一种碳化硼微晶磨料体的制备方法与流程

1.本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种碳化硼微晶磨料体的制备方法。


背景技术：

2.碳化硼，别名黑钻石，是一种无机物，化学式为b4c，通常为灰黑色微粉晶体状，是已知最坚硬的三种材料之一，硬度仅次于金刚石和立方相氮化硼。因为碳化硼具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点，相对密度(d204)2.508～2.512、莫氏硬度约为9.5，具有大的热能中子俘获截面、、熔点2350℃、沸点3500℃，不受热氟化氢和硝酸的侵蚀、溶于熔化的碱中、不溶于水与酸；且与金刚石、立方氮化硼相比，碳化硼制造相对容易、成本低廉，在某些地方可以取代价格昂贵的金刚石，在硬质材料的研磨、磨削等磨粒加工工艺中得到广泛应用。
3.研磨、磨削等磨粒加工工艺的实质是通过磨粒、磨料体对工件表面进行包括物理和化学综合作用的材料去除，随着纳米级研磨、固着磨料研磨、高效深磨、高速磨削、超高速磨削、缓进给磨削、绿色磨削、砂带磨削等磨粒加工技术的高精度、低化学变化、低成本、高再现、高质量发展，以及微纳级超细粒度新材料在新科技时期精密与超精密工业中的更新换代式推广应用，研磨、磨削等磨粒加工工艺对磨粒、磨料体的硬度、强度、切削韧性、热稳定性、化学稳定性、小细粒度及颗粒可塑性、加工成本等综合特性有了更高的要求，需要硬度高、强度大、切削韧性好、热稳定性高、化学稳定性好、粒度更细小、颗粒可塑性强、加工成本相对低廉的新品类磨料体来满足新科技时期研磨、磨削等磨粒加工工艺的高质量需求。


