亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，提供一种新的亚微米超硬材料的研磨方式和改进的研磨设备，通过增加改变研磨介质的材料来提升研磨过程中杂质的产生，极大的降低了除杂难度，从而达到降低成本的目的，对研磨设备的改进，在研磨过程中边研磨边分离，避免长时间研磨过程造成的过度研磨，降低原料的浪费，改为循环进出料的方式，避免二次破碎使得粒度粗细不均，采用膜分离技术，减少团聚反粗现象，效率高，适合产业化生产

【技术实现步骤摘要】
亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法


[0001]本专利技术型涉及超硬材料制备
，尤其涉及亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法
。

技术介绍

[0002]根据粒度不同，单晶金刚石
、
立方氮化硼的用途也不同；
D50
＞
15
μ
m
的单晶金刚石
、
立方氮化硼常常作为磨料，主要用于制造砂轮
、
刀片等磨削材料；
D50=5
‑
15
μ
m
的单晶金刚石
、
立方氮化硼常常作为切割材料，主要用于制造磨头
、
线锯等；
D50=1
‑5μ
m
的单晶金刚石
、
立方氮化硼常常作为半导体的研磨材料，主要用于制造研磨液
、
研磨膏等；
D50=0.5
‑1μ
m
的单晶金刚石
、
立方氮化硼常常作为抛光材料，主要用于制造抛光液
、
抛光粉等
。
[0003]目前，大颗粒单晶金刚石
、
立方氮化硼多采用球磨
+
气流磨的方式进行批量化生产，纳米金刚石采用爆轰法生产，爆轰法制备的金刚石多为聚晶金刚石，原始粒度5‑
10nm
，但团聚体尺寸＞
0.5
μ
m
，且粒度集中度非常不均匀；此外爆轰的金刚石表面除杂工艺非常复杂，对环境危害
、
人身安全等的要求非常高，导致纳米金刚石微粉价格居高不下，且非单晶金刚石，应用受到限制；对于亚微米的单晶金刚石
、
立方氮化硼的生产方法，没有商业化的生产方法，应用也受到限制；其主要原因是
1、
粒度越细，粒度集中度要求越高，越不好控制；
2、
各家不用刻意生产亚微米金刚石，只需水洗分级过程将超细粉分离即可；水洗分级粒度范围非常宽泛，通常是1μ
m
以下的不再分级；即使采用离心分级，也无法保证粒度的集中度；按照该方法的收率，生产
1000
克拉纳米级金刚石，所需周期约在6个月，生产效率非常低；
3、
因为采用破碎磨料的方法，不可避免的引入研磨介质杂质，难以将杂质去除；
4、
超硬材料作为现如今最硬的材料，采用常规研磨介质
、
设备进行生产，其损耗非常大，同时亚微米超硬从材料的收率低，成本高，制约其商业化应用，同时降低对研磨介质的投入成本
。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术型之目的就是提供亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，提供一种新的亚微米超硬材料的研磨方式和改进的研磨设备，使得亚微米超硬材料产量增加，满足商业生产
。
[0005]其解决方案是，一种亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，
S1
）制备研磨介质：将单晶金刚石
、
立方氮化硼微粉通过常规机械和气流的方式，整形为类球形的研磨介质；
S2
）准备原料：将待研磨原料和研磨液按一定比例放入到改造后的研磨设备内；
S3
）研磨：将
S1
步骤中的研磨介质加入到
S2
中所述的研磨设备内部，研磨时间5‑
20
小时，线速度5‑
15m/s
；
S4
）分离：将
S3
步骤得到的物料经过离心分离设备进行分离，采用膜分离技术，材质为
PTFE
膜，空隙
0.3
‑
1.5
μ
m
，膜面积
0.12m2
，压力
0.48MPa。
[0006]本专利技术进一步的，
S1
步骤中的研磨介质粒度
0.1
‑
0.5mm
，长径比
1.1
‑
1.3。
[0007]本专利技术进一步的，
S1
步骤中的研磨介质的原材料采用微粉库存尾料
。
[0008]本专利技术进一步的，
S2
步骤中待研磨原料固体含量为总比例的
10
‑
25%。
[0009]本专利技术进一步的，
S3
中所述的研磨设备采用卧式研磨机，其包括研磨腔
4、
进料口1和出料口7，还包括驱动研磨腔4运转的动力装置，所述进料口1和出料口7之间通过管道8连通，且管道8上串联安装有循环泵
6。
[0010]本专利技术进一步的，研磨腔4内部转动安装有通杆3，且通杆3上安装有多层搅拌桨2，所述多层搅拌桨2外部均采用树脂包覆，所述动力装置可带动通杆3转动
。
[0011]本专利技术进一步的，
S4
步骤所述离心分离设备包括分离腔5，所述分离腔5与研磨腔4之间同轴线固定密封连接，且分离腔5位于靠近出料口7的一端，所述分离腔5上安装有
PTFE
膜
。
[0012]本专利技术的有益效果：
1.
改变破碎方法，实现量产，由每月不足
100
克拉，提高到每月
50
万克拉以上，采用全新的研磨的方法，可批量
、
高效生产亚微米单晶金刚石
、
立方氮化硼
。
[0013]2.
采用特制研磨介质，不引入杂质，降低后续工序除杂的难度和成本
。
[0014]3.
采用定制膜分级方法，粒度可控，效率高，损耗小，膜分级，分级精度由原来的小于
50%
，提高到大于
90%
，极大的提升分离产能
。
[0015]4.
极大降低成本，适合商业化推广
。
附图说明
[0016]图1为本专利技术型整体轴侧的结构示意图
。
[0017]图2为本专利技术型整体侧面的结构示意图
。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术型的具体实施方式作进一步详细说明
。
[0019]由图1和图2给出，一种亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，
S1
）制备研磨介质：将单晶金刚石
、
立方氮化硼微粉通过常规机械和气流的方式，整形为类球形的研磨介质，
S1
步骤中的研磨介质的原材料采用微粉库存尾料，
S1
步骤中的研磨介质粒度
0.1
‑
0.5mm
，长径比
1.1
‑
1.3
，常用的研磨介质有氧化锆
、
碳化硅
、
碳化钨
、
钢球等，无论选择何种研磨介质，都需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，其特征在于；
S1)
制备研磨介质：将单晶金刚石
、
立方氮化硼微粉通过常规机械和气流的方式，整形为类球形的研磨介质；
S2)
准备原料：将待研磨原料和研磨液按一定比例放入到改造后的研磨设备内；
S3)
研磨：将
S1
步骤中的研磨介质加入到
S2
中所述的研磨设备内部，研磨时间5‑
20
小时，线速度5‑
15m/s
；
S4)
分离：将
S3
步骤得到的物料经过离心分离设备进行分离，采用膜分离技术，材质为
PTFE
膜，空隙
0.3
‑
1.5
μ
m
，膜面积
0.12m2
，压力
0.48MPa。2.
根据权利要求1所述的一种亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，其特征在于，所述
S1
步骤中的研磨介质粒度
0.1
‑
0.5mm
，长径比
1.1
‑
1.3。3.
根据权利要求1所述的一种亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，其特征在于，所述
S1
步骤中的研磨介质的原材料采用微粉库存尾料
。4.
根据权利要求1所述的一种亚微米超硬材料研磨装置及研磨方法，其特征在于，所述
S2
步骤中待研磨原料固体含量为总比例的
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：万志坤，刘伟，韩顺利，姜竹波，薛海彬，高振民，
申请(专利权)人：开封贝斯科超硬材料有限公司，
类型：发明
国别省市：