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部分磨料产品命名术语规范性讨论

发表时间:2021-06-22 16:26:51
 

一、蓝色单晶刚玉块

我国自主研发生产的蓝色单晶刚玉、灰白色单晶刚玉,从当初面世到现在,近十余年来,已经实现规模化生产。相关研发生产厂商,在2008年12月5日以《蓝色单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于2011年6月8日获得国家发明专利授权(1);在2019年5月24日以《灰白色单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于2019年9月17日获得国家发明专利授权(2)。这两种所谓的单晶刚玉磨料产品,与传统的单晶刚玉磨料相比较,生产工艺有显著差别,且其磨削性能实际上也不能完全取代传统的单晶刚玉磨料。

关于蓝色单晶刚玉这一术语是否合适,该不该分类划分和命名为单晶刚玉类磨料,早在2010年张长伍老先生就对此提出过自己的看法(3),“认为不应该称其为单晶刚玉磨料。


二、灰白色单晶刚玉磨料

传统的单晶刚玉是有特殊内涵的,是指采用传统的生产工艺,以铝矾土、铁屑、无烟煤和硫铁矿为原料,在电弧炉中经高温熔融冶炼,生成合格刚玉熔液;该熔液经冷却结晶成刚玉块,而后通过把刚玉块用水水解而生产制造的单晶刚玉磨料。在熔融冶炼过程中,铝矾土中的杂质除了被无烟煤的碳素还原成金属结合成硅铁合金与刚玉熔液分离之外,有一部分杂质则与黄铁矿起反应,生成硫化物和二氧化硫;这些硫化物存在量有限,且要么在高温下不稳定而分解,要么在高温下升华挥发;此外铝矾土中的一部分铝与硫化合,生成一定量的硫化铝,在刚玉熔液冷却结晶时夹杂在物理刚玉相之间。由于硫化铝能溶于水,所以将冷却结晶好的刚玉块水解后,就能得到大多数是由单个刚玉晶体组成的各种粒度的磨料,其氧化铝含量在98%以上,颗粒形状多为等积状,而且是完整的晶体,具有良好的多角多棱切削刃,并有较高的硬度和韧性,因此这种磨料在磨削时不易破碎,切削能力强而寿命长。

这种传统的单晶刚玉磨料有着优良的磨削性能,适于加工较硬的或难磨的金属材料,如高矾高速钢、耐热合金钢、钴基或镍基合金钢、不锈钢等;尤其是含钒2-3%的高钒钢,其可磨性很差,用一般普通磨料很难磨削,而单晶刚玉则能适用。此外,还适用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工,利用这种磨料磨削淬火钢、工具钢及其他合金钢时,均能获得良好的磨削效果。

这种传统的单晶刚玉磨料,由于在其生产过程中有H2S和SO2气体及废水产生,严重地污染、腐蚀环境,在国内一直未能大量的生产。原中国第四砂轮厂是单晶刚玉磨料的主要生产厂商;由于该厂处于山东省淄博市,基于环保问题,早在上个世纪九十年代就已停止生产。随后,单晶刚玉磨料的生产转移到处于比较偏僻的河南省西峡县,生产厂商是西峡县正弘单晶刚玉厂,该厂也已于2004年以后停止了生产。据调查了解,目前国内只有福建一家企业生产这种传统的单晶刚玉磨料,且不是磨料行业专业生产厂,是其它行业企业涉足了磨料这一领域;他们采用的生产工艺,是在传统生产工艺基础上进行了一定的改进,按照传统冶炼工艺方法混合物料配方的组成要求,采用较纯的原料配制混合物料配方,然后在高温下进行熔融冶炼、冷却结晶并经水解而成单晶刚玉磨料;该厂商在2014年12月5日以《一种单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于2015年4月8日获得国家发明专利授权(4)。在世界范围内,随着对环境保护的日益重视,在上个世纪九十年代末,国外也已停止了单晶刚玉磨料的生产。

