蓝色单晶刚玉的生产方法

摘要

本发明提供一种蓝色单晶刚玉的生产方法，它包括如下步骤：a.混料、b.熔炼、c.降温凝固、d.开炉破碎、e.磁选除杂、f.筛选、g.二次磁选除杂。采用本发明方法生产的蓝色单晶刚玉因为不使用铁矿石，在冶炼过程中无烟无气味，产品加工过程无硫化氢气体，对大气无污染、无污水排放，生产全过程不污染环境；后期产生的单晶体个数达95％，比原单晶体个数多50％以上(原单晶刚玉(SA)单晶体占65％左右)；强度超过26N，韧性高达90.5％，比原单晶刚玉(SA)高出25％。

权利要求

1.一种蓝色单晶刚玉的生产方法，其特征在于：它包括如下步骤：a. 混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉2～4kg、钛石粉6～10kg、氟化铝8～12kg混合；

b. 熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

c. 降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

d. 开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

e. 磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

f. 筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

g. 二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

2.权利要求1所述的一种蓝色单晶刚玉的生产方法，其特征在于：它包括如下步骤：a. 混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉3kg、钛石粉8kg、氟化铝10kg混合；

b. 熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

c. 降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

d. 开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

e. 磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

f. 筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

g. 二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

说明书

蓝色单晶刚玉的生产方法

技术领域

[0001] 本发明属于单晶刚玉生产方法技术领域，特别涉及一种蓝色单晶刚玉的生产方法。

背景技术

[0002] 传统的单晶刚玉的生产方法是采用铝矾土、黄铁矿和含碳物质为原料，混合后送入电弧炉熔炼，在高温下产生Al2O3，之后冷却电炉，刚玉单晶体从熔液中析出。但是原生产方法存在很大的问题，一是在炼制的过程中会向空气中分解、排放大量的二氧化硫气体，在水解的过程中产生大量的硫化氢气体，硫化氢气体对各类金属(铜、锌)导线、各类电器的腐蚀程度惊人，各类导线不出3月即会成为锈粉而脱断，对人体健康有害，对大气造成污染，排放到水中大量深沉物，污染下游水源；二是原生产方法生产的单晶刚玉做成砂轮以后，有铁斑和收缩现象，收缩的结果是在砂轮上出现非正常的裂纹、变形，严重影响砂轮的作业能力和作业效果；另外，原生产方法的能耗大，生产每吨单晶刚玉需要耗电6000度。

发明内容

[0003] 本发明提供一种不产生有害气体、利于环境保护、抗压强度高、能耗少的蓝色单晶刚玉的生产方法。

[0004] 一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

[0005] a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉2～4kg、钛石粉6～10kg、氟化铝8～12kg混合；

[0006] b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

[0007] c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

[0008] d.开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

[0009] e.磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

[0010] f.筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

[0011] g.二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

[0012] 作为本发明的一种优选，一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

[0013] a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉3kg、钛石粉8kg、氟化铝10kg混合；

[0014] b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

[0015] c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

[0016] d.开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

[0017] e.磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

[0018] f.筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

[0019] g.二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

[0020] 采用本发明方法生产的蓝色单晶刚玉因为不使用铁矿石，在冶炼过程中无烟无气味，产品加工过程无硫化氢气体，对大气无污染、无污水排放，生产全过程不污染环境；后期产生的单晶体个数达95％，比原单晶体个数多50％以上(原单晶刚玉(SA)单晶体占65％左右)；强度超过26N，韧性高达90.5％，比原单晶刚玉(SA)高出25％，单晶刚玉内AL2O3含量高达99.4％以上，各种杂质更低，Fe2O3含量不超过0.08％，SiO2小于0.07％，TiO2<0.45％；单晶刚玉颗粒的颜色大多数是浅蓝色，它堆积密度平稳，16#为1.89g/cm3左右，180#为1.65g/cm3左右，以本发明生产方法的单晶刚玉，做成砂轮后无铁斑、无收缩现象。陶瓷、树脂、橡胶结合剂均可使用，砂轮窑温度300℃—1280℃都可以制成砂轮，砂轮窑温度超过1280℃，砂轮色泽会改变，但是砂轮使用性能不变。本发明生产方法的单晶刚玉，颗粒形状好、磨削能力强，工具磨砂轮更好用；更适宜切削高钒钢、钛钢、不锈钢及各种合金，而且使用本发明生产方法生产一吨单晶刚玉，耗电能3000度，是原能耗的一半，节约了能源。
附图说明：

