一、熔融吹制法
熔融吹制法是氧化铝空心球生产中较为传统且广泛应用的方法,其工艺流程如下:
原料准备:选用氧化铝含量98%以上的工业氧化铝作为原料,这种氧化铝通常由高纯铝或铝矾土热解制得。
熔融:将工业氧化铝放入三相电弧炉或倾倒式电弧炉中进行高温熔融。电弧炉通过电弧放电将电能转化为热能,使氧化铝熔化成为液态。在熔融过程中,可以加入一些助熔剂和稳定剂,以提高熔化温度和稳定熔池。
喷吹:经过高温熔融后,将熔融的氧化铝通过特定角度的浇料槽流出,并使液流经过与流股成60°~90°的扁形喷嘴。此时,以压力为0.6~0.8MPa的高速气流(如压缩空气或氧气)将液流吹散,形成氧化铝空心球。在喷吹过程中,需要控制喷嘴的流量和压力,以保证氧化铝空心球的大小和形状一致。

筛选:将喷吹出来的氧化铝空心球进行筛选,保证破球率在10%以内。在筛选过程中,使用不同的筛网大小,以分离出不同直径的氧化铝空心球。
包装:将筛选好的氧化铝空心球按型号进行分类,然后进行打包,最后入库。在打包过程中,需要使用防潮、防震的包装材料,以保证氧化铝空心球的质量和稳定性。
二、高速离心法
高速离心法是工业量产中常用的方法,其原理是利用离心力将熔融氧化铝液“甩成”空心球,流程稳定、产量高。其工艺流程如下:
原料预处理:将高纯度氧化铝粉末(Al₂O₃≥90%)与少量粘结剂(如聚乙烯醇)混合,压制成直径5~10mm的圆柱状“生坯”,并烘干去除水分。
高温熔融:将生坯送入电弧炉或感应炉,在1900~2100℃下加热,使氧化铝完全熔融成流动性良好的熔融液。熔融液的粘度需控制在500~1000cP,以确保后续成球。
离心成球:熔融液从炉底漏嘴(直径2~5mm)连续滴出,下方设置高速旋转的离心盘(转速3000~8000r/min)。熔融液滴接触离心盘后,被离心力沿切线方向甩出,同时因表面张力收缩成球状。内部因快速冷却形成微小空腔,这可能是由于甩出时包裹少量空气,或熔融液内部气体逸出后冷却封闭。
冷却收集:成球后的熔融球落入下方的冷却装置(如惰性气体冷却室、水冷套管),快速冷却至室温,避免粘连,最终得到分散的氧化铝空心球。


