专利名称：用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法及专用分级装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对蓝宝石材料进行研磨抛光用的刃料，尤其是涉及一种用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法，本发明还涉及制造方法中粉料精分的专用分级装置。
背景技术：
传统使用的蓝宝石晶片研磨抛光用刃料主要为立方碳化硼微粉。由于立方碳化硼类似金刚石，硬度较高(维氏硬度可达3500)，略低于金刚石，前期冶炼较为困难，耗能高， 后期粉碎不易，导致生产制造成本高。我公司研发的高纯超硬Ml碳化硅，其维氏硬度可达 3300，虽略低于立方碳化硼，但由于冶炼成本低，加工后的微粉已足以满足蓝宝石材料的研磨抛光。但是，由于目前高纯超硬6H碳化硅微粉的生产周期较长Gi M小时以上)，水资源浪费严重，粒度分级过程中需要人为调节流量、人为收料，使得成品物料粒度不稳定，开放式的分级方法还使得物料抛洒、丢失严重，造成物料的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产周期短、物料粒度稳定的用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法，本发明还提供该制造方法中粉料精分的专用分级装置。为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案
本发明所述的用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法，包括下述步骤 第一步，选取碳化硅纯度> 99%，显微硬度3300HV，莫氏硬度9. 3-9. 5，韧性值> 70%,结构晶型为Ml的碳化硅结晶块为原料；
第二步，将上述原料放入球磨机中进行粉碎，设定球磨机的给料速度为1500kg/h， 球磨机的研磨介质级配为Φ50: Φ40: Φ30= (3. 5-4) (3.5-4): 1，研磨介质总量为 8000-9000kg ；
第三步，将第二步中粉碎得到的15 -IlOym颗粒料进行负压引风分级，得到粒径 20-100 μ m的粉料；110 μ以粗的颗粒送入球磨机中进行再次粉碎； 第四步，除去上述粉料中的磁性物，使粉料的磁性物含量< 0. 3%； 第五步，将除磁后的粉料投入专用分级溢流装置的沉降溢流缸中进行水洗精分，根据粉料的颗粒大小、形状，通过水流的调节，将粒度级别较宽的颗粒群分成需要的窄粒度段， 分别得到 20-60 μ m、30-80 μ m、35_80 μ m、40_90 μ m 的刃料浆；
第六步，将第五步所得刃料浆分别打入离心机中进行脱水，脱水后的刃料含水量 < 10% ；
第七步，将脱水后的刃料进行烘干，得到水分含量< 0. 1%的刃料成品。为保证20-100 μ m粒径粉料的精确分级，本发明采用水洗精分的方法，其中专用的分级装置包括沉降溢流缸和活动设置在沉降溢流缸上的自动虹吸装置，与所述自动虹吸装置的产品回收仓相连通的虹吸管道深入进沉降溢流缸内腔中，所述沉降溢流缸的缸体自上而下依次由大圆筒、小圆筒和锥筒组合而成，所述大圆筒和小圆筒之间通过梯形连接筒相衔接；在所述锥筒底部开设有排料口和进水口，所述进水口通过进水管道和设置在所述进水管道上的流量计与外接水源相连通；在所述大圆筒中心向内腔延伸设置有锥形内溢流筒，所述锥形内溢流筒的底部出口通过收集管道延伸出所述大圆筒的筒壁；在所述大圆筒的筒壁上自上而下设置有多个取样点；所述大圆筒的上沿处设置有溢流槽，所述溢流槽通过连接管路与所述收集管道相连通。本发明的优点在于采用碳化硅结晶中硬度最高、抗破碎性能最好、韧性最高的原位合成6H-SiC (我公司自主研发的冶炼技术)作为原料，破碎后的颗粒料以蚕豆状为主，非常适宜蓝宝石材料的研磨和抛光加工，大幅度降低了蓝宝石晶片的加工成本；采用物理除磁，可以彻底消除因化学处理产生的废酸、废水、废气的污染，水洗精分可以自动控制、调节水流量，节约了水资源；自动取料，既严格控制了物料的粒度分布，又避免了物料的抛洒、丢失。
