一种硅酸锆研磨介质及其制备方法
阅读说明：本技术 一种硅酸锆研磨介质及其制备方法 (Zirconium silicate grinding medium and preparation method thereof ) 是由 任永国 孟超 朱振宇 魏小威 范孝友 于 2020-12-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硅酸锆研磨介质及其制备方法,原料按重量份具体包括锆英砂50-70份、硅微粉5-7份、滑石粉5-7份、高岭土10-12份和成型助剂3-5份。该硅酸锆研磨介质的制备方法,通过滤网进行滤料处理,滤料处理后的研磨料通过出料管进行收集,在本方法中采用的研磨设备整体结构简单紧凑,相比较现有的研磨机械,制造成本得到了大幅的降低,并且在操作使用的时候较为方便,通过上研磨盘和下研磨盘可以对原料进行细致的研磨处理,同时配合滤网的使用,可以保证经过研磨设备处理后的研磨料可以达到要求的规格尺寸,在对于硅酸锆研磨介质的原料中使用成型助剂,可以提高研磨介质的成型效果,进而提高硅酸锆研磨介质的成型质量。(The invention discloses a zirconium silicate grinding medium and a preparation method thereof, and the raw materials specifically comprise, by weight, 50-70 parts of zircon sand, 5-7 parts of silica powder, 5-7 parts of talcum powder, 10-12 parts of kaolin and 3-5 parts of a forming aid. This zirconium silicate grinding medium's preparation method, carry out the filter material through the filter screen and handle, the abrasive material after the filter material is handled is collected through the discharging pipe, the grinding device overall structure who adopts in this method is simple compact, current grinding machine compares, manufacturing cost has obtained big reduction, and it is comparatively convenient when the operation is used, can carry out careful grinding process to the raw materials through last abrasive disc and lower abrasive disc, the use of cooperation filter screen simultaneously, can guarantee that the abrasive material after the grinding device is handled can reach the specification and size of requirement, use the shaping auxiliary agent in the raw materials to zirconium silicate grinding medium, can improve grinding medium's shaping effect, and then improve zirconium silicate grinding medium's shaping quality.)
技术领域
本发明涉及化工材料制备技术领域，具体为一种硅酸锆研磨介质及其制备方法。
背景技术
锆英砂的烧结较困难，高温下靠固相扩散作用，其速度非常缓慢，难于烧结，常需加入某些氧化物促进其烧结。锆英砂在高温下熔融分解，其分解出的ZrO2如不进行稳定，随着温度的变化呈现出不同的晶体结构，并伴有较大的体积效应，造成产品开裂，这些条件都增加了硅酸锆珠的生产成本，并制约了产品的性能。在涂料、油墨等化工行业对硅酸锆研磨介质的需求越来越大，对品质的要求也越来越高。
