一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，具体包括以下步骤：（1）将陶瓷原料混合均匀，陶瓷原料包括超细Sic粉及添加剂；（2）将步骤（1）中混合均匀的陶瓷原料采用滚动成型工艺，制成要求尺寸的毛胚球体；（3）将步骤（2）所得的毛胚球体置于烧结炉中烧结，烧结温度控制在2150℃，冷却至室温，得到碳化硅陶瓷研磨珠；本发明专利技术的该制备工艺简单易行，制备出的碳化硅陶瓷研磨珠用于超细碳化硅粉末制造行业，采用同质碳化硅陶瓷珠研磨碳化硅粉，杜绝污染，使碳化硅超细粉品质得到保证。

Preparation process of silicon carbide ceramic grinding beads

The invention discloses a preparation process of silicon carbide ceramic grinding beads, which comprises the following steps: (1) mixing ceramic raw materials evenly, and ceramic raw materials including ultra-fine Sic powder and additives; (2) rolling forming process is adopted to prepare the required size of the hairy ball with uniform ceramic raw materials; (3) The preparation process of the invention is simple and feasible, and the prepared silicon carbide ceramic grinding beads are used in the ultra-fine silicon carbide powder manufacturing industry, and the homogeneous silicon carbide ceramic beads are used for grinding. SiC powder is used to eliminate pollution and ensure the quality of SiC ultrafine powder.

