專利名稱：用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法及專用分級裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對藍(lán)寶石材料進(jìn)行研磨拋光用的刃料，尤其是涉及一種用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法，本發(fā)明還涉及制造方法中粉料精分的專用分級裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)使用的藍(lán)寶石晶片研磨拋光用刃料主要為立方碳化硼微粉。由于立方碳化硼類似金剛石，硬度較高(維氏硬度可達(dá)3500)，略低于金剛石，前期冶煉較為困難，耗能高， 后期粉碎不易，導(dǎo)致生產(chǎn)制造成本高。我公司研發(fā)的高純超硬Ml碳化硅，其維氏硬度可達(dá) 3300，雖略低于立方碳化硼，但由于冶煉成本低，加工后的微粉已足以滿足藍(lán)寶石材料的研磨拋光。但是，由于目前高純超硬6H碳化硅微粉的生產(chǎn)周期較長Gi M小時以上)，水資源浪費嚴(yán)重，粒度分級過程中需要人為調(diào)節(jié)流量、人為收料，使得成品物料粒度不穩(wěn)定，開放式的分級方法還使得物料拋灑、丟失嚴(yán)重，造成物料的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)周期短、物料粒度穩(wěn)定的用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法，本發(fā)明還提供該制造方法中粉料精分的專用分級裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述的用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法，包括下述步驟 第一步，選取碳化硅純度> 99%，顯微硬度3300HV，莫氏硬度9. 3-9. 5，韌性值> 70%,結(jié)構(gòu)晶型為Ml的碳化硅結(jié)晶塊為原料；
第二步，將上述原料放入球磨機中進(jìn)行粉碎，設(shè)定球磨機的給料速度為1500kg/h， 球磨機的研磨介質(zhì)級配為Φ50: Φ40: Φ30= (3. 5-4) (3.5-4): 1，研磨介質(zhì)總量為 8000-9000kg ；
第三步，將第二步中粉碎得到的15 -IlOym顆粒料進(jìn)行負(fù)壓引風(fēng)分級，得到粒徑 20-100 μ m的粉料；110 μ以粗的顆粒送入球磨機中進(jìn)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，將除磁后的粉料投入專用分級溢流裝置的沉降溢流缸中進(jìn)行水洗精分，根據(jù)粉料的顆粒大小、形狀，通過水流的調(diào)節(jié)，將粒度級別較寬的顆粒群分成需要的窄粒度段， 分別得到 20-60 μ m、30-80 μ m、35_80 μ m、40_90 μ m 的刃料漿；
第六步，將第五步所得刃料漿分別打入離心機中進(jìn)行脫水，脫水后的刃料含水量 < 10% ；
第七步，將脫水后的刃料進(jìn)行烘干，得到水分含量< 0. 1%的刃料成品。為保證20-100 μ m粒徑粉料的精確分級，本發(fā)明采用水洗精分的方法，其中專用的分級裝置包括沉降溢流缸和活動設(shè)置在沉降溢流缸上的自動虹吸裝置，與所述自動虹吸裝置的產(chǎn)品回收倉相連通的虹吸管道深入進(jìn)沉降溢流缸內(nèi)腔中，所述沉降溢流缸的缸體自上而下依次由大圓筒、小圓筒和錐筒組合而成，所述大圓筒和小圓筒之間通過梯形連接筒相銜接；在所述錐筒底部開設(shè)有排料口和進(jìn)水口，所述進(jìn)水口通過進(jìn)水管道和設(shè)置在所述進(jìn)水管道上的流量計與外接水源相連通；在所述大圓筒中心向內(nèi)腔延伸設(shè)置有錐形內(nèi)溢流筒，所述錐形內(nèi)溢流筒的底部出口通過收集管道延伸出所述大圓筒的筒壁；在所述大圓筒的筒壁上自上而下設(shè)置有多個取樣點；所述大圓筒的上沿處設(shè)置有溢流槽，所述溢流槽通過連接管路與所述收集管道相連通。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用碳化硅結(jié)晶中硬度最高、抗破碎性能最好、韌性最高的原位合成6H-SiC (我公司自主研發(fā)的冶煉技術(shù))作為原料，破碎后的顆粒料以蠶豆?fàn)顬橹鳎浅＿m宜藍(lán)寶石材料的研磨和拋光加工，大幅度降低了藍(lán)寶石晶片的加工成本；采用物理除磁，可以徹底消除因化學(xué)處理產(chǎn)生的廢酸、廢水、廢氣的污染，水洗精分可以自動控制、調(diào)節(jié)水流量，節(jié)約了水資源；自動取料，既嚴(yán)格控制了物料的粒度分布，又避免了物料的拋灑、丟失。


圖1是本發(fā)明專用分級裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明所述的用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法，包括下述步驟
第一步，選取碳化硅純度> 99%，顯微硬度3300HV，莫氏硬度9. 3-9. 5，韌性值> 70%，結(jié)構(gòu)晶型為Ml的碳化硅結(jié)晶塊為原料；