这种传统的单晶刚玉磨料,其生产工艺与普通电熔刚玉相比较,不同之处关键不在使用原材料及其添加剂的不同,而在于磨料颗粒生成方式的不同,即单晶刚玉磨料颗粒是刚玉块在经水解的情况下自然形成,且磨料颗粒呈单个刚玉晶体状态,而不是通过把刚玉块进行破碎、筛分、磁选等工序来生产制造磨料颗粒。

按照单晶刚玉磨料的传统生产工艺这一思路,为规避使用硫化物而导致的严重污染,人们曾经使用过碳化工艺方法研发生产了单晶刚玉(5),在1995年1月29日以《单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于1995年12月13日获得国家发明专利授权。由于种种原因这一所谓的新生产工艺及其生产制造的单晶刚玉磨料没有得到推广应用。

按照文献(1)~(2)提出的生产工艺所生产制造的新的单晶刚玉磨料,即蓝色单晶刚玉(包括蓝色超单晶刚玉)、灰白色单晶刚玉,实质为电熔刚玉磨料产品;观其生产制造过程,与传统的单晶刚玉之外的其他电熔刚玉类产品,包括棕刚玉、白刚玉、铬刚玉、锆刚玉、黑刚玉等,总体来讲并没有实质性不同,就是一个熔融冶炼、冷却结晶、破碎制粒过程,是使用铝氧粉采用类同于合金刚玉如铬刚玉、锆刚玉的生产工艺,通过添加钛氧化物等添加剂,经过电弧炉熔融冶炼、冷却结晶、破碎制粒而成,因此可以按照命名习惯(比如主要化学成分、主要结晶相、产品呈色或功能元素等)称为钛刚玉、低钛刚玉等等均可;由于其完全没有单晶刚玉磨料的传统生产工艺的特点——磨料颗粒是刚玉块经水解自然形成并呈单个刚玉晶体状态,而只是从一颗磨料颗粒是单个刚玉晶体状态的特点出发,采用“蓝色单晶刚玉”、“灰白色单晶刚玉”等术语来命名产品,其实是不妥当的,否则岂不也可以把磨料颗粒主要呈单个刚玉晶体状态的棕刚玉、白刚玉、铬刚玉称为棕色单晶刚玉、白色单晶刚玉、玫瑰色单晶刚玉,或统称单晶刚玉。

而且所谓的蓝色单晶刚玉、灰白色单晶刚玉磨料,其颗粒表面形貌和晶体结构特征,也是不同于传统的单晶刚玉磨料的,因而反映在实际应用过程中其用途和使用性能也不相同。

综上所述,目前磨料行业里使用“蓝色单晶刚玉”、“灰白色单晶刚玉”术语来命名产品名称实属不妥当,而应该从产品的生产工艺特征、理化性能特点或行业习惯等规范方式,采用规范的术语进行规范的命名。


三、镀铱磨料

目前磨料行业中,一些生产厂商将在磨料颗粒表面镀附一薄层有益物质的改性磨料,称为“镀铱磨料”。所谓“镀铱磨料”这一术语,应改为“镀衣磨料”(6),亦或是具体的“镀某元素或物质磨料”(比如:镀氧化铁磨料、镀陶瓷材料磨料等等)。

从各种汉语词典和百度搜索,可明确“镀”、“铱”和“衣”的含义。

先看“镀”的含义:读[ dù ],用电解或其他化学方法,使一种金属均匀地附着在别的金属或物体表面上,形成薄层。本文我们将“镀”理解为:用化学方法或其它方法,使其他物质均匀地附着在别的磨料颗粒表面上,形成一薄层。

