[发明专利]用于研磨蓝宝石晶片的碳化物超硬材料的制造方法

摘要

本发明公开了一种用于研磨蓝宝石晶片的碳化物超硬材料的制造方法，按高纯6H‑SiC粉体:硼酸:石墨=56~58份:34~36份:6~8份之重量份配比压制烧结而成，首先将粉料混合均匀，加入粉料总量15%的纯净水混合均匀后，压制成孔隙率≤21%的烧结块；烧结块干燥后送入电弧炉中，在1850~1900℃条件下高温冶炼成结晶块，经粉碎并粉磨加工，即得到显微硬度≥5000kg/mm2，韧性值≥75%的用于研磨蓝宝石晶片的碳化物超硬材料。本发明的制备方法简单，适合工业化批量生产且成本低。制备得到的碳化物超硬材料结合了碳化硅的韧性、自锐性和碳化硼的硬度等优点，用于加工研磨蓝宝石晶片时，粗磨和精磨工序无需更换磨料，可实现一磨到底，简化了蓝宝石晶片的生产流程。

主权项

1.一种用于研磨蓝宝石晶片的碳化物超硬材料的制造方法，其特征在于：它是由原位合成高纯6H‑SiC粉体材料、硼酸和石墨按下述重量份配比压制烧结而成，其具体步骤如下：第一步，原料配比按重量份配比准确称量原位合成高纯6H‑SiC粉体材料、硼酸和石墨，使原位合成高纯6H‑SiC粉体材料: 硼酸:石墨 =56~58份 : 34~36份 : 6~8份；其中所述原位合成高纯6H‑SiC粉体材料要求碳化硅含量≥99.6%，6H结构纯度≥90%，显微硬度≥3250kg/mm2，韧性值≥72%，粒度≤5微米；所述硼酸呈粉末状，重量纯度≥ 99.4% ，粒度≤5微米；所述石墨粒度≤5微米；第二步，原料混合将上述三种粉料入混合机中进行干法混合，混合时间≥45分钟；第三步，压块在混合均匀的粉体材料中加入电导率≤20西门子/米的纯净水，纯净水添加量为粉料总重量的15%，混合均匀后，在35MPa压力下将混合物料压制成孔隙率≤21%的烧结块；第四步，干燥将第三步压制的烧结块放入热风炉中进行干燥，干燥温度105℃±10℃，干燥时间24±2小时；第五步，装炉冶炼将干燥后的烧结块送入电弧炉中，在1850~1900℃条件下高温冶炼成结晶块，其中升温时间4小时，保温时间8小时，降温时间4小时；第六步，破碎将第五步降至室温的结晶块粉碎成粒度＜5mm的砂粒，并粉磨加工，得到显微硬度≥5000kg/mm2，韧性值≥75%的用于研磨蓝宝石晶片的碳化物超硬材料；所述碳化物超硬材料中，碳化硅含量≥69.5%，碳化硼含量≥29.5%。