第二步，將上述原料放入大型臥式數(shù)控球磨機中進(jìn)行干法粉碎(這樣粉碎的顆粒以蠶豆?fàn)顬橹鳎浅＿m宜于藍(lán)寶石研磨拋光加工)；設(shè)定球磨機給料速度為1500kg/h，球磨機的研磨介質(zhì)級配為Φ50: Φ40: Φ30= (3. 5-4) (3.5-4): 1，研磨介質(zhì)總量保持 8000-9000kg，通過人機界面監(jiān)視研磨機電流變化，當(dāng)電流小于電機額定電流10-15%時，自動補充研磨介質(zhì)；
第三步，將第二步中粉碎得到的15μ-110μ的顆粒料送入負(fù)壓分級機進(jìn)行分級，設(shè)定給料頻率15-17ΗΖ ；引風(fēng)量6000-8000m3/h (風(fēng)門全開)進(jìn)行分級，得到粒徑20-100 μ的粉料；
第四步，利用物理磁選的方法除去上述粉料中的磁性物，使粉料顆粒的磁性物含量 ^ 0. 3%，以消除化學(xué)處理產(chǎn)生的廢酸、廢水、廢氣等污染；
第五步，將除磁后的粉料投入到碳化硅刃料制造方法中專用分級溢流裝置的沉降溢流缸中，根據(jù)粉料的顆粒大小、形狀及在水中的沉降速度，通過水流的自動調(diào)節(jié)(下面將根據(jù)圖1詳細(xì)論述)，料漿濃度一般為50%-60%，將20-100 μ m粒度級別較寬的顆粒群分成磨拋需要的窄粒度段，分別得到20-60μπι、30-80μπι、35-80μπι、40-90μπι的刃料漿；
第六步，將第五步所得刃料漿分別打入離心機中進(jìn)行脫水，調(diào)節(jié)離心機轉(zhuǎn)速3000rpm， 使脫水后的刃料含水量< 10% ；
第七步，將脫水后的刃料倒入微波爐料倉進(jìn)行烘干，根據(jù)物料濕度，調(diào)整烘干時間，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，包裝成20kg/ 袋存儲。為縮短刃料生產(chǎn)周期，實現(xiàn)刃料的精確分級，本發(fā)明采用專用分級裝置進(jìn)行水洗分級，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括沉降溢流缸和活動設(shè)置在沉降溢流缸上的自動虹吸裝置，與自動虹吸裝置的產(chǎn)品回收倉1相連通的虹吸管道2深入進(jìn)沉降溢流缸內(nèi)腔中，其沉降溢流缸的缸體自上而下依次由大圓筒3、小圓筒4和錐筒5組合而成，大圓筒3和小圓筒4 之間通過梯形連接筒6相銜接；在錐筒5底部開設(shè)有排料口 15和進(jìn)水口，進(jìn)水口通過進(jìn)水管道7和設(shè)置在進(jìn)水管道7上的流量計8與外接水源9相連通；在大圓筒3中心向內(nèi)腔延伸設(shè)置有錐形內(nèi)溢流筒10，錐形內(nèi)溢流筒10的底部出口通過收集管道11延伸出大圓筒3 的筒壁；在大圓筒3的筒壁上自上而下設(shè)置有多個取樣點12，大圓筒3的上沿處設(shè)置有溢流槽13，溢流槽13通過連接管路14與收集管道11相連通。 除磁后的粉料分級時，先將其投入到由大圓筒3、小圓筒4和錐筒5組合而成的沉降溢流缸，開啟流量計8，控制流量從300L/h逐步增加到600L/h，用時3. 5小時，然后穩(wěn)定流量0. 5個小時；調(diào)節(jié)流量逐步增加到1100L/h (用時大約3個小時)，通過收集管道11收集成品20-60 μ m (400目)的刃料漿，同時在流量達(dá)到1000 L/h時，產(chǎn)品回收倉1開啟，通過虹吸管道2自動吸取20-60 μ m (400目)刃料漿，吸取時間為15分鐘；
調(diào)整流量逐步增加到1800 L/h,(用時大約3小時)，通過收集管道11收集成品 30-80 μ m (320目)的刃料漿，同時在流量達(dá)到1650 L/h時，產(chǎn)品回收倉1開啟，通過虹吸管道2自動吸取30-80 μ m (320目)刃料漿，吸取時間為15分鐘；
最后再調(diào)節(jié)流量，吸取；35-80 μ m (280目)和40-90 μ m (240目)刃料漿，在整個過程中，通過取樣點12實時監(jiān)測大圓筒3內(nèi)不同位置處的粉料粒度，整個過程均為計算機自動控制，自動調(diào)節(jié)，分級完畢后底料從錐筒5底部的排料口 15排出。
權(quán)利要求
1.一種用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法，其特征在于它包括下述步驟 第一步，選取碳化硅純度> 99%，顯微硬度3300HV，莫氏硬度9. 3-9. 5，韌性值> 70%，結(jié)構(gòu)晶型為Ml的碳化硅結(jié)晶塊為原料；第二步，將上述原料放入球磨機中進(jìn)行粉碎，設(shè)定球磨機的給料速度為1500kg/h， 球磨機的研磨介質(zhì)級配為Φ50: Φ40: Φ30= (3. 5-4) (3.5-4): 1，研磨介質(zhì)總量為 8000-9000kg ；第三步，將第二步中粉碎得到的顆粒料進(jìn)行負(fù)壓引風(fēng)分級，得到粒徑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，將除磁后的粉料投入專用分級溢流裝置的沉降溢流缸中，根據(jù)粉料的顆粒大小、形狀，通過水流的調(diào)節(jié)，將粒度級別較寬的顆粒群分成需要的窄粒度段，分別得到 20-60 μ m、30-80 μ m、35_80 μ m、40_90 μ m 的刃料漿；第六步，將第五步所得刃料漿分別打入離心機中進(jìn)行脫水，脫水后的刃料含水量 < 10% ；第七步，將脫水后的刃料進(jìn)行烘干，得到水分含量< 0. 1%的刃料成品。
2.用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法中的專用分級裝置，包括沉降溢流缸和活動設(shè)置在沉降溢流缸上的自動