種均勻加壓確保了預(yù)制體在形成過程中不會出現(xiàn)局部應(yīng)力集中或結(jié)構(gòu)不均勻的情況，有利于最終產(chǎn)品的力學(xué)性能和穩(wěn)定性，由于原料受到均勻的壓力，形成的預(yù)制體密度高，結(jié)構(gòu)緊密，這種緊密預(yù)制體不僅在后續(xù)的燒結(jié)過程中更容易形成均勻的晶體結(jié)構(gòu)，也有助于減少燒結(jié)過程中的氣體殘留和缺陷，提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和純度。綜上，液體介質(zhì)的傳遞壓力方式，可以確保壓力在高壓容器中的均勻分布，從而提供了可控的加壓環(huán)境，這種流體力學(xué)優(yōu)勢使得工藝更易于操作和控制，有利于批量生產(chǎn)中的一致性和穩(wěn)定性，以及通過液體介質(zhì)傳遞壓力，加壓過程可以更加精確和高效進(jìn)行。這不僅提高了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)周期，還降低了能耗和原材料浪費，從而在經(jīng)濟(jì)上更具競爭力。
19、2、本發(fā)明通過在高溫環(huán)境下，預(yù)制體經(jīng)過放電等離子燒結(jié)后，顆粒開始結(jié)合并形成堅硬的整體結(jié)構(gòu)，這種燒結(jié)過程不僅有助于提高材料的密度和力學(xué)強度，還能夠改善其耐磨性和耐高溫性能，以及通過調(diào)節(jié)爐內(nèi)進(jìn)氣口的開度，可以控制爐內(nèi)的氧氣含量。減少進(jìn)氣量有助于形成還原性氣氛，這對于一些材料的燒結(jié)過程是至關(guān)重要的，還原性氣氛有助于減少氧化物的形成，有利于調(diào)控產(chǎn)品的物相和晶體形態(tài)，提高材料的純度和結(jié)晶質(zhì)量。
20、3、本發(fā)明通過以10℃/h的速率進(jìn)行逐步降溫，可以使材料內(nèi)部溫度均勻分布，并且緩慢釋放熱量，有助于減少內(nèi)部應(yīng)力的積累，從而降低裂紋的發(fā)生風(fēng)險，緩慢降溫有助于保持燒結(jié)塊料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和一致性，這對于保持材料的物理和化學(xué)性質(zhì)非常重要，并且采用緩慢降溫不僅有利于產(chǎn)品質(zhì)量，還有助于保護(hù)爐內(nèi)設(shè)備免受熱沖擊和熱應(yīng)力的影響，延長設(shè)備使用壽命。此外，相比于快速冷卻，逐步降溫過程中的熱能回收效率更高，能源利用更加高效。
1.一種生產(chǎn)燒結(jié)棕剛玉的加工工藝，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)燒結(jié)棕剛玉的加工工藝，其特征在于：所述s2步驟中，還原劑為焦炭或煤炭，流動改性劑為鐵屑、錳礦和硅鐵中的任意一種，礦化劑為硼酸鹽或氟化物；所述s2步驟中，鋁礬土細(xì)粉與還原劑、流動改性劑、礦化劑、納米氧化鈦和助溶劑的比例為：1.0:0.2：0.1:0.5:1.0：0.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)燒結(jié)棕剛玉的加工工藝，其特征在于：所述s5步驟中，惰性氣體為氮氣、氫氣和氦氣中的任意一種。