同力重機(jī)：改善水泥粉磨用陶瓷研磨體性能的方法

首先我們先來(lái)了解一下陶瓷研磨體為什么會(huì)出現(xiàn)破碎。雖然陶瓷材料的眾多優(yōu)點(diǎn)是其他材料所不能比擬的，但是它的致命弱點(diǎn)也很明顯，那就是它的脆性。陶瓷材料的脆性在很大程度上影響了材料性能的可靠性和一致性，這些特點(diǎn)同樣也會(huì)出現(xiàn)在耐磨陶瓷研磨體上，脆性是導(dǎo)致研磨體破碎的主要因素。脆性是相對(duì)塑性而言的，一般指材料未發(fā)生塑性變形而斷裂的趨勢(shì)，即材料抗拉強(qiáng)度低于屈服強(qiáng)度時(shí)，材料呈現(xiàn)脆性。而韌性則是體現(xiàn)材料強(qiáng)度與塑性的一個(gè)綜合指標(biāo)，韌性好的材料有著較高的強(qiáng)度和較好的塑性，可以認(rèn)為它是有著較高的屈服強(qiáng)度，同時(shí)又有較高的延展性。

水泥粉磨用陶瓷研磨體因其使用環(huán)境及工況相對(duì)苛刻，導(dǎo)致普通陶瓷材料是不能夠勝任的。為保證陶瓷研磨體性能能夠滿(mǎn)足水泥粉磨工況條件，就必須對(duì)其生產(chǎn)做出嚴(yán)格要求，專(zhuān)門(mén)針對(duì)干法水泥粉磨開(kāi)發(fā)一種特殊的耐磨陶瓷產(chǎn)品，不僅具有高強(qiáng)度高耐磨性能，又能具備較好的抗沖擊韌性。只有這樣的陶瓷研磨體，在干法水泥粉磨應(yīng)用上才能滿(mǎn)足低磨耗、低破碎率的性能要求。下面筆者簡(jiǎn)單總結(jié)了一下陶瓷研磨體在實(shí)際生產(chǎn)中的幾種增強(qiáng)耐磨性能、減少破碎率的措施：

1.合理引進(jìn)陶瓷材料增韌技術(shù)

在生產(chǎn)上進(jìn)行改進(jìn)增加制品韌性，在保持陶瓷研磨體強(qiáng)度的前提下增加其韌性性能。陶瓷增韌的方法可以分為以下幾種：相變?cè)鲰g、顆粒增韌、纖維增韌、自增韌、彌散韌化、微裂紋增韌、復(fù)合增韌、納米增韌。理論上可以應(yīng)用到Al2O3耐磨陶瓷研磨體上的有顆粒增韌、纖維增韌、彌散增韌、復(fù)合增韌和納米增韌。其中，陶瓷顆粒彌散增韌、陶瓷自增韌、基陶瓷晶須(纖維)增韌在氧化鋁耐磨陶瓷研磨體生產(chǎn)上已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用。經(jīng)過(guò)增韌技術(shù)改進(jìn)后，陶瓷研磨體在強(qiáng)度基本保持不變的情況下，大大增加了抗沖擊性能。

2.選擇合適的成型工藝

成型工藝的選擇對(duì)陶瓷研磨體破碎率指標(biāo)至關(guān)重要。目前，陶瓷研磨體主要成型方式分為滾制成型和壓制成型。滾制成型使用旋轉(zhuǎn)滾球機(jī)先加入預(yù)制的球坯晶種，然后邊旋轉(zhuǎn)噴水霧邊添加陶瓷粉體，粉體不斷黏附于晶種表面逐漸長(zhǎng)大，終得到所需尺寸的球坯。壓制成型是將經(jīng)過(guò)塑化造粒制備成流動(dòng)性好、粒度合適的粉料裝入模具內(nèi)，通過(guò)壓機(jī)施以外在壓力使粉體壓制成型的一種成型方式。

3.建立合理的燒成制度

燒成是陶瓷制造工藝過(guò)程中重要的工序之一，坯體必須經(jīng)過(guò)高溫煅燒才能形成一定的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，從而賦予陶瓷材料的特殊性能。合理的燒成工藝制度，是保證陶瓷研磨體材料性能的關(guān)鍵。

燒成制度不合理會(huì)造成燒成缺陷，例如開(kāi)裂、起泡、針孔、生燒和過(guò)燒等，這些都會(huì)對(duì)陶瓷研磨體耐磨及耐沖擊性能造成不可逆的影響。開(kāi)裂的主要原因是預(yù)熱升溫過(guò)程太快致使水分沒(méi)有及時(shí)排出，或者是冷卻過(guò)程降溫過(guò)快導(dǎo)致制品內(nèi)外收縮不均。另外，坯體有內(nèi)傷、致密度不均、粘結(jié)不良也會(huì)造成開(kāi)裂。防止開(kāi)裂的主要措施有：減少入窯坯體水分，坯體成型均勻，謹(jǐn)慎裝窯，合理的升降溫速率等。

針孔的形成對(duì)研磨體磨耗指標(biāo)影響很大，主要成因是坯體中含有的有機(jī)物、碳素等燒失物含量過(guò)多，升溫過(guò)程燒失物未能完全燒盡揮發(fā)而到后期高溫階段才溢出，所以在材料表面形成微小凹痕和小孔。生燒則是在燒結(jié)過(guò)程中未達(dá)到燒成溫度或達(dá)到燒成溫度但保溫時(shí)間不夠所致，生燒制品吸水率高、致密度差、強(qiáng)度低，會(huì)嚴(yán)重影響陶瓷研磨體耐磨性能。超過(guò)燒成溫度時(shí)稱(chēng)之為過(guò)燒，過(guò)燒會(huì)導(dǎo)致制品致密度降低。燒結(jié)是個(gè)致密化與晶粒長(zhǎng)大同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程，燒結(jié)后期一般都會(huì)有正常的晶粒長(zhǎng)大，且由晶界遷移引起，晶界遷移本身是一個(gè)熱激活的機(jī)制。如果溫度過(guò)高，導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大過(guò)快，氣孔就來(lái)不及排出燒結(jié)體而被“埋”在晶粒內(nèi)部，導(dǎo)致致密度下降。一般來(lái)說(shuō)，這種情況下氣孔會(huì)以閉孔為主，而且這種情況下晶粒一般較大，因而過(guò)燒同樣會(huì)影響陶瓷研磨體的耐磨性能。