[0021] 下面结合附图对本发明做进一步地说明：

[0022] 图1是利用本发明生产方法生产的单晶刚玉的微观视图；

[0023] 图2是利用本发明生产方法生产的单晶刚玉纵切片的微观视图；

[0024] 图3是利用本发明生产方法生产的单晶刚玉横切片的微观视图；

具体实施方式

[0025] 实施例一：

[0026] 一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

[0027] a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉2kg、钛石粉6kg、氟化铝8kg混合；

[0028] b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

[0029] c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

[0030] d.开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

[0031] e.磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

[0032] f.筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

[0033] g.二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

[0034] 实施例二：

[0035] 一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

[0036] a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉4kg、钛石粉10kg、氟化铝12kg混合；

[0037] b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

[0038] c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

[0039] d.开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

[0040] e.磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

[0041] f.筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

[0042] g.二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

[0043] 实施例三：

[0044] 一种蓝色单晶刚玉的生产方法，包括如下步骤：

[0045] a.混料：将1吨的氧化铝、锐钛型钛白粉3kg、钛石粉8kg、氟化铝10kg混合；

[0046] b.熔炼：将混合后的原料投入电弧炉，加热到1800℃～2400℃，持续加热25～32小时；

[0047] c.降温凝固：熔炼后室温下静置3～6日，使其充分凝固；

[0048] d.开炉破碎：将炉子打开，先用锤将刚玉擂成小块，之后用反击破将其击碎；

[0049] e.磁选除杂：用磁选机将刚玉砂中的磁性杂质选出；

[0050] f.筛选：用适当目数的筛子对磁选出的碎粒分类；

[0051] g.二次磁选除杂：再用磁选机磁选即得蓝色单晶刚玉。

[0052] 如图1所示：利用本发明方法得到的单晶刚玉的颗料形状好，切割面多，磨削能力强，而且产晶体个数达到95％以上。

[0053] 如图2、图3所示：这些互相镶嵌生长的刚玉晶体具有大致定向的拉长的结晶特点，显然这是由于从炉边部向中部结晶环境、温度规律变化造成的。刚玉晶体之间或晶粒内部不是很致密，无论纵向、横向切片均见有大量空洞，显然这一特点相当有利于机械破碎，磨粒内部基本见不到裂纹。从纵向、横向切片的视图上看，刚玉相呈边界无规则界面的粒状，而其横断面上常呈蹼状边界。这与以往生产的晶面平直多角的结晶形状形成鲜明的对比，单晶体形象非常明显。

[0054] 利用本发明生产方法生产的单晶刚玉，经国家磨料磨具监督检验中心检测，抗压强度超过26N，韧性高达90.5％，单晶刚玉内AL2O3含量高达99.4％以上，各种杂质更低，Fe2O3含量不超过0.08％，SiO2小于0.07％，TiO2<0.45％。单晶刚玉颗粒的颜色大多数是浅蓝色，它堆积密度平稳，16#为1.89g/cm3左右，180#为1.65g/cm3左右。

[0055] 采用本发明方法生产的蓝色单晶刚玉因为不使用铁矿石，在冶炼过程中无烟无气味，产品加工过程无硫化氢气体，对大气无污染、无污水排放，生产全过程不污染环境；后期产生的单晶体个数达95％，比原单晶体个数多50％以上(原单晶刚玉(SA)单晶体占65％左右)；以本发明生产方法的单晶刚玉，做成砂轮后无铁斑、无收缩现象。陶瓷、树脂、橡胶结合剂均可使用，砂轮窑温度300℃—1280℃都可以制成砂轮，砂轮窑温度超过1280℃，砂轮色泽会改变，但是砂轮使用性能不变。本发明生产方法的单晶刚玉，颗粒形状好、磨削能力强，工具磨砂轮更好用；更适宜切削高钒钢、钛钢、不锈钢及各种合金，而且使用本发明生产方法生产一吨单晶刚玉，耗电能3000度，是原能耗的一半，节约了能源。