在对硅酸锆研磨介质进行制备的过程中，制备原料的规格尺寸会严重影响到制备成型的质量，为解决原料规格尺寸的问题，本领域技术人员提出了一种硅酸锆研磨介质及其制备方法，可以轻松的解决对硅酸锆研磨介质的制备原料进行加工处理，进而提高对硅酸锆研磨介质的成型质量。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种硅酸锆研磨介质及其制备方法，解决了目前在对硅酸锆研磨介质进行制备的过程中，制备原料的规格尺寸会严重影响到制备成型的质量，现有的研磨机械成本高，造价昂贵，使用起来较为复杂的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种硅酸锆研磨介质，原料按重量份具体包括锆英砂50-70份、硅微粉5-7份、滑石粉5-7份、高岭土10-12份和成型助剂3-5份；
该硅酸锆研磨介质由如下方法制备：
步骤一、将锆英砂、硅微粉、滑石粉、高岭土一起倒入装有磁力搅拌器的混合容器中，接着向容器的内部加水，水的添加量为混合料总质量的35％，启动磁力搅拌器，将混合料混合均匀后通入研磨设备中进行原料处理；
步骤二、将混合料一起通过进料盖通入上研磨盘的内部，启动调节组件，伺服电缸驱动轴的顶端带动活动架向下运动，通过活动架带动固定套向下位移，直至调节螺栓伸到进料盖的内部，再通过转动调节手柄，调节手柄带动调节螺杆在连接套的内部进行转动，利用调节螺杆使调节螺栓的底面与上研磨盘的顶面接触，通过调节螺栓使上研磨盘的底面与下研磨盘的顶面之间接触；
步骤三、启动驱动组件，驱动电机输出轴带动驱动齿轮在固定板的底部进行转动，同时驱动齿轮的表面分别与两个偏心轮的表面啮合传动，通过传动轴带动固定板顶部的传动齿轮进行传动，利用传动齿轮的表面与齿圈的内壁之间啮合传动，并且传动轴的顶端与转轴的底端固定连接，带动转轴在转动套的内部进行转动；
步骤四、利用转轴带动下研磨盘在流料盘的内部进行转动，通过下研磨盘和上研磨盘之间的研磨间隙，对上研磨盘内部的物料进行研磨，研磨料通过流料盘流出，接着研磨料落在滤网上，通过滤网进行滤料处理，最后经过滤料处理后的研磨料通过出料管进行收集；
步骤五、向收集的研磨料中加入成型助剂静置3h，对研磨料进行干燥粉碎后得到粉料，通过滚球机将粉料成型，得到素坯球，最后将素坯球烧结，烧结工艺为：10℃/min升温到1000℃，然后2℃/min升温到1300℃，保温5小时，最后自然冷却到室温，得到硅酸锆研磨介质。
优选的，成型助剂采用氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钇、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钾、碳酸钠的组合混合物，且氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钇、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钾、碳酸钠的混合质量比为1:0.8:0.8:1:1:1:0.6:0.3。
优选的，研磨设备包括机架、研磨组件、调节组件和驱动组件，机架内部的左侧设置有调节组件，且机架内部的右侧设置有驱动组件，驱动组件的顶部设置有研磨组件。
优选的，研磨组件包括接料盘、滤网、出料管、进料盖、上托盘、上研磨盘、下研磨盘、流料盘、下托盘、轴承座、转轴和转动套，机架内部的右侧固定连接有接料盘，且接料盘的底部连通有出料管，接料盘的内部固定连接有轴承座，且轴承座的顶部固定连接有下托盘，下托盘的顶部固定连接有流料盘，且流料盘的内部转动连接有下研磨盘，下研磨盘的上方转动连接有上研磨盘，上研磨盘的顶部固定连接有上托盘，且上研磨盘的内部与下研磨盘的内部之间通过法兰盘活动连接，上研磨盘的底部与下研磨盘的顶部之间设置有研磨间隙。
优选的，上托盘的顶部固定连接有进料盖，且进料盖的内部与上研磨盘的内部连通，轴承座的底部固定连接有转动套，且转动套的内部转动连接有转轴，转轴的顶端与下研磨盘的底部固定连接，接料盘内部的下方设置有滤网，且滤网的内周面与轴承座的表面活动连接。
优选的，调节组件包括伺服电缸、活动架、固定套、调节手柄、连接套、调节螺杆和调节螺栓，机架内部的左侧固定连接有伺服电缸，且伺服电缸驱动轴的顶端贯穿机架并延伸至机架的上方，伺服电缸驱动轴延伸至机架上方的一端固定连接有活动架，且活动架的一侧固定连接有固定套，固定套的内部固定连接有连接套，且连接套的内部螺纹连接有调节螺杆，调节螺杆的底端贯穿连接套并螺纹连接有调节螺栓。
