[发明专利]一种高性能碳化硼研磨介质、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将B₄C原料、碳系添加剂、结合剂进行配料，并以去离子水为介质进行湿磨混料至均匀；

(2)将混合均匀的粉体取出并干燥，然后过筛造球形成粒径20～200目的B₄C微粒；

(3)将B₄C微粒置于特制模具中压制成类椭球形的素坯；

(4)将素坯于真空条件下进行梯度升温多段无压烧结，随炉冷却至室温得到类椭球形的初级研磨介质；

(5)将类椭球形的初级研磨介质置于离心式循环整形机整形，即可得到高性能B₄C研磨介质。

2.根据权利要求1所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的B₄C原料的质量要求如下：总B＞76.3％，总C＞21.8％，O％≤1.8％，Fe0.2％，B:C(mole)＝3.9～4.5，平均粒度为0.5～5μm。

3.根据权利要求1所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的碳系添加剂为聚氯乙烯、硬脂酸、聚碳硅烷、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、碳化细菌纤维素中的一种或者两种。

4.根据权利要求1所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的结合剂为聚偏氟乙烯、聚氨酯、糊精中的一种。

5.根据权利要求1所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述配料的质量配比为：87～99.8％的B₄C，0～10％的碳系添加剂，0.2～3％的结合剂。

6.根据权利要求1所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的湿磨混料过程中球料重量比为(2～10):1，混料时间为5～15h；步骤(2)所述的烘干温度为30～220℃，烘干时间为0.5～10h；步骤(3)中压制素坯采用冷等静压法压制，压制压力为30～300MPa，保压时间为1～10min。

7.根据权利要求1所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的特制模具为类椭球形，长轴为6～24mm，长径比为：(2～6):1。

8.根据权利要求1所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的梯度升温多段无压烧结流程为：先以10～20℃的升温速率升温至500～600℃，保温10～100min，然后以3～15℃的升温速率升温至1500～1700℃，保温30～180min，再以2～8℃升温至1800～2000℃，保温20～240min后随炉冷却。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的高性能碳化硼研磨介质的制备方法制备的碳化硼研磨介质，其特征在于，所述研磨介质为类椭球形，致密度＞95％，硬度为22～28GPa。

10.权利要求9所述的碳化硼研磨介质的用途，其特征在于，作为研磨介质实现粉末的超细研磨，所述粉末包括D500.8μm的B₄C亚微米超细陶瓷粉体。