1、简介
微晶刚玉的外观、色泽、化学成分和矿物组成与棕刚玉相同。其所用原料、配料比例、冶炼工艺也与棕刚玉基本相同。其所用的原料、配料比例、冶炼工艺也与棕刚玉基本相同。微晶刚玉是由许多微小的晶体集合组成。棕刚玉的晶体尺寸为500μm以上,而微晶刚玉的晶体尺寸为200μm左右。微晶刚玉磨料的特点是强度高、韧性大,在磨削过程中微刃破碎状态。
2、制造工艺特点
为获得要求的微晶结构,必须快速冷却。所以,微晶刚玉必须用倾倒法或流放法冶炼,采用浇铸法出炉。为使熔块快速冷却,浇铸厚度不宜超过100mm,迫使晶体来不及生长而尺寸变小。微晶刚玉不宜浇水冷却,浇水会使晶界面应力增大而降低机械强度,而且浇水也无助于结晶变小,因为在浇水之前熔块温度已降到刚玉熔点之下,结晶早已结束了。
为促进刚玉结晶微晶化,可以控制化学成分,还可添加微晶促进剂,为了增加熔液粘度,有助于刚玉微晶化,微晶刚玉在冶炼时的还原程度稍差些,氧化铝含量可比棕刚玉略低一些,杂质成分略高一些。此外,氧化钛、氧化铁、氧化镁还能降低熔点,缩短结晶温度范围,促进刚玉微晶化。尤其是氧化镁,会剧烈地降低熔液的熔点,促进刚玉的微晶化。若矾土中氧化镁的含量不足,可以另外添加,以使熔体中含有0.3%~0.8%的MgO。若氧化镁的含量不足0.3%,则熔体在结晶时达不到微晶化,当氧化镁超过0.8%时,又会限制刚玉的结晶,生成镁铝尖晶石,既影响刚玉晶体质量,又减少刚玉晶体数量。
3、增韧机理
一般认为,棕刚玉是缓慢冷却的,所含的额杂质成分是以母液形态分离结晶出来的,并存在于刚玉晶体的间隙之中。因此,在棕刚玉的结晶块中,存在有强度比微晶刚玉低得多的脆弱部分。由于微晶刚玉采用急剧冷却的方法,使熔体中所含的氧化镁、氧化钛、氧化铁、氧化硅等杂质成分以胶体状态分布在结晶块内,所以这种晶体的强度大,韧性高。
微晶刚玉韧性大的另一个原因是它是由许多方向不规则的单个微小晶体构成的集体。这种多晶集合体不会有一个明显方向的解理面,受到外力作用时,仅仅在颗粒某个局部区域发生破碎,破碎在晶体分界面上就终止了,而不至于延伸到整个晶体。