一种单晶电熔氧化铝的生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种单晶电熔氧化铝的生产方法，包括：称取1000重量份的γ型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15重量份的硫化铝，混合均匀；将混合好的原料加入电弧炉，在1700～2700℃温度下熔炼1～3小时；将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，析出单晶电熔氧化铝。本发明生产能耗低，产生的污染物少，所生产的单晶电熔氧化铝颗粒由单一晶体组成，具有良好的力学性能、良好的多棱切削刃及较高的硬度和韧性，能满足高端研磨材料领域的应用，具有耐高温、磨削过程不发热等特点。
【专利说明】一种单晶电熔氧化铝的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及晶体材料【技术领域】，具体说是一种单晶电熔氧化铝的生产方法。
【背景技术】
[0002] 单晶电熔氧化铝（也称为单晶刚玉）是一种新型的高档级研磨材料，主要用于制 作高级切割工具及研磨工具，其制品具有极好的硬度、韧性、优越的热稳定性以及化学稳定 性，是磨料中抗碎裂性能最好的种类。我国现有氧化铝质研磨材多为普通刚玉质，单晶刚 玉产量少、质量差。传统的单晶刚玉生产采用铝土矿和硫铁矿为原料，生产过程环境污染 严重，又因现有生产技术所限，炉内温度不能精确控制，影响了刚玉晶体的长大和晶粒的控 制，产品质量难以达到更好水平，影响了在一些高硬质材料领域的磨削应用。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种产品质量好、环境友好的单晶电熔氧化铝 的生产方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0005] -种单晶电熔氧化铝的生产方法，包括：
[0006] 称取1000重量份的Y型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15 重量份的硫化铝，混合均匀；
[0007] 将混合好的原料加入电弧炉，在1700?2700°C温度下熔炼1?3小时；
[0008] 将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，析出单晶电熔氧化铝。
[0009] 本发明的有益效果在于：
[0010] 生产能耗低，产生的污染物少，所生产的单晶电熔氧化铝颗粒由单一晶体组成，具 有良好的力学性能、良好的多棱切削刃及较高的硬度和韧性，能满足高端研磨材料领域的 应用，具有耐高温、磨削过程不发热等特点。
【具体实施方式】
[0011] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
[0012] 本发明最关键的构思在于：采用独特的原料配方并设计合理的熔炼温度和冷却条 件，使Y型氧化铝在熔炼过程中逐渐转变为Ct型氧化铝并冷却析出，从而得到硬度、韧性、 热稳定性及化学稳定性均优于现有工艺的单晶电熔氧化铝，很好地满足了单晶电熔氧化铝 在高端研磨材料领域的应用要求，且整个生产过程污染少，含硫气体可采用脱硫塔进行有 效处理，属节能环保型工艺，对环境友好。
[0013] 具体的，本发明提供的单晶电熔氧化铝的生产方法，包括：
[0014] 称取1000重量份的Y型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15 重量份的硫化铝，装入混合机中混合至充分混匀；
[0015] 将混合好的原料加入电弧炉，在1700?2700°C温度下熔炼1?3小时，在熔炼过 程中，Y型氧化铝转变成为α型氧化铝；
[0016] 将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，α型氧化铝单晶体在冷却过程中逐 渐析出，得到单晶电熔氧化铝。
[0017] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：生产能耗低，产生的污染物少，所生产 的单晶电熔氧化铝颗粒由单一晶体组成，具有良好的力学性能、良好的多棱切削刃及较高 的硬度和韧性，能满足高端研磨材料领域的应用，具有耐高温、磨削过程不发热等特点。
