[发明专利]一种碳化硼陶瓷球用水基研磨液及其制备方法

说明书

一种碳化硼陶瓷球用水基研磨液，其特征在于，包含如下重量百分比的组分：20～55wt％的硼化钛粉、5～15wt％的立方氮化硼粉、以及5～12wt％的稀土氧化物粉，其余为水；其中，所述硼化钛粉颗粒粒度大于100目，所述立方氮化硼粉颗粒粒度大于325目，所述稀土氧化物粉的粒径小于或等于5μm，且所述稀土氧化物粉为La₂O₃和CeO₂的混合粉末，且La₂O₃和CeO₂的比例为1:1～1:3。本发明还涉及一种前述碳化硼陶瓷球用水基研磨液的制备方法。

技术领域

本发明涉及碳化硼陶瓷球加工，尤其是涉及一种碳化硼陶瓷球用水基研磨液，还涉及一种前述碳化硼陶瓷球用水基研磨液的制备方法。

背景技术

碳化硼(boron carbide)，别名黑钻石，分子式为B₄C，是一种硬度仅低于金刚石和立方氮化硼的先进结构陶瓷材料。碳化硼具有高硬度、低密度、良好的化学稳定性和较高的中子吸收能力，基于上述优点，碳化硼陶瓷球在核工业、化工、航空航天以及防护领域拥有广泛的应用前景，如以碳化硼陶瓷球为关键零部件的防护用品、研磨工具、陶瓷轴承、球阀，适用于高强度、高硬度、耐酸碱腐蚀、抗冲击等恶劣服役环境。

正是因为碳化硼陶瓷的硬度极高，导致碳化硼陶瓷的加工非常困难。金刚石具有硬度大、强度高、韧性好、稳定性高、化学稳定性优良、较好的自锐性能等优点，因此成为目前碳化硅陶瓷球的研磨和抛光处理的首选的磨粒用材。目前，碳化硼陶瓷的加工主要包括粗研磨、精研磨和抛光，通常采用粒度不同的单晶和多晶金刚石对碳化硼陶瓷进行加工。但是，金刚石研磨液成本高。

此外，研磨液分为油基研磨液、水基研磨液。由于油基研磨液润滑和防锈效果较好，目前结构陶瓷研磨加工大多选用油基研磨液，但油基研磨液必须使用溶剂清洗，大量溶剂的排放易导致环境污染，危害人身健康，且存在经济费效比高的缺点。水基研磨液具有较好的冷却效果和清洁作用，但存在加工速率低，易滋生细菌等问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种碳化硼陶瓷球用水基研磨液，在能够实现与金刚石研磨液相同的材料去除效果的同时，加工效率更高，且成本更低。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种上述碳化硼陶瓷球用水基研磨液的制备方法。

本发明解决上述的第一个技术问题所采用的技术方案为：一种碳化硼陶瓷球用水基研磨液，其特征在于，混合物包含如下重量百分比的组分：20～55wt％的硼化钛粉、5～15wt％的立方氮化硼粉、以及5～12wt％的稀土氧化物粉，其余为水；其中，所述硼化钛粉颗粒粒度大于100目，所述立方氮化硼粉颗粒粒度大于325目，所述稀土氧化物粉的粒径小于或等于5μm，且所述稀土氧化物粉为La₂O₃和CeO₂的混合粉末，La₂O₃和CeO₂的比例为1:1～1:3。

为了使研磨液的分散稳定性更好，所述混合物的pH值为8～10，且所述的混合物还包括2～45wt％的分散剂，使研磨液的加工效果更高，从而降低生产成本，非常有利于高硬度陶瓷球精磨抛光加工阶段之前成型使用。

进一步设计，所述的混合物还包括3～7wt％悬浮剂和6～24wt％的防锈剂。

优选的，所述的悬浮剂为D₅₀为0.5μm的蒙脱石粉。

优选的，所述的防锈剂为3～8wt％的柠檬酸钠、3～8wt％的十二烷基苯磺酸钠、以及3～8wt％的钼酸钠中的至少两种。

优选的，所述的分散剂为15～25wt％的三乙醇胺、1～10wt％的单乙醇胺和1～10wt％的丙烯酸钠盐中的至少两种。