优选的，驱动组件包括安装座、驱动电机、固定板、驱动齿轮、传动轴、偏心轮、齿圈和传动齿轮，机架内部的右侧固定连接有安装座，且安装座内壁的底部固定连接有驱动电机，驱动电机输出轴的一端固定连接有驱动齿轮，且驱动齿轮的内部固定连接有传动轴，安装座的内部固定连接有固定板，且驱动齿轮的顶部与固定板的底部转动连接，固定板底部的两侧均转动连接有偏心轮，且两个偏心轮的表面均与驱动齿轮的表面啮合传动，传动轴的一端贯穿固定板并固定连接有传动齿轮，安装座的顶部转动连接有齿圈，且齿圈的内壁与传动齿轮的表面啮合传动。
优选的，齿圈的内部与转动套的表面转动连接，且传动轴的顶端与转轴的底端通过联轴器固定连接。
一种硅酸锆研磨介质的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将锆英砂、硅微粉、滑石粉、高岭土一起倒入装有磁力搅拌器的混合容器中，接着向容器的内部加水，水的添加量为混合料总质量的35％，启动磁力搅拌器，将混合料混合均匀后通入研磨设备中进行原料处理；
步骤二、将混合料一起通过进料盖通入上研磨盘的内部，启动调节组件，伺服电缸驱动轴的顶端带动活动架向下运动，通过活动架带动固定套向下位移，直至调节螺栓伸到进料盖的内部，再通过转动调节手柄，调节手柄带动调节螺杆在连接套的内部进行转动，利用调节螺杆使调节螺栓的底面与上研磨盘的顶面接触，通过调节螺栓使上研磨盘的底面与下研磨盘的顶面之间接触；
步骤三、启动驱动组件，驱动电机输出轴带动驱动齿轮在固定板的底部进行转动，同时驱动齿轮的表面分别与两个偏心轮的表面啮合传动，通过传动轴带动固定板顶部的传动齿轮进行传动，利用传动齿轮的表面与齿圈的内壁之间啮合传动，并且传动轴的顶端与转轴的底端固定连接，带动转轴在转动套的内部进行转动；
步骤四、利用转轴带动下研磨盘在流料盘的内部进行转动，通过下研磨盘和上研磨盘之间的研磨间隙，对上研磨盘内部的物料进行研磨，研磨料通过流料盘流出，接着研磨料落在滤网上，通过滤网进行滤料处理，最后经过滤料处理后的研磨料通过出料管进行收集；
步骤五、向收集的研磨料中加入成型助剂静置3h，对研磨料进行干燥粉碎后得到粉料，通过滚球机将粉料成型，得到素坯球，最后将素坯球烧结，烧结工艺为：10℃/min升温到1000℃，然后2℃/min升温到1300℃，保温5小时，最后自然冷却到室温，得到硅酸锆研磨介质。
(三)有益效果
本发明提供了一种硅酸锆研磨介质及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
该硅酸锆研磨介质的制备方法，通过将混合料一起通过进料盖通入上研磨盘的内部，启动调节组件，伺服电缸驱动轴的顶端带动活动架向下运动，通过活动架带动固定套向下位移，直至调节螺栓伸到进料盖的内部，再通过转动调节手柄，调节手柄带动调节螺杆在连接套的内部进行转动，利用调节螺杆使调节螺栓的底面与上研磨盘的顶面接触，通过调节螺栓使上研磨盘的底面与下研磨盘的顶面之间接触，启动驱动组件，驱动电机输出轴带动驱动齿轮在固定板的底部进行转动，同时驱动齿轮的表面分别与两个偏心轮的表面啮合传动，通过传动轴带动固定板顶部的传动齿轮进行传动，利用传动齿轮的表面与齿圈的内壁之间啮合传动，并且传动轴的顶端与转轴的底端固定连接，带动转轴在转动套的内部进行转动，利用转轴带动下研磨盘在流料盘的内部进行转动，通过下研磨盘和上研磨盘之间的研磨间隙，对上研磨盘内部的物料进行研磨，研磨料通过流料盘流出，接着研磨料落在滤网上，通过滤网进行滤料处理，最后经过滤料处理后的研磨料通过出料管进行收集，在本方法中采用的研磨设备整体结构简单紧凑，相比较现有的研磨机械，制造成本得到了大幅的降低，并且在操作使用的时候较为方便，通过上研磨盘和下研磨盘可以对原料进行细致的研磨处理，同时配合滤网的使用，可以保证经过研磨设备处理后的研磨料可以达到要求的规格尺寸，在对于硅酸锆研磨介质的原料中使用成型助剂，可以提高研磨介质的成型效果，进而提高硅酸锆研磨介质的成型质量。
附图说明
图1为本发明研磨设备结构的示意图；
图2为本发明研磨组件结构的示意图；
图3为本发明驱动齿轮与偏心轮结构的示意图；
图4为本发明接料盘与滤网结构的示意图；
图5为本发明流料盘和下托盘结构的示意图；
图6为本发明上研磨盘和下研磨盘结构的示意图；
图7为本发明调节手柄和调节螺杆结构的示意图。
