行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
小尺寸球形陶瓷研磨体磨耗试验方法 搅拌磨法
建议项目名称
(英文)
Test method for abrasion of spherical ceramic abrasives of small size—agitation grinding method
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
81.060.30
中国标准分类号
Q30
牵头单位
山东合创明业精细陶瓷有限公司
体系编号
1-10.0.2
参与单位
淄博启明星新材料股份有限公司、淄博星澳新材料研究院有限公司、山东亿莱盛新材料科技有限公司、淄博星澳耐磨蚀新材料超细能效技术研究院、中国科学院上海硅酸盐研究所、山东工业陶瓷研究设计院有限公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

  1. 一、小尺寸陶瓷研磨体(磨介应用范围广

      随着材料科学的发展,现代工程技术需要越来越多的超细粉体,超细粉碎技术在高技术研究开发中将起着越来越重要的作用。目前物料的超细研磨在冶金、矿产、电力、建材和化工等领域都有广泛应用,而球磨机物理粉碎由于具有产量大、成本低和工艺设备简单等优点,因此应用相当广。球磨机主要分为滚筒磨、行星磨和搅拌磨、砂磨机等。但无论哪种研磨机,都需要陶瓷球作为磨介,其主要作用机理:球磨机转动的过程中,通过碰撞、挤压,剪切等过程粉碎物料。

  2. 二、陶瓷磨介行业规模不断扩大,种类繁多,迫切需要统一的耐磨性评价方法

      中国作为陶瓷磨介主要采购中心,每年以10%的规模不断增长,市场需求规模达到100亿以上。目前陶瓷磨介的种类很多,主要有氧化铝系列、锆铝复合系列和氧化锆系列以及非氧化物的碳化钨球,氮化硅球等。其中氧化铝系列主要有中铝(60%氧化铝含量)、中高铝(70%氧化铝含量)、高铝(分为92瓷、95瓷、99瓷);锆铝复合系列主要分低、中、高密度,密度值从2.8g/cm35.0g/cm3都有;氧化锆主要有钇稳定锆球和铈稳定锆球等。氧化物磨介相对性价比更高,应用也最为广泛,尤其是氧化铝和锆铝复合磨介。不同的磨介,密度、硬度、韧性等相差很大,应用环境和需求也相差很大。不同的物料比重,不同的物料硬度,不同的研磨设备对研磨介质的需求种类都不同,而这么多种类的磨介却并没有统一的评价方法,造成市场竞争混乱,客户需求信息不明确。

  3. 三、现行不同陶瓷磨介标准,磨耗检测方法不统一。

      磨耗检测方法的不统一,首先体现在所用检测设备不一样。例如氧化锆磨介用的是行星磨,转速不低于300r/min,而硅酸锆磨介用的是快速磨,转速不低于400r/min。氧化铝磨介用的是滚筒磨,速度是80r/min。其次体现在磨前质量不统一,也即填充率不一致。在实际球磨过程中,球磨机的填充率对磨介的磨损影响很大。填充率不一样,磨介的磨损机理也会有所差异。尤其是线速度比较大的磨介,如果此时填充率又较小,会造成强烈的冲击磨损,甚至出现碎球,这时球的磨损是较大的。相反,如果填充率太大,球与球之间行程较短,更多的是剪切磨损,研磨效率降低。因此合理的磨耗检测方法对客户在实际应用中,也可能起到一定的指导作用。

  4. 四、统一陶瓷磨介耐磨性检测标准,是市场发展的需要

      由于检测方法的差异很大,不同材质的耐磨介质检测方法、球磨工况等不同,不同厂家的产品难以做横向比较,造成市场无序竞争。且容易在销售方与使用方之间对产品质量产生误解。因此规范磨介检测方法,对规范市场供求关系也很重要。


范围和主要
技术内容

范围:本文件拟规定陶瓷磨介耐磨性的术语和定义以及试验方法和仪器要求。本文件适用于尺寸小于10mm各种陶瓷磨介的设计、制造、检测与评价等。

技术内容:拟规定检测设备要求,明确检测设备种类(搅拌磨);规定检测磨机转速、磨罐体积,磨机填充率、球水比例等检测条件要求。同时对检测时间也做统一性要求。


国内外情况
简要说明

1、国外检测陶瓷磨介磨耗常用小型搅拌磨,其转速固定、线速度适中。不同密度磨介填充率也相当。磨机内衬采用聚氨酯,容积比较固定,不会随着使用时间的延长,出现较大的改变。同时,检测时料浆按照固定的流速,从磨机上端流入下端流出,基本保障整个检测过程中,料浆温度的稳定性,而且相对较低,无需考虑温度升高可能带来的热腐蚀性加剧的问题。

2、国内目前陶瓷磨介的检测方法、检测设备均不统一,检测条件相差很大,检测数据难以做横向比较,也不能真实地反映磨介的耐磨性能。例如,硅酸锆球磨耗采用快速磨并使用高铝瓷瓷瓶(参考标准JC/T 2247-2014)。这种瓷瓶随着使用次数的增加,容积不断增大,容易导致较大的前后检测磨耗误差。而且快速磨本身也不是标准设备,其转速受连杆长短,偏心盘重量影响,而且由于震动剧烈,轴承很容易坏,需要经常维修。氧化锆球磨耗采用行星磨(参考标准:JC/T 2136-2012),行星磨与实际工况相差很大,测出来的磨耗相对偏小,甚至测不出磨耗。目前工业常用球磨设备主要有卧式球磨机(主要用10mm以上的大球)、搅拌磨和砂磨机。其中搅拌磨和砂磨机都有搅拌轴,这种搅拌轴会提供磨介很大的动能,也既冲击力比在行星磨里面严苛,因此用形星磨测磨耗比实际磨耗偏小。氧化铝磨介目前采用的标准是JC/T 848.1-2010,这个标准采用的是小型卧式球磨机。卧式球磨机在评价大球的磨耗比较有意义,但是对于小于10mm以下的小球,尤其是3mm以下的小球意义不大。因为实际应用,小球压根就不用于卧式球磨机。卧式球磨机的转速一般都很低,球体在磨机里面主要做抛物线运动,由于球小,冲击力小。因此用卧式球磨机评价小球意义不大。

本标准拟采用小型搅拌磨对所有陶瓷磨介进行磨耗检测或评定。其主要特点有:1、磨机与磨罐一体,操作方便,且适合所有小于10mm的陶瓷磨介;2、设备自带循环水冷却,不会因为长时间检测导致温度升高,所以不用考虑温度可能对磨耗的影响。同时也不用考虑温度升高对装卸球磨罐时引起的不便;3、用小搅拌磨检测磨耗时搅拌桶体积基本不会发生变化,因此不用考虑体积变化对磨耗的影响;4、搅拌磨作为现行工业上常用物料细化设备,因此如果采用小搅拌作为磨耗评价设备,其测出来的磨耗与实际磨损机理更吻合。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
3标准项目建议书-小尺寸球形陶瓷研磨体磨耗试验方法 搅拌磨法.doc (28.5KB)任务书(建议书)