再看“铱”和“衣”各自的含义。

“铱”的含义:名词,读[ yī ],是一种金属元素,符号Ir,原子序数77,银白色,脆而硬,是化学性质最稳定的金属,高温时可压成薄片或拉成丝,它的合金用来制坩埚和金笔笔尖等。 此外别无他意。“衣”的含义:可作名词和动词。1、作名词时,读[ yī ],表示:1)衣服:上~。内~。大~。丰~足食2)引申为包在物体外面的一层东西:笋~、糖~;3)胞衣(中医把胎盘和胎膜统称为胞衣,也叫胎衣、衣胞);4)姓。2、作动词时,读[ yì ],表示:1)穿(衣服):~布衣;2)拿衣服给人穿:解衣~我。3)引申为:包裹、覆盖、镀附。因此,只有衣才具有包裹、覆盖、镀附,或者“衣服”之意。

由“镀”关联的一薄层物质,即给磨料颗粒镀上的一薄层物质,好比给人穿上的衣服一样,可形象地称为给磨料颗粒穿上的衣服。因而,对磨料颗粒表面进行镀附一薄层其它有益物质的改性处理,就象给磨料颗粒穿上了衣服;这一改性处理,可以形象地用“镀衣”术语来表达。

基于同样的想法,将在磨料颗粒表面镀附一薄层有益物质的改性磨料,称为“镀衣磨料”,采用“镀衣磨料”术语命名产品是确切的,是真正贴切含义的,是符合规范的术语。而脱离产品的科学内涵和术语的词义,使用“镀铱磨料”这一术语,不免有哗众取宠之嫌,必然会产生不可避免的误导作用。


参考文献

1.王虎山.蓝色单晶刚玉的生产方法.专利号CN101748486 B.2011.06.08.

2.王虎山,李保生、史萌明等.灰白色单晶刚玉的生产方法.专利号CN110241458A.2019.09.17.

3.张长伍.单晶刚玉.百度百科.2010

4.李小毅,叶旦旺,范辉等.一种单晶刚玉的生产方法.专利号CN104499051A.2015.04.08.

5.陈秋生.单晶刚玉的生产方法.专利号CN1113269A.1995.12.13.

6.蒋蒙宁,陈德春.普通磨料深加工后处理技术的发展概况及应用领域拓展.金刚石与磨料磨具工程.2002(4):45~47

部分磨料产品命名术语规范性讨论

发布时间:2021-06-22 16:26:51

一、蓝色单晶刚玉块

我国自主研发生产的蓝色单晶刚玉、灰白色单晶刚玉,从当初面世到现在,近十余年来,已经实现规模化生产。相关研发生产厂商,在2008年12月5日以《蓝色单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于2011年6月8日获得国家发明专利授权(1);在2019年5月24日以《灰白色单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于2019年9月17日获得国家发明专利授权(2)。这两种所谓的单晶刚玉磨料产品,与传统的单晶刚玉磨料相比较,生产工艺有显著差别,且其磨削性能实际上也不能完全取代传统的单晶刚玉磨料。

关于蓝色单晶刚玉这一术语是否合适,该不该分类划分和命名为单晶刚玉类磨料,早在2010年张长伍老先生就对此提出过自己的看法(3),“认为不应该称其为单晶刚玉磨料。


二、灰白色单晶刚玉磨料

传统的单晶刚玉是有特殊内涵的,是指采用传统的生产工艺,以铝矾土、铁屑、无烟煤和硫铁矿为原料,在电弧炉中经高温熔融冶炼,生成合格刚玉熔液;该熔液经冷却结晶成刚玉块,而后通过把刚玉块用水水解而生产制造的单晶刚玉磨料。在熔融冶炼过程中,铝矾土中的杂质除了被无烟煤的碳素还原成金属结合成硅铁合金与刚玉熔液分离之外,有一部分杂质则与黄铁矿起反应,生成硫化物和二氧化硫;这些硫化物存在量有限,且要么在高温下不稳定而分解,要么在高温下升华挥发;此外铝矾土中的一部分铝与硫化合,生成一定量的硫化铝,在刚玉熔液冷却结晶时夹杂在物理刚玉相之间。由于硫化铝能溶于水,所以将冷却结晶好的刚玉块水解后,就能得到大多数是由单个刚玉晶体组成的各种粒度的磨料,其氧化铝含量在98%以上,颗粒形状多为等积状,而且是完整的晶体,具有良好的多角多棱切削刃,并有较高的硬度和韧性,因此这种磨料在磨削时不易破碎,切削能力强而寿命长。