图中，1、研磨组件；11、接料盘；12、滤网；13、出料管；14、进料盖；15、上托盘；16、上研磨盘；17、下研磨盘；18、流料盘；19、下托盘；110、轴承座；111、转轴；112、转动套；2、调节组件；21、伺服电缸；22、活动架；23、固定套；24、调节手柄；25、连接套；26、调节螺杆；27、调节螺栓；3、驱动组件；31、安装座；32、驱动电机；33、固定板；34、驱动齿轮；35、传动轴；36、偏心轮；37、齿圈；38、传动齿轮；4、机架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-7所示，一种硅酸锆研磨介质，原料按重量份具体包括锆英砂50份、硅微粉5份、滑石粉5份、高岭土12份和成型助剂5份；
该硅酸锆研磨介质由如下方法制备：
步骤一、将锆英砂、硅微粉、滑石粉、高岭土一起倒入装有磁力搅拌器的混合容器中，接着向容器的内部加水，水的添加量为混合料总质量的35％，启动磁力搅拌器，将混合料混合均匀后通入研磨设备中进行原料处理；
步骤二、将混合料一起通过进料盖14通入上研磨盘16的内部，启动调节组件2，伺服电缸21驱动轴的顶端带动活动架22向下运动，通过活动架22带动固定套23向下位移，直至调节螺栓27伸到进料盖14的内部，再通过转动调节手柄24，调节手柄24带动调节螺杆26在连接套25的内部进行转动，利用调节螺杆26使调节螺栓27的底面与上研磨盘16的顶面接触，通过调节螺栓27使上研磨盘16的底面与下研磨盘17的顶面之间接触；
步骤三、启动驱动组件3，驱动电机32输出轴带动驱动齿轮34在固定板33的底部进行转动，同时驱动齿轮34的表面分别与两个偏心轮36的表面啮合传动，通过传动轴35带动固定板33顶部的传动齿轮38进行传动，利用传动齿轮38的表面与齿圈37的内壁之间啮合传动，并且传动轴35的顶端与转轴111的底端固定连接，带动转轴111在转动套112的内部进行转动；
步骤四、利用转轴111带动下研磨盘17在流料盘18的内部进行转动，通过下研磨盘17和上研磨盘16之间的研磨间隙，对上研磨盘16内部的物料进行研磨，研磨料通过流料盘18流出，接着研磨料落在滤网12上，通过滤网12进行滤料处理，最后经过滤料处理后的研磨料通过出料管13进行收集；
步骤五、向收集的研磨料中加入成型助剂静置3h，对研磨料进行干燥粉碎后得到粉料，通过滚球机将粉料成型，得到素坯球，最后将素坯球烧结，烧结工艺为：10℃/min升温到1000℃，然后2℃/min升温到1300℃，保温5小时，最后自然冷却到室温，得到硅酸锆研磨介质。
成型助剂采用氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钇、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钾、碳酸钠的组合混合物，且氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钇、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钾、碳酸钠的混合质量比为1:0.8:0.8:1:1:1:0.6:0.3。
研磨设备包括机架4、研磨组件1、调节组件2和驱动组件3，机架4内部的左侧设置有调节组件2，且机架4内部的右侧设置有驱动组件3，驱动组件3的顶部设置有研磨组件1。
研磨组件1包括接料盘11、滤网12、出料管13、进料盖14、上托盘15、上研磨盘16、下研磨盘17、流料盘18、下托盘19、轴承座110、转轴111和转动套112，机架4内部的右侧固定连接有接料盘11，且接料盘11的底部连通有出料管13，接料盘11的内部固定连接有轴承座110，且轴承座110的顶部固定连接有下托盘19，下托盘19的顶部固定连接有流料盘18，且流料盘18的内部转动连接有下研磨盘17，下研磨盘17的上方转动连接有上研磨盘16，上研磨盘16的顶部固定连接有上托盘15，且上研磨盘16的内部与下研磨盘17的内部之间通过法兰盘活动连接，上研磨盘16的底部与下研磨盘17的顶部之间设置有研磨间隙。
上托盘15的顶部固定连接有进料盖14，且进料盖14的内部与上研磨盘16的内部连通，轴承座110的底部固定连接有转动套112，且转动套112的内部转动连接有转轴111，转轴111的顶端与下研磨盘17的底部固定连接，接料盘11内部的下方设置有滤网12，且滤网12的内周面与轴承座110的表面活动连接。
调节组件2包括伺服电缸21、活动架22、固定套23、调节手柄24、连接套25、调节螺杆26和调节螺栓27，机架4内部的左侧固定连接有伺服电缸21，且伺服电缸21驱动轴的顶端贯穿机架4并延伸至机架4的上方，伺服电缸21驱动轴延伸至机架4上方的一端固定连接有活动架22，且活动架22的一侧固定连接有固定套23，固定套23的内部固定连接有连接套25，且连接套25的内部螺纹连接有调节螺杆26，调节螺杆26的底端贯穿连接套25并螺纹连接有调节螺栓27。