图1是本发明专用分级装置的结构示意图。
具体实施例方式本发明所述的用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法，包括下述步骤
第一步，选取碳化硅纯度> 99%，显微硬度3300HV，莫氏硬度9. 3-9. 5，韧性值> 70%，结构晶型为Ml的碳化硅结晶块为原料；
第二步，将上述原料放入大型卧式数控球磨机中进行干法粉碎(这样粉碎的颗粒以蚕豆状为主，非常适宜于蓝宝石研磨抛光加工)；设定球磨机给料速度为1500kg/h，球磨机的研磨介质级配为Φ50: Φ40: Φ30= (3. 5-4) (3.5-4): 1，研磨介质总量保持 8000-9000kg，通过人机界面监视研磨机电流变化，当电流小于电机额定电流10-15%时，自动补充研磨介质；
第三步，将第二步中粉碎得到的15μ-110μ的颗粒料送入负压分级机进行分级，设定给料频率15-17ΗΖ ；引风量6000-8000m3/h (风门全开)进行分级，得到粒径20-100 μ的粉料；
第四步，利用物理磁选的方法除去上述粉料中的磁性物，使粉料颗粒的磁性物含量 ^ 0. 3%，以消除化学处理产生的废酸、废水、废气等污染；
第五步，将除磁后的粉料投入到碳化硅刃料制造方法中专用分级溢流装置的沉降溢流缸中，根据粉料的颗粒大小、形状及在水中的沉降速度，通过水流的自动调节(下面将根据图1详细论述)，料浆浓度一般为50%-60%，将20-100 μ m粒度级别较宽的颗粒群分成磨抛需要的窄粒度段，分别得到20-60μπι、30-80μπι、35-80μπι、40-90μπι的刃料浆；
第六步，将第五步所得刃料浆分别打入离心机中进行脱水，调节离心机转速3000rpm， 使脱水后的刃料含水量< 10% ；
第七步，将脱水后的刃料倒入微波炉料仓进行烘干，根据物料湿度，调整烘干时间，按照300-450kg/h的烘干量控制烘干速度，得到水分含量< 0. 1%的刃料成品，包装成20kg/ 袋存储。为缩短刃料生产周期，实现刃料的精确分级，本发明采用专用分级装置进行水洗分级，其结构如图1所示，它包括沉降溢流缸和活动设置在沉降溢流缸上的自动虹吸装置，与自动虹吸装置的产品回收仓1相连通的虹吸管道2深入进沉降溢流缸内腔中，其沉降溢流缸的缸体自上而下依次由大圆筒3、小圆筒4和锥筒5组合而成，大圆筒3和小圆筒4 之间通过梯形连接筒6相衔接；在锥筒5底部开设有排料口 15和进水口，进水口通过进水管道7和设置在进水管道7上的流量计8与外接水源9相连通；在大圆筒3中心向内腔延伸设置有锥形内溢流筒10，锥形内溢流筒10的底部出口通过收集管道11延伸出大圆筒3 的筒壁；在大圆筒3的筒壁上自上而下设置有多个取样点12，大圆筒3的上沿处设置有溢流槽13，溢流槽13通过连接管路14与收集管道11相连通。 除磁后的粉料分级时，先将其投入到由大圆筒3、小圆筒4和锥筒5组合而成的沉降溢流缸，开启流量计8，控制流量从300L/h逐步增加到600L/h，用时3. 5小时，然后稳定流量0. 5个小时；调节流量逐步增加到1100L/h (用时大约3个小时)，通过收集管道11收集成品20-60 μ m (400目)的刃料浆，同时在流量达到1000 L/h时，产品回收仓1开启，通过虹吸管道2自动吸取20-60 μ m (400目)刃料浆，吸取时间为15分钟；