这种传统的单晶刚玉磨料有着优良的磨削性能,适于加工较硬的或难磨的金属材料,如高矾高速钢、耐热合金钢、钴基或镍基合金钢、不锈钢等;尤其是含钒2-3%的高钒钢,其可磨性很差,用一般普通磨料很难磨削,而单晶刚玉则能适用。此外,还适用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工,利用这种磨料磨削淬火钢、工具钢及其他合金钢时,均能获得良好的磨削效果。

这种传统的单晶刚玉磨料,由于在其生产过程中有H2S和SO2气体及废水产生,严重地污染、腐蚀环境,在国内一直未能大量的生产。原中国第四砂轮厂是单晶刚玉磨料的主要生产厂商;由于该厂处于山东省淄博市,基于环保问题,早在上个世纪九十年代就已停止生产。随后,单晶刚玉磨料的生产转移到处于比较偏僻的河南省西峡县,生产厂商是西峡县正弘单晶刚玉厂,该厂也已于2004年以后停止了生产。据调查了解,目前国内只有福建一家企业生产这种传统的单晶刚玉磨料,且不是磨料行业专业生产厂,是其它行业企业涉足了磨料这一领域;他们采用的生产工艺,是在传统生产工艺基础上进行了一定的改进,按照传统冶炼工艺方法混合物料配方的组成要求,采用较纯的原料配制混合物料配方,然后在高温下进行熔融冶炼、冷却结晶并经水解而成单晶刚玉磨料;该厂商在2014年12月5日以《一种单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于2015年4月8日获得国家发明专利授权(4)。在世界范围内,随着对环境保护的日益重视,在上个世纪九十年代末,国外也已停止了单晶刚玉磨料的生产。

这种传统的单晶刚玉磨料,其生产工艺与普通电熔刚玉相比较,不同之处关键不在使用原材料及其添加剂的不同,而在于磨料颗粒生成方式的不同,即单晶刚玉磨料颗粒是刚玉块在经水解的情况下自然形成,且磨料颗粒呈单个刚玉晶体状态,而不是通过把刚玉块进行破碎、筛分、磁选等工序来生产制造磨料颗粒。

按照单晶刚玉磨料的传统生产工艺这一思路,为规避使用硫化物而导致的严重污染,人们曾经使用过碳化工艺方法研发生产了单晶刚玉(5),在1995年1月29日以《单晶刚玉的生产方法》为题向国家提出了专利申请,并于1995年12月13日获得国家发明专利授权。由于种种原因这一所谓的新生产工艺及其生产制造的单晶刚玉磨料没有得到推广应用。

按照文献(1)~(2)提出的生产工艺所生产制造的新的单晶刚玉磨料,即蓝色单晶刚玉(包括蓝色超单晶刚玉)、灰白色单晶刚玉,实质为电熔刚玉磨料产品;观其生产制造过程,与传统的单晶刚玉之外的其他电熔刚玉类产品,包括棕刚玉、白刚玉、铬刚玉、锆刚玉、黑刚玉等,总体来讲并没有实质性不同,就是一个熔融冶炼、冷却结晶、破碎制粒过程,是使用铝氧粉采用类同于合金刚玉如铬刚玉、锆刚玉的生产工艺,通过添加钛氧化物等添加剂,经过电弧炉熔融冶炼、冷却结晶、破碎制粒而成,因此可以按照命名习惯(比如主要化学成分、主要结晶相、产品呈色或功能元素等)称为钛刚玉、低钛刚玉等等均可;由于其完全没有单晶刚玉磨料的传统生产工艺的特点——磨料颗粒是刚玉块经水解自然形成并呈单个刚玉晶体状态,而只是从一颗磨料颗粒是单个刚玉晶体状态的特点出发,采用“蓝色单晶刚玉”、“灰白色单晶刚玉”等术语来命名产品,其实是不妥当的,否则岂不也可以把磨料颗粒主要呈单个刚玉晶体状态的棕刚玉、白刚玉、铬刚玉称为棕色单晶刚玉、白色单晶刚玉、玫瑰色单晶刚玉,或统称单晶刚玉。

