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高性能微研磨介质

作者:   |  发表于:2013-04-01   |  关键词:

一种符合成本效益的解决方案


在研磨操作中,使用最高规格研磨介质的优势已得到很多文献证明,是众所周知的。高密度的磨料为增加产能提供了潜力,通常明显高于使用其他传统的陶瓷和玻璃磨料。改良韧度和耐性可延长研磨珠的使用寿命和仪器的保养周期。

氧化钇稳定氧化锆

通常地,氧化钇稳定氧化锆被认为是最佳选择。该物质是一种工程级的陶瓷,具有可控的氧化锆相稳定性和极精细的晶体尺寸。所得的研磨珠具备较好的强度、断裂韧度和耐磨性。

该磨料比其他高密度的磨料受欢迎,原因在于其与所有设备相容性好及其对设备研磨部分磨损较小,而尤为重要的是其性能稳定。该磨料特别用于高要求和高规格的研磨中,在这些研磨中,精度、可控性和污染性极其重要。然而,它并没能作为标准工业产品被广泛采用,这其中的主要原因则是其高昂的价格和同样昂贵的研磨设备。

该研磨介质的成本是由生产一种高性能产品所需的复杂的化学工艺和粉末加工技术共同组成的。为了给出这些工艺的概念,1给出了简明的生产流程图。

为了限制所有介质的成本,人们尝试采用不同的方法控制加工水平。降低微粉化程度和烧结温度是主要目标,但是这样做经常会生产出次品。一种选择是用其他氧化物(如氧化镁和二氧化铈)代替稳定离子(氧化钇)。这样的一些产品有其自身的优点,生成出的研磨珠也找到了合适的用处。但是,这些研磨珠绝对比不上高性能、高质量的氧化钇稳定氧化锆研磨介质。

Zirmil Y

开发一种符合成本效益、高性能的氧化钇稳定研磨珠,成了圣戈班西普(Saint-GobainZirPro)公司中心实验室为期两年的重点计划。圣戈班西普公司的工程师对此项研究有很好的基础。该公司是全世界最大的氧化锆珠供应商之一,也是30年前将陶瓷微研磨介质引入市场的创始者。

这个计划的成果就是新开发的产品 - Zirmil Y。通过改进陶瓷配方,这种研磨介质仍保留了最高标准。这种研磨珠有着出色的密度、球度和尺寸规格,以及卓越的耐磨性和使用寿命。图2是这种介质的具体规格。

为了确保这种新物质能达到预期的高性能,已经做了大量的试验。有一个系列的试验主要比较了该介质的性能,被称为“夸张的耐磨试验”。一个小型的卧式研磨机,装填了标准85%的研磨介质高速运转,另外仅加入水。这种操作非常苛刻,会加速介质的磨损。收集类似尺寸研磨珠的比较数据,结果列于图3

从图3可以看出,Zirmil Y比二氧化铈介质的性能好得多,而且与已知的优级氧化钇稳定氧化锆珠相比,也是性能相当。这个实验室结果已经由工业试验进行了确认,该介质在损耗较少量的情况下,提供了出色的产能和研磨质量。

操作成本的降低

Zirmil Y的性能已经得到了确认,令人满意。接下来对该新物质的重要研发就是其价格的可行性,这个从综合经济角度来说,会很大程度上增强其性能,并能在大部分标准研磨应用中广泛使用该介质。图4给出了一种标准45L卧式研磨机应用中磨料成本的典型变化。

可以看出来,在研磨机中最初使用Zirmil Y的成本远远高于使用传统锆珠,但比起铈珠只是稍贵。这实在是一个重要的变化,以前,氧化钇氧化锆材料的价格一直被认为是二氧化铈产品的两到三倍。从图上可以很清楚地看到,在一个较短时间段之后,Zirmil Y在操作成本的优势持续显现出来。该物质出色的耐磨性减少了填料的需求,延长了充填的时间间隔。实际的节约当然取决于不同的应用和条件,但是Zirmil Y显然表现出了其明显降低操作成本的潜力。重要的是,该产品在降低成本阻碍和将这种介质引入大型研磨机的过程起了重要作用。

结论

现在,高性能磨料广泛适用于工业微研磨有了真正的潜力,而并不需要投入大量的资金用于新仪器。标准大容量研磨机将适应这种新介质,并且很有可能改进产能和研磨质量。该物质的价格很快就能达到符合成本效益的要求,这将为最初的填料和高效的研磨操作提供长期解决方案。




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