调整流量逐步增加到1800 L/h,(用时大约3小时)，通过收集管道11收集成品 30-80 μ m (320目)的刃料浆，同时在流量达到1650 L/h时，产品回收仓1开启，通过虹吸管道2自动吸取30-80 μ m (320目)刃料浆，吸取时间为15分钟；
最后再调节流量，吸取；35-80 μ m (280目)和40-90 μ m (240目)刃料浆，在整个过程中，通过取样点12实时监测大圆筒3内不同位置处的粉料粒度，整个过程均为计算机自动控制，自动调节，分级完毕后底料从锥筒5底部的排料口 15排出。
权利要求
1.一种用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法，其特征在于它包括下述步骤 第一步，选取碳化硅纯度> 99%，显微硬度3300HV，莫氏硬度9. 3-9. 5，韧性值> 70%，结构晶型为Ml的碳化硅结晶块为原料；第二步，将上述原料放入球磨机中进行粉碎，设定球磨机的给料速度为1500kg/h， 球磨机的研磨介质级配为Φ50: Φ40: Φ30= (3. 5-4) (3.5-4): 1，研磨介质总量为 8000-9000kg ；第三步，将第二步中粉碎得到的颗粒料进行负压引风分级，得到粒径20-100 μ m的粉料；第四步，除去上述粉料中的磁性物，使粉料的磁性物含量< 0. 3% ； 第五步，将除磁后的粉料投入专用分级溢流装置的沉降溢流缸中，根据粉料的颗粒大小、形状，通过水流的调节，将粒度级别较宽的颗粒群分成需要的窄粒度段，分别得到 20-60 μ m、30-80 μ m、35_80 μ m、40_90 μ m 的刃料浆；第六步，将第五步所得刃料浆分别打入离心机中进行脱水，脱水后的刃料含水量 < 10% ；第七步，将脱水后的刃料进行烘干，得到水分含量< 0. 1%的刃料成品。
2.用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法中的专用分级装置，包括沉降溢流缸和活动设置在沉降溢流缸上的自动虹吸装置，与所述自动虹吸装置的产品回收仓(1)相连通的虹吸管道(2)深入进沉降溢流缸内腔中，其特征在于所述沉降溢流缸的缸体自上而下依次由大圆筒(3)、小圆筒(4)和锥筒(5)组合而成，所述大圆筒(3)和小圆筒(4)之间通过梯形连接筒(6)相衔接；在所述锥筒(5)底部开设有排料口(15)和进水口，所述进水口通过进水管道(7 )和设置在所述进水管道(7 )上的流量计(8 )与外接水源(9 )相连通；在所述大圆筒 (3)中心向内腔延伸设置有锥形内溢流筒(10)，所述锥形内溢流筒(10)的底部出口通过收集管道(11)延伸出所述大圆筒(3)的筒壁；在所述大圆筒(3)的筒壁上自上而下设置有多个取样点(12)。
3.根据权利要求2所述的专用分级装置，其特征在于所述大圆筒(3)的上沿处设置有溢流槽(13)，所述溢流槽(13)通过连接管路(14)与所述收集管道(11)相连通。
全文摘要
本发明公开了一种用于蓝宝石磨抛的碳化硅刃料制造方法，选取高纯超硬碳化硅结晶块为原料，粉碎后进行负压引风分级，得到宽粒度段的粉料，除去粉料中的磁性物，投入专用分级装置的沉降溢流缸中进行水洗精分，分别得到窄粒度段的刃料浆；打入离心机中脱水后，进行烘干，得到满足要求的刃料成品。为保证粉料的精确分级，本发明还公开了一种水洗精分专用的分级装置。本发明的优点在于采用碳化硅结晶中硬度最高、抗破碎性能最好、韧性最高的原位合成6H-SiC作为原料，破碎后的颗粒料以蚕豆状为主，非常适宜蓝宝石材料的研磨和抛光加工，大幅度降低了蓝宝石晶片的加工成本；水洗精分可以自动控制、调节水流量，严格控制了物料的粒度分布。
文档编号C01B31/36GK102530944SQ20121006933
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者杨东平 申请人:河南醒狮高新技术股份有限公司