而且所谓的蓝色单晶刚玉、灰白色单晶刚玉磨料,其颗粒表面形貌和晶体结构特征,也是不同于传统的单晶刚玉磨料的,因而反映在实际应用过程中其用途和使用性能也不相同。

综上所述,目前磨料行业里使用“蓝色单晶刚玉”、“灰白色单晶刚玉”术语来命名产品名称实属不妥当,而应该从产品的生产工艺特征、理化性能特点或行业习惯等规范方式,采用规范的术语进行规范的命名。


三、镀铱磨料

目前磨料行业中,一些生产厂商将在磨料颗粒表面镀附一薄层有益物质的改性磨料,称为“镀铱磨料”。所谓“镀铱磨料”这一术语,应改为“镀衣磨料”(6),亦或是具体的“镀某元素或物质磨料”(比如:镀氧化铁磨料、镀陶瓷材料磨料等等)。

从各种汉语词典和百度搜索,可明确“镀”、“铱”和“衣”的含义。

先看“镀”的含义:读[ dù ],用电解或其他化学方法,使一种金属均匀地附着在别的金属或物体表面上,形成薄层。本文我们将“镀”理解为:用化学方法或其它方法,使其他物质均匀地附着在别的磨料颗粒表面上,形成一薄层。

再看“铱”和“衣”各自的含义。

“铱”的含义:名词,读[ yī ],是一种金属元素,符号Ir,原子序数77,银白色,脆而硬,是化学性质最稳定的金属,高温时可压成薄片或拉成丝,它的合金用来制坩埚和金笔笔尖等。 此外别无他意。“衣”的含义:可作名词和动词。1、作名词时,读[ yī ],表示:1)衣服:上~。内~。大~。丰~足食2)引申为包在物体外面的一层东西:笋~、糖~;3)胞衣(中医把胎盘和胎膜统称为胞衣,也叫胎衣、衣胞);4)姓。2、作动词时,读[ yì ],表示:1)穿(衣服):~布衣;2)拿衣服给人穿:解衣~我。3)引申为:包裹、覆盖、镀附。因此,只有衣才具有包裹、覆盖、镀附,或者“衣服”之意。

由“镀”关联的一薄层物质,即给磨料颗粒镀上的一薄层物质,好比给人穿上的衣服一样,可形象地称为给磨料颗粒穿上的衣服。因而,对磨料颗粒表面进行镀附一薄层其它有益物质的改性处理,就象给磨料颗粒穿上了衣服;这一改性处理,可以形象地用“镀衣”术语来表达。

基于同样的想法,将在磨料颗粒表面镀附一薄层有益物质的改性磨料,称为“镀衣磨料”,采用“镀衣磨料”术语命名产品是确切的,是真正贴切含义的,是符合规范的术语。而脱离产品的科学内涵和术语的词义,使用“镀铱磨料”这一术语,不免有哗众取宠之嫌,必然会产生不可避免的误导作用。


参考文献

1.王虎山.蓝色单晶刚玉的生产方法.专利号CN101748486 B.2011.06.08.

2.王虎山,李保生、史萌明等.灰白色单晶刚玉的生产方法.专利号CN110241458A.2019.09.17.

3.张长伍.单晶刚玉.百度百科.2010

4.李小毅,叶旦旺,范辉等.一种单晶刚玉的生产方法.专利号CN104499051A.2015.04.08.

5.陈秋生.单晶刚玉的生产方法.专利号CN1113269A.1995.12.13.

6.蒋蒙宁,陈德春.普通磨料深加工后处理技术的发展概况及应用领域拓展.金刚石与磨料磨具工程.2002(4):45~47

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