驱动组件3包括安装座31、驱动电机32、固定板33、驱动齿轮34、传动轴35、偏心轮36、齿圈37和传动齿轮38，机架4内部的右侧固定连接有安装座31，且安装座31内壁的底部固定连接有驱动电机32，驱动电机32输出轴的一端固定连接有驱动齿轮34，且驱动齿轮34的内部固定连接有传动轴35，安装座31的内部固定连接有固定板33，且驱动齿轮34的顶部与固定板33的底部转动连接，固定板33底部的两侧均转动连接有偏心轮36，且两个偏心轮36的表面均与驱动齿轮34的表面啮合传动，传动轴35的一端贯穿固定板33并固定连接有传动齿轮38，安装座31的顶部转动连接有齿圈37，且齿圈37的内壁与传动齿轮38的表面啮合传动，齿圈37的内部与转动套112的表面转动连接，且传动轴35的顶端与转轴111的底端通过联轴器固定连接。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于
一种硅酸锆研磨介质，原料按重量份具体包括锆英砂70份、硅微粉7份、滑石粉7份、高岭土10份和成型助剂3份。
实施例3
请参阅图1-7所示，一种硅酸锆研磨介质的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将锆英砂、硅微粉、滑石粉、高岭土一起倒入装有磁力搅拌器的混合容器中，接着向容器的内部加水，水的添加量为混合料总质量的35％，启动磁力搅拌器，将混合料混合均匀后通入研磨设备中进行原料处理；
步骤二、将混合料一起通过进料盖14通入上研磨盘16的内部，启动调节组件2，伺服电缸21驱动轴的顶端带动活动架22向下运动，通过活动架22带动固定套23向下位移，直至调节螺栓27伸到进料盖14的内部，再通过转动调节手柄24，调节手柄24带动调节螺杆26在连接套25的内部进行转动，利用调节螺杆26使调节螺栓27的底面与上研磨盘16的顶面接触，通过调节螺栓27使上研磨盘16的底面与下研磨盘17的顶面之间接触；
步骤三、启动驱动组件3，驱动电机32输出轴带动驱动齿轮34在固定板33的底部进行转动，同时驱动齿轮34的表面分别与两个偏心轮36的表面啮合传动，通过传动轴35带动固定板33顶部的传动齿轮38进行传动，利用传动齿轮38的表面与齿圈37的内壁之间啮合传动，并且传动轴35的顶端与转轴111的底端固定连接，带动转轴111在转动套112的内部进行转动；
步骤四、利用转轴111带动下研磨盘17在流料盘18的内部进行转动，通过下研磨盘17和上研磨盘16之间的研磨间隙，对上研磨盘16内部的物料进行研磨，研磨料通过流料盘18流出，接着研磨料落在滤网12上，通过滤网12进行滤料处理，最后经过滤料处理后的研磨料通过出料管13进行收集；
步骤五、向收集的研磨料中加入成型助剂静置3h，对研磨料进行干燥粉碎后得到粉料，通过滚球机将粉料成型，得到素坯球，最后将素坯球烧结，烧结工艺为：10℃/min升温到1000℃，然后2℃/min升温到1300℃，保温5小时，最后自然冷却到室温，得到硅酸锆研磨介质。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
工作原理，使用时，将混合料一起通过进料盖14通入上研磨盘16的内部，启动调节组件2，伺服电缸21驱动轴的顶端带动活动架22向下运动，通过活动架22带动固定套23向下位移，直至调节螺栓27伸到进料盖14的内部，再通过转动调节手柄24，调节手柄24带动调节螺杆26在连接套25的内部进行转动，利用调节螺杆26使调节螺栓27的底面与上研磨盘16的顶面接触，通过调节螺栓27使上研磨盘16的底面与下研磨盘17的顶面之间接触，启动驱动组件3，驱动电机32输出轴带动驱动齿轮34在固定板33的底部进行转动，同时驱动齿轮34的表面分别与两个偏心轮36的表面啮合传动，通过传动轴35带动固定板33顶部的传动齿轮38进行传动，利用传动齿轮38的表面与齿圈37的内壁之间啮合传动，并且传动轴35的顶端与转轴111的底端固定连接，带动转轴111在转动套112的内部进行转动，利用转轴111带动下研磨盘17在流料盘18的内部进行转动，通过下研磨盘17和上研磨盘16之间的研磨间隙，对上研磨盘16内部的物料进行研磨，研磨料通过流料盘18流出，接着研磨料落在滤网12上，通过滤网12进行滤料处理，最后经过滤料处理后的研磨料通过出料管13进行收集。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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