技术实现要素：

4.为了实现上述目的，本发明提供一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，通过在碳化硼超细粉体中加入添加剂、并控制晶体的大小，在真空环境下、通过临时结合剂烧制成微晶颗粒体，制成形状和大小、硬度、强度等综合技术指标符合新科技时期高硬度材料研磨、磨削工艺要求的碳化硼微晶磨料体。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，包括以下步骤：s1：选取粒度小于5微米的碳化硼超细粉体作为基础材料ⅰ；s2：在基础材料ⅰ中加入添加剂，形成基础材料ⅱ，所述添加剂重量占基础材料ⅱ总重量的0.1wt%—10wt%；s3：在基础材料ⅱ中加入结合剂，形成基础材料ⅲ，所述结合剂重量占基础材料ⅲ总重量的1wt%—20wt%；s4：在基础材料ⅲ中加入润滑剂和脱模剂，形成基础材料ⅳ，所述润滑剂和脱模剂的重量之和占基础材料ⅳ总重量的0.1wt%—1wt%；s5：在基础材料ⅳ中加入水，形成基础材料
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，所述水的重量占基础材料
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总重量的40wt%—60wt%；
s6：把基础材料
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混合均匀后喷雾造粒，形成基础材料ⅵ；s7：通过成型制作方法，把基础材料ⅵ制成使用者所需形状的坯体，把坯体烘干，形成基础材料ⅶ；s8：把基础材料ⅶ放入真空热处理炉中，在真空环境下加热到1800℃—2400℃进行真空热处理，得到本发明所述碳化硼微晶磨料体；其中，步骤s2中所述添加剂是碳化钨、或碳化硅、或硼化钛；步骤s3中所述结合剂是由纤维素、树脂、pvp-k90三种材料按照任意比例混合而成的混合物；步骤s7中所述成型制作方法是滚压成型法、或压制成型法、或挤压成型法。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、通过本发明所述方案制备的碳化硼微晶磨料体具有结晶粒度特别小的特点、粒度一般在5微米以下，所以不但强度高，而且韧性好、力的分散相对更强，提升了对超硬材料的研磨、磨削作业精度。
7.2、在采用本发明所述方案制备的碳化硼微晶磨料体进行研磨、磨削作业时，本发明所述方案制备的碳化硼微晶磨料体能够实现微晶单颗粒脱落，使得磨料体不容易碎、延长使用寿命，同时提高了研磨、磨削作业效率。
8.3、采用本发明所述方案制备的碳化硼微晶磨料体在颗粒小的特性基础上，还衍生出散热能力强的特性，减少了对研磨、磨削机具、以及工件的热破坏。
9.4、在采用本发明所述方案制备的碳化硼微晶磨料体做磨削介质，进行高速磨削、超高速磨削作业时，磨料体磨损量小，对磨削对象工件物料的污染少。
具体实施方式
10.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
11.实施例1：本实施例的碳化硼微晶磨料体制备方法，包括以下步骤：一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，包括以下步骤：s1：选取粒度为2微米的碳化硼超细粉体作为基础材料ⅰ；s2：在基础材料ⅰ中加入碳化钨，形成基础材料ⅱ，所述碳化钨重量占基础材料ⅱ总重量的5wt%；s3：在基础材料ⅱ中加入由纤维素、树脂、pvp-k90三种材料按照3:4:3比例混合而成的结合剂，形成基础材料ⅲ，所述结合剂重量占基础材料ⅲ总重量的10wt%；s4：在基础材料ⅲ中加入润滑剂和脱模剂，形成基础材料ⅳ，所述润滑剂、脱模剂重量分别占基础材料ⅳ总重量的0.2wt%、0.2wt%；s5：在基础材料ⅳ中加入水，形成基础材料
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，所述水的重量占基础材料
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总重量的50wt%；s6：把基础材料
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混合均匀后喷雾造粒，形成基础材料ⅵ；
s7：通过滚压成型制作方法，把基础材料ⅵ制成使用者所需形状的坯体，把坯体烘干，形成基础材料ⅶ；s8：把基础材料ⅶ放入真空热处理炉中，在真空环境下加热到2000℃—2200℃进行真空热处理，得到本发明所述碳化硼微晶磨料体。
12.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，其特征在于：所述碳化硼微晶磨料体的制备方法包括以下步骤：s1：选取粒度小于5微米的碳化硼超细粉体作为基础材料ⅰ；s2：在基础材料ⅰ中加入添加剂，形成基础材料ⅱ，所述添加剂重量占基础材料ⅱ总重量的0.1wt%—10wt%；s3：在基础材料ⅱ中加入结合剂，形成基础材料ⅲ，所述结合剂重量占基础材料ⅲ总重量的1wt%—20wt%；s4：在基础材料ⅲ中加入润滑剂和脱模剂，形成基础材料ⅳ，所述润滑剂和脱模剂的重量之和占基础材料ⅳ总重量的0.1wt%—1wt%；s5：在基础材料ⅳ中加入水，形成基础材料
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，所述水的重量占基础材料
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总重量的40wt%—60wt%；s6：把基础材料
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混合均匀后喷雾造粒，形成基础材料ⅵ；s7：通过成型制作方法，把基础材料ⅵ制成使用者所需形状的坯体，把坯体烘干，形成基础材料ⅶ；s8：把基础材料ⅶ放入真空热处理炉中，在真空环境下加热到1800℃—2400℃进行真空热处理，得到本发明所述碳化硼微晶磨料体；其中，步骤s2中所述添加剂是碳化钨、或碳化硅、或硼化钛；步骤s3中所述结合剂是由纤维素、树脂、pvp-k90三种材料按照任意比例混合而成的混合物；步骤s7中所述成型制作方法是滚压成型法、或压制成型法、或挤压成型法。2.根据权利要求1所述的一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中选取碳化硼超细粉体的粒度为2微米。3.根据权利要求1所述的一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中碳化钨重量占基础材料ⅱ总重量的5wt%。4.根据权利要求1所述的一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中结合剂由纤维素、树脂、pvp-k90三种材料按照3:4:3比例混合而成，所述结合剂重量占基础材料ⅲ总重量的10wt%。5.根据权利要求1所述的一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中润滑剂、脱模剂重量分别占基础材料ⅳ总重量的0.2wt%、0.2wt%。6.根据权利要求1所述的一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中水的重量占基础材料
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总重量的50wt%。7.根据权利要求1所述的一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，其特征在于：所述步骤s8中对基础材料ⅶ进行真空热处理的温度为2000℃—2200℃。

技术总结
本发明提供一种碳化硼微晶磨料体的制备方法，通过在碳化硼超细粉体中加入添加剂、并控制晶体的大小，在真空环境下、通过临时结合剂烧制成微晶颗粒体，制成形状和大小、硬度、强度等综合技术指标符合新科技时期高硬度材料研磨、磨削工艺要求的碳化硼微晶磨料体。磨削工艺要求的碳化硼微晶磨料体。


技术研发人员：王基峰 王芳 耿伟锋 王晓艳 李江伟
受保护的技术使用者：郑州嵩山硼业科技有限公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/3/22