[發明專利]制作碳化硅陶瓷微珠的生產工藝

有效

• 申請號: 201710048635.2
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106747458B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 于利學;李正闖;于娜;倪赫隆
• 申請（專利權）人: 威海圓環先進陶瓷股份有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/634;C04B35/64;C04B35/632;B28B3/00;B24B29/00;B24B31/00;C09K3/14
• 代理公司: 威?？菩菍＠聞账?7202
• 代理人: 鮑光明

技術領域

本發明涉及粉體研磨領域，詳細地講是一種制作碳化硅陶瓷微珠的生產工藝。

背景技術

目前，熔融法對陶瓷材料體系下，主要用于碳化鎢和硅酸鋯材料體系，不能用于碳化硅陶瓷微珠的成型；滾動成型采用“行星式”旋轉裝置，將粘合劑PVA和陶瓷粉放入特定的旋轉盤中，轉動得到粒徑在0.1mm—2mm的微珠，這種方法工藝簡單，但所制備的陶瓷微珠圓度較差，容易出現脫皮和破裂現象；注模成型需要將陶瓷漿料注入模具中，雖然可以克服滾動法帶來的空心，分層，致密性差等缺點，提高了產品質量，但是對于1mm以下的陶瓷微珠，生產效率低。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種制作碳化硅陶瓷微珠的生產工藝, 該陶瓷微珠具有低密度、高硬度、低摩擦系數，耐磨、自潤滑及剛性好等，廣泛地用于粉體磨介球。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種制作碳化硅陶瓷微珠的生產工藝，其特征在于：

1）陶瓷原料的制備：將陶瓷原料過130目篩后，按照比例配成漿料混合均勻，置于砂磨機中球磨7h，經過噴霧造粒干燥后過篩；

其中，所述的陶瓷原料按照質量百分比計，由如下組分組成：

α-SiC粉 75%-90%

SiO_２3%-7%

Al₂O₃ 5%-7%

TiN 0.1%-3%

酚醛樹脂0.5%-1%

HT樹脂0.4%-5%

油酸0.1%-1%

B₄C 0.9%-1%；

2）注漿滾動成型：采用“行星式”旋轉裝置，在同一個轉盤中將粘合劑PVA注入陶瓷原料，利用粘合劑PVA在介質中成球并固化，直接成型致密的粒徑在0.1—2mm的坯珠；

3）冷等靜壓：在200兆帕壓力下，對填入海綿中的坯珠進行冷等靜壓，時間2-10分鐘；

4）脫膠工序：將冷等靜壓后的坯珠置于脫膠爐中，升溫至1200℃時逐漸降溫至室溫，其中在450℃—1100℃之間保溫1小時，12小時可以完成脫膠工序；

5）燒結：真空高溫燒結爐中，將所得坯珠置于坩堝中，以15℃/min的升溫速度進行燒結，其中燒結溫度1050～1150℃，燒結時間3～4小時，繼續升溫至1350℃，其中在1150℃-1350℃保溫2-6小時，停止加熱，冷卻至室溫, 生產陶瓷微珠坯球；

6）研磨拋光：將所得陶瓷微珠坯球進行研磨和拋光生產陶瓷微珠，陶瓷微珠的球度不超過0.08微米，表面粗糙度不超過0.008微米，方法如下：

a.粗磨：載荷壓力3—20N/珠，所用粗磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為20—100um，金剛石顆粒圓度為0.2—0.6；

b.精磨：載荷壓力0.5—3N/珠，所用精磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為1—10um，金剛石顆粒圓度為0.6—0.7；

c.拋光磨：載荷壓力0.1—0.5N/珠，所用拋光磨研磨劑中，金剛石顆粒的粒度為0.01-1um，金剛石顆粒圓度為0.70—0.85。

所述的粗磨研磨劑、精磨研磨劑和拋光磨研磨劑與研磨基質的質量比例均為1：1—1：6，所述研磨基質為水。

所述的粗磨研磨劑、精磨研磨劑和拋光磨研磨劑按質量百分比組成都為：

金剛石顆粒 25%

分散劑 70%

氧化鈰 0.5%

三聚磷酸鈉 0.5%

硅酸鈉 3.5%

十二烷基磺酸鈉 0.5%。

所述的分散劑為檸檬酸銨。

本發明的有益效果是，該工藝包括：配方料的制備、碳化硅陶瓷微珠成型、冷等靜壓、脫膠、燒結和研磨六個步驟。成型步驟；燒結步驟可以實現在常壓下燒結碳化硅陶瓷微珠，在真空燒結碳化硅陶瓷微珠；研磨步驟包括各個階段的研磨劑，含有粗磨研磨劑、精磨研磨劑和拋光磨研磨劑。這些研磨劑在研磨的各個階段中配合使用，可達到研磨效率高、對陶瓷體污染少、減少研磨時間的效果。該陶瓷微珠具有低密度、高硬度、低摩擦系數，耐磨、自潤滑及剛性好等，廣泛地用于粉體磨介球。

下面結合實施例對本發明進一步說明。

具體實施方式

實施例一：

1）陶瓷原料的制備：將陶瓷原料過130目篩后，按照比例配成漿料混合均勻，置于砂磨機中球磨7h，經過噴霧造粒干燥后過篩；

其中，所述的陶瓷原料按照質量百分比計，由如下組分組成：

α-SiC粉75%

SiO_２ 7%