[发明专利]一种螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶及制备方法

权利要求书

1.一种螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶，所述研磨桶为圆桶型，其特征在于，在研磨桶的外表面设置有凹凸相间的螺纹结构，螺纹结构连续延伸至研磨桶两端的装配口处，研磨桶的厚度为8-40mm，螺纹结构的螺纹底径与螺距的比值为5-25，螺纹结构的齿宽为3-12mm，齿高为5-20mm，

所述研磨桶采用碳化硅复合材料制得，碳化硅复合材料中碳化硅与碳化硼的质量含量大于等于85wt%，以碳化硅复合材料的总重量计；碳化硅复合材料，原料重量份如下：碳化硅粉 70～80份，碳化硼粉5～10份，炭粉4～10份，短切碳纤维5～10份，粘结剂1～8份；所述的短切碳纤维直径为6～20μm，平均长度为3～10mm，所述粘结剂为聚乙烯醇和/或聚乙烯吡咯烷酮；

螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶的制备方法，包括配料、成型、加工、热处理、高温烧结，步骤如下：

（1）配料和混料：按配比取碳化硅粉、碳化硼粉、短切碳纤维，加入炭粉、粘结剂和水按混合均匀，调节浆料的粘度至500-800mPa﹒s；

（2）成型：将制得浆料，浆料经注浆成型得到碳化硅复合材料坯体；

（3）预烧：研磨桶坯体在氮气气氛中进行热处理，热处理温度为800-1000℃，保温时间为2-4小时，得热处理后的研磨桶坯体；

（4）生坯加工：将成型后的碳化硅复合材料坯体机械加工制得研磨桶坯体，研磨桶坯体在研磨桶的外表面设置有凹凸相间的螺纹结构，螺纹结构从研磨桶下部连续延伸至研磨桶上部；

（5）将加工后的研磨桶坯体于高温烧结炉中烧结，烧结温度为1500-1800℃，保温时间为2-6小时，自然冷却至室温，得螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶。

2.根据权利要求1所述的螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶，其特征在于，研磨桶桶壁厚度为20-30mm，螺纹底径与螺距的比值为10-15，螺纹结构的齿宽为4-6mm，螺纹结构的齿高为10-20mm。

3.根据权利要求1所述的螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶，其特征在于，碳化硅复合材料，原料重量份如下：碳化硅粉 70～80份，碳化硼粉5～10份，炭粉6～8份，短切碳纤维5～10份，粘结剂2～3份。

4.根据权利要求1所述的螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶，其特征在于，步骤（1）中短切碳纤维加入前，先按如下方法进行处理：将短切碳纤维置于惰性气体保护气氛下于700-900℃下煅烧30-90min，然后，在超声波清洗机中以乙醇为介质分散40-80min，再加入物料中；所述的惰性气体为氮气，超声频率为40~100KHz。

5.根据权利要求1所述的螺纹式碳化硅陶瓷复合材料研磨桶，其特征在于，步骤（1）中水的加入量占碳化硅粉、碳化硼粉、短切碳纤维、炭粉和粘结剂物料总质量的20～40%。