[0018] 进一步的，为了提高产品的纯度，当熔融液体自然冷却至300?500°C时，用水冷 却并水解，使析出的单晶电熔氧化铝与杂质分离开来。更进一步的，将分离得到的单晶电熔 氧化铝烘干后进行磁选除杂，除去单晶电熔氧化铝中的磁性杂质。经测试，由上述除杂处理 后得到的单晶电熔氧化铝的纯度可以达到99. 5%以上。
[0019] 进一步的，为了满足产品粒度的实际应用需求，将磁选除杂后的单晶电熔氧化铝 颗粒进行筛分，得到所需粒度的产品。
[0020] 进一步的，为了减少环境污染，将熔炼过程中产生的含硫气体通过脱硫塔进行脱 硫处理。
[0021] 实施例1
[0022] 1、混料：将Y型氧化铝1吨、铁屑3公斤、焦炭11公斤、硫化铝12公斤，在混合机 中混合25分钟；
[0023] 2、熔炼：将混合好的原料加入电弧炉，在1700?2700°C温度下分段精确控制温度 和时间，持续熔炼1小时，在熔炼过程中，Y型氧化铝转变成为α型氧化铝；
[0024] 3、晶体析出：将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中冷却，α型氧化铝单晶体在冷却 过程中逐渐析出；
[0025] 4、单晶分离：当熔块自然冷却至500°C时，用水冷却并水解，将刚玉单晶体与杂质 进行分离；
[0026] 5、烘干：将分离得到的单晶电熔氧化铝在干燥机中进行烘干；
[0027] 6、磁选除杂：将烘干后的单晶电熔氧化铝在磁选机中进行磁选，去除磁性杂质；
[0028] 7、筛分：将磁选除杂后的单晶电熔氧化铝颗粒进行筛分，得到所需粒度段的产品。
[0029] 实施例2
[0030] 1、混料：将Y型氧化铝1吨、铁屑5公斤、焦炭15公斤、硫化铝15公斤，在混合机 中混合30分钟；
[0031] 2、熔炼：将混合好的原料加入电弧炉，在1700?2700°C温度下分段精确控制温度 和时间，持续熔炼3小时，在熔炼过程中，Y型氧化铝转变成为α型氧化铝；
[0032] 3、晶体析出：将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中冷却，α型氧化铝单晶体在冷却 过程中逐渐析出；
[0033] 4、单晶分离：当熔块自然冷却至450°C时，用水冷却并水解，将刚玉单晶体与杂质 进行分离；
[0034] 5、烘干：将分离得到的单晶电熔氧化铝在干燥机中进行烘干；
[0035] 6、磁选除杂：将烘干后的单晶电熔氧化铝在磁选机中进行磁选，去除磁性杂质；
[0036] 7、筛分：将磁选除杂后的单晶电熔氧化铝颗粒进行筛分，得到所需粒度段的产品。
[0037]对上述实施例1和2得到的单晶电熔氧化铝进行检测，检测结果如下表1所示。
[0038] 表160目单晶电熔氧化铝产品的物理特性指标
[0039]
【权利要求】
1. 一种单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于，包括： 称取1000重量份的Y型氧化铝、3-5重量份的铁屑、11-15重量份的焦炭和12-15重 量份的硫化铝，混合均匀； 将混合好的原料加入电弧炉，在1700?2700°C温度下熔炼1?3小时； 将熔炼好的熔融液体浇铸到模具中自然冷却，析出单晶电熔氧化铝。
2. 根据权利要求1所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：当熔融液体自然 冷却至300?500°C时，用水冷却并水解，使析出的单晶电熔氧化铝与杂质分离开来。
3. 根据权利要求2所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：将分离得到的单 晶电熔氧化铝烘干后进行磁选除杂。
4. 根据权利要求3所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：将磁选除杂后的 单晶电熔氧化铝颗粒进行筛分，得到所需粒度的产品。
5. 根据权利要求1所述的单晶电熔氧化铝的生产方法，其特征在于：熔炼过程中产生 的含硫气体通过脱硫塔进行脱硫处理。
【文档编号】C30B11/00GK104357907SQ201410696216
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】胡天喜, 叶旦旺, 邹希根, 范辉, 叶竹华 申请人:三祥新材股份有限公司