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺
本专利技术属于粉体研磨领域，具体涉及一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺。
技术介绍
碳化硅陶瓷材料具有极高的硬度，较低的摩擦系数，且耐腐蚀耐氧化，故又名金刚砂，利用SiC作原料生产的陶瓷制品，应用于众多领域，如密封环、防弹材料等，但研磨行业主要用氧化物陶瓷，如Al2O、ZrO2等；在超细Sic粉末制造行业中，目前碳化硅超细粉（小于1μ），也采用湿法加工，干法无法达到要求，湿法研磨时所用研磨介质，采用Sic粗砂，也即Sic生产过程中产生的粗颗粒砂，优点：成本低，缺点：砂粒不规则，强度低，研磨效率低，研发一种能克服上述缺陷的研磨介质成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，该制备工艺简单易行，制备出的碳化硅陶瓷研磨珠用于超细碳化硅粉末制造行业，采用同质碳化硅陶瓷珠研磨碳化硅粉，杜绝污染，使碳化硅超细粉品质得到保证。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，具体包括以下步骤：（1）将陶瓷原料混合均匀，陶瓷原料包括超细Sic粉及添加剂；（2）将步骤（1）中混合均匀的陶瓷原料采用滚动成型工艺，制成要求尺寸的毛胚球体；（3）将步骤（2）所得的毛胚球体置于烧结炉中烧结，烧结温度控制在2150℃，冷却至室温，得到碳化硅陶瓷研磨珠。本专利技术进一步限定的技术方案为：前述碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺中，步骤（3）烧结炉为石墨电阻炉。前述碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺中，陶瓷原料为90-95%的超细Sic粉及5-10%的添加剂，其中，按质量份数计添加剂包括以下组分：氧化铝：4-7份，粘结剂酚醛树脂：1-3份，造孔剂石墨：3-5份，短切碳纤维预分散体：1-3份。技术效果，本专利技术添加的短切碳纤维提高碳化硅的力学性能，提高陶瓷原料整体的的断裂韧性，提高素坯的强度和致密度，满足机械加工要求，本专利技术通过多组配方体系实验找到精确的原料配比，在烧结助剂的作用下制备出较高的强度、硬度、耐酸碱腐蚀和良好的力学性能的陶瓷，作为研磨介质材料具有良好的应用前景。前述碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺中，步骤（1）中将陶瓷原料混合均匀具体为：将陶瓷原料中超细Sic粉、氧化铝及石墨混合均匀得到混合料，将混合料经后处理得到粉料；后处理为将混合料在70-75℃下干燥1-3h，过100目筛，得到粉料。前述碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺中，滚动成型工艺具体为，采用“行星式”旋转装置，在同一个转盘中加入粘合剂及制备的粉料，旋转滚动成致密的0.1-1mm的坯珠。前述碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺中，对得到的碳化硅陶瓷研磨珠进行研磨抛光，使得微珠的球度不超过0.07μm，表面粗糙度不超过0.008微米，研磨抛光具体为：粗磨：载荷压力3-7N/珠，所用粗磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为20-40μm；一次精磨：载荷压力0.7-1N/珠，所用精磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为5-8μm；二次精磨：载荷压力1-3N/珠，所用精磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为3-5μm；抛光磨，载荷压力0.2-0.4N/珠，所用抛光磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为0.01-0.06μm。技术效果，研磨步骤包括各个阶段的研磨剂，粗磨、精磨、抛光磨相结合，且两次精磨，提高了研磨的精度和效率，且减少了研磨的时间。前述碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺中，粗磨研磨剂、精磨研磨剂和抛光磨研磨剂为相同研磨剂，按质量比计包括以下组分：金刚石颗粒：20-30%，柠檬酸铵：65-75%，氧化铈：1-2%，三聚磷酸钠：0.1-0.3%，硅酸钠：2.2-2.4%，十二烷基苯磺酸钠：1-2%，以上各组分之和为100%。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备出的碳化硅陶瓷研磨珠用于超细碳化硅粉末制造行业，采用同质碳化硅陶瓷珠研磨碳化硅粉，杜绝污染，使碳化硅超细粉品质得到保证。本专利技术以碳化硅和氧化铝为起始原料，石墨为造孔剂，通过原位反应结合工艺制备原料，石墨是热固性材料，在空气中氧化时不会液化，且氧化温度高，且氧化温度高，热分析表明：石墨的氧化600℃开始，直到800℃完成，碳化硅颗粒的氧化发生在750℃以上，因此在碳化硅氧化之前石墨不会被完全烧除，在800℃之前，坯体可由没完全烧除的石墨颗粒来支撑，从而使坯体保持完好，800℃以后，在烧结过程中，碳化硅被氧化为无定型的二氧化硅，可建立起支撑骨架，整个过程中坯体都可以保持完好，原位反应克服了碳化硅难以烧结的缺陷，实，方式成球。具体实施方式实施例1本实施例中提供一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，具体包括以下步骤：一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，具体包括以下步骤：（1）将陶瓷原料混合均匀，陶瓷原料包括超细Sic粉及添加剂；（2）将步骤（1）中混合均匀的陶瓷原料采用滚动成型工艺，制成要求尺寸的毛胚球体；（3）将步骤（2）所得的毛胚球体置于石墨电阻炉中烧结，烧结温度控制在2150℃，冷却至室温，得到碳化硅陶瓷研磨珠。在本实施例中，陶瓷原料为90%的超细Sic粉及10%的添加剂，其中，按质量份数计添加剂包括以下组分：氧化铝：4份，粘结剂酚醛树脂：1份，造孔剂石墨：3份，短切碳纤维预分散体：1份。在本实施例中，步骤（1）中将陶瓷原料混合均匀具体为：将陶瓷原料中超细Sic粉、氧化铝及石墨混合均匀得到混合料，将混合料经后处理得到粉料；后处理为将混合料在70℃下干燥1h，过100目筛，得到粉料。在本实施例中，滚动成型工艺具体为，采用“行星式”旋转装置，在同一个转盘中加入粘合剂及制备的粉料，旋转滚动成致密的0.1mm的坯珠。在本实施例中，对得到的碳化硅陶瓷研磨珠进行研磨抛光，使得微珠的球度不超过0.07μm，表面粗糙度不超过0.008微米，研磨抛光具体为：粗磨：载荷压力3N/珠，所用粗磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为20μm；一次精磨：载荷压力0.7N/珠，所用精磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为5μm；二次精磨：载荷压力1N/珠，所用精磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为3μm；抛光磨，载荷压力0.2N/珠，所用抛光磨研磨剂中，金刚石颗粒的粒度为0.01μm。在本实施例中，粗磨研磨剂、精磨研磨剂和抛光磨研磨剂为相同研磨剂，按质量比计包括以下组分：金刚石颗粒：30%，柠檬酸铵：65%，氧化铈：1%，三聚磷酸钠：0.1%，硅酸钠：2.4%，十二烷基苯磺酸钠：1%，以上各组分之和为100%。实施例2本实施例中提供一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，具体包括以下步骤：一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，具体包括以下步骤：（1）将陶瓷原料混合均匀，陶瓷原料包括超细Sic粉及添加剂；（2）将步骤（1）中混合均匀的陶瓷原料采用滚动成型工艺，制成要求尺寸的毛胚球体；（3）将步骤（2）所得的毛胚球体置于石墨电阻炉中烧结，烧结温度控制在2150℃，冷却至室温，得到碳化硅陶瓷研磨珠。在本实施例中，陶瓷原料为95%的超细Sic粉及5%的添加剂，其中，按质量份数计添加剂包括以下组分：氧化铝：7份，粘结剂酚醛树脂：3份，造孔剂石墨：5份，短切碳纤维预分散体：3份。在本实施例中，步骤（1）中将陶瓷原料混合均匀具体为：将陶瓷原料中超细Sic粉、氧化铝及石墨混合均匀得到混合料，将混合料经后处理得到粉料；后处理为将混合料在75℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将陶瓷原料混合均匀，所述的陶瓷原料包括超细Sic粉及添加剂；（2）将步骤（1）中混合均匀的陶瓷原料采用滚动成型工艺，制成要求尺寸的毛胚球体；（3）将步骤（2）所得的毛胚球体置于烧结炉中烧结，烧结温度控制在2150℃，冷却至室温，得到碳化硅陶瓷研磨珠。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将陶瓷原料混合均匀，所述的陶瓷原料包括超细Sic粉及添加剂；（2）将步骤（1）中混合均匀的陶瓷原料采用滚动成型工艺，制成要求尺寸的毛胚球体；（3）将步骤（2）所得的毛胚球体置于烧结炉中烧结，烧结温度控制在2150℃，冷却至室温，得到碳化硅陶瓷研磨珠。2.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，其特征在于：步骤（3）所述的烧结炉为石墨电阻炉。3.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，其特征在于：所述的陶瓷原料为90-95%的超细Sic粉及5-10%的添加剂，其中，按质量份数计所述添加剂包括以下组分：氧化铝：4-7份，粘结剂酚醛树脂：1-3份，造孔剂石墨：3-5份，短切碳纤维预分散体：1-3份。4.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷研磨珠的制备工艺，其特征在于：步骤（1）中将陶瓷原料混合均匀具体为：将陶瓷原料中超细Sic粉、氧化铝及石墨混合均匀得到混合料，将混合料经后处理得到粉料；所述的后处理为将混合料在70-75℃下干燥1-3h，过100目筛，得到粉料。5.根据权利要求4所述的碳化硅陶瓷研磨珠的制备工...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小明，
申请(专利权)人：苏州卫优知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32