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立方碳化硅磨料制造

關鍵詞 立方氮化硼 , 磨料|2011-07-05 16:40:58|制造技術|來源 中國磨料磨具網
摘要 立方碳化硅結晶屬于等軸品系,有較高的強度。在一般情況下為黃綠色產品。磨一些軸承鋼,不銹鋼等鋼材比白剛玉和普通碳化硅有較高的切削力和較高的光結度,在超研磨微型軸承上取得了較好的效果。...

  立方碳化硅結晶屬于等軸品系,有較高的強度。在一般情況下為黃綠色產品。磨一些軸承鋼,不銹鋼等鋼材比白剛玉和普通碳化硅有較高的切削力和較高的光結度,在超研磨微型軸承上取得了較好的效果。
  目前國內制造立方碳化硅有三種方法,一是炭爐法,二是從普通綠碳化硅冶煉爐上挑選的方法,三是爐芯法。這些方法只能獲得微粉級的立方碳化硅,粒度愈粗α-SiC占的比例愈大,在150#成品中α-SiC已達50%左右。
  
  炭管爐冶煉立方碳化硅
   制造立方碳化硅的炭管爐多為臥式。原料通常采用細粒度硅石粉和石油焦炭粉,也可采用金屬硅粉代替石粉,這時反應溫度較低,反應時不生成一氧化碳。
  SiC2/C一般可取1.89~1.97,比理論值硅多,這是考慮到一部分二氧化硅蒸發損失掉了。配方中還要加入食鹽和臨時結合劑(如糊精),它們與主料混勻濕潤后壓成料塊,干燥后即可使用了。把料塊放在石墨舟上,從一端推入炭管內加熱至1800℃,生成立方碳化硅,其反應式為:硅石粉與碳的反應SiO2+3C=SiC+2CO
  金屬硅與碳的反應Si+C=SiC
  加熱時間15~20min,加熱后再推入盛有料塊的石墨舟,把燒好的從另一端頂出,從而得到立方碳化硅結晶。
  
  從冶煉普通綠碳化硅爐上揀選立方碳化硅
   普通碳化硅冶煉爐的無定形物中有較多的立方碳化硅,爐體愈寬,該層的厚度愈大。對于3000kW的爐而言,該層度為10~30mm,在爐上根據下列外觀特征可大致把立方碳化硅與六方碳化硅區別開來(表2-12-1)。
  表2-12-1 立方碳化硅塊特征
  外觀特征 六方碳化硅 立方碳化硅
  顏色 綠至暗綠色 黃綠色
  光澤 閃閃發光 稍反光或不反光
  晶體尺寸 較大 較大
  結晶層 較大 較疏松
   按照上述特征,把立方碳化硅仔細地收集起來,經過加工即可制成立方碳化硅磨料。這種方法成本很低,但容易混雜α-SiC及未反應料等雜質。
  
  爐芯法冶煉立方碳化硅
   這種方法的冶煉爐與普通綠碳化硅爐相近,只是把爐芯溫度控制得較低,使之達不到轉化為α-SiC的溫度,從而獲得β-SiC,這種方法與炭管爐比較,簡化了原料成型,干燥工序,并且不需要炭管,因此產品成本較低,而且產品質量較高(表2-12-2)。
  
  表2-12-2 不同冶煉方法的立方碳化硅化學成分
  方法 粒度 SiC F·C SiO2 F·Si Fe2O3
  爐芯法 W3.5W10W28180# 93.7997.5198.9299.06 0.210.270.200.01 5.422.161.180.53 0.050.040.020.04 0.110.050.040.02
  炭管爐法 W7W10W14≤320#180# 77.0980.8988.2891.3395.50 1.772.471.350.760.24 21.1313.728.826.533.05 0.820.911.261.240.80
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