隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，超細(xì)物料的諸多優(yōu)良性能越來(lái)越為更多的人所認(rèn)識(shí)，用途也越來(lái)越廣。在陶瓷及其相關(guān)行業(yè)，超細(xì)粉體的制備離不開粉碎研磨工藝，其中，干法研磨工藝一般用球磨罐或球磨機(jī)；濕法研磨工藝用砂磨機(jī)，是許多高性能、高純度、低污染的超細(xì)粉體的首選。

無(wú)論是何種研磨工藝，有一種部件的選擇都十分關(guān)鍵，那就是隨著物料一同翻滾的研磨球（研磨介質(zhì)）。它不僅決定了粉碎效率的高低以及粉碎后產(chǎn)品的品質(zhì)，同時(shí)它的磨耗也是粉碎工藝中成本的一大因素——磨耗太高的話，一方面需常替換，另一方面可能會(huì)污染待磨物，因此如何延長(zhǎng)磨球壽命是一個(gè)重要的課題。

氧化鋯研磨球

根據(jù)業(yè)界的總結(jié)，會(huì)造成磨球磨耗的因素與解決對(duì)策主要有以下幾點(diǎn):

①磨球硬度的選擇

莫氏硬度（Mohs）和維氏硬度（Vickers）是表達(dá)硬度最常用的指標(biāo)，但硬度越高的研磨珠，珠子的磨耗率并不代表越低。正常來(lái)說(shuō)，磨球硬度最好是待磨物硬度的1.25以上，這樣待磨物比較不會(huì)磨耗磨球，而球磨機(jī)內(nèi)襯最好與磨球硬度相當(dāng)。下圖是一些常見的研磨介質(zhì)及其他材料的硬度對(duì)比。

不同材質(zhì)的莫氏硬度對(duì)比

如從研磨珠對(duì)砂磨機(jī)的接觸件（分散盤、棒銷和內(nèi)缸等）磨損情況來(lái)看，硬度大的研磨珠對(duì)接觸件的磨耗大些，但可通過(guò)調(diào)節(jié)珠的填充量，漿料的粘度、流量等參數(shù)以達(dá)最佳優(yōu)化點(diǎn)。

②磨球材質(zhì)的選擇

濕法研磨中，會(huì)將原料懸浮于載體液流中進(jìn)行研磨，并適當(dāng)添加分散劑等助劑幫助研磨進(jìn)行。因此選用的研磨球的材質(zhì)需耐酸、堿及其它有機(jī)溶劑的腐蝕，這樣溶劑才不會(huì)腐蝕研磨球。另外若研磨機(jī)內(nèi)襯與研磨球材質(zhì)相同就更有利于延長(zhǎng)使用壽命。

助磨劑的原理

③溶劑與空氣的溫度差

研磨過(guò)程中，進(jìn)行粉碎時(shí)需要一定的能量，其中大部分會(huì)轉(zhuǎn)化為熱量。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，若研磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有時(shí)會(huì)讓球磨機(jī)內(nèi)的溶劑與空氣的溫差很大，若研磨球此時(shí)已產(chǎn)生裂痕，這種溫差會(huì)加速裂痕的長(zhǎng)大，造成研磨球破裂，所以研磨時(shí)間應(yīng)受控制，或者嘗試降低周速——如果由于降低周速而導(dǎo)致處理速度下降，則可以通過(guò)減小研磨球徑來(lái)確保足夠的強(qiáng)度和頻率，這樣一來(lái)就可以保證處理的效率。

④磨球粒徑的選擇

研磨球的大小決定了研磨球和物料的接觸點(diǎn)的多少，粒徑小的研磨球在相同的容積下接觸點(diǎn)越多，理論上研磨效率也越高；另一方面，在研磨初試顆粒比較大的物料時(shí)，例如對(duì)于100微米的漿料，D=1mm的珠子未必勝用，原因是小珠子的沖量達(dá)不到充分研磨分散的能量，此時(shí)應(yīng)采用粒徑較大的珠子。

若大小珠子混合使用，此種情況剛開始有提高研磨效率的跡象，但隨著研磨時(shí)間的加長(zhǎng)，容易產(chǎn)生大珠磨小珠的情形，加快小珠的變形以至破碎。解決方法是盡量使用粒徑均一的珠子。

總之，研磨球粒徑越均一，越可以減少研磨球的磨耗 ，也可讓待磨物粒徑分布較窄。

粒徑均勻的研磨珠

⑤研磨機(jī)的轉(zhuǎn)速

干法研磨中，球磨機(jī)在作業(yè)時(shí)，物料會(huì)和研磨介質(zhì)一起隨筒體轉(zhuǎn)動(dòng)，在“拋落”狀態(tài)下完成物料的粉磨，所以球磨機(jī)轉(zhuǎn)速大小，將直接決定著筒體內(nèi)研磨球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和粉碎物料的效果。

球磨機(jī)工作示意圖

工作時(shí)要注意球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速要適中：若轉(zhuǎn)速過(guò)慢，研磨球被提升的高度就會(huì)比較低，沖擊力也會(huì)比較小，從而導(dǎo)致粉磨效率較低；轉(zhuǎn)速較高，研磨球被提升的高度就比較高，可呈拋落狀態(tài)，物料受到的沖擊力較大。但如果球磨機(jī)轉(zhuǎn)速特別高，已經(jīng)超過(guò)限度，研磨球就會(huì)一直隨筒體旋轉(zhuǎn)而不下落，處于離心運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。這時(shí)研磨球不僅沒(méi)有沖擊作用，研磨作用很小，而且研磨球一直沿著磨機(jī)內(nèi)襯滾動(dòng)還會(huì)讓磨球與內(nèi)襯互相磨耗，減少使用壽命。

⑥磨球的晶粒大小

研磨球的性能與內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)有有著密切關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)研磨球的晶粒越小越耐磨耗。比如說(shuō)氧化鋁研磨球，其原材料是Al₂O₃粉體。原料顆粒較小時(shí)，它的磨耗主要是因?yàn)榘l(fā)生塑性變形以及部分的穿晶斷裂，然后產(chǎn)生輕微的磨損；當(dāng)Al₂O₃原料的顆粒越大時(shí)，它的穿晶斷裂將會(huì)大幅度提升，從而會(huì)出現(xiàn)的嚴(yán)重的磨損，基于以上兩點(diǎn)的分析，Al₂O₃原料的晶粒越小，氧化鋁研磨球的耐磨性能將會(huì)越好。

氧化鋁研磨球

總結(jié)

以上是部分可提高研磨球耐磨度的措施，隨著業(yè)界對(duì)超細(xì)粉體生產(chǎn)及應(yīng)用的重視，如何選擇適合自身生產(chǎn)工藝和條件的研磨球，以及如何盡可能延長(zhǎng)其使用壽命以降低生產(chǎn)成本，是值得去探討分析的。如果各位朋友有其他想法，也歡迎在評(píng)論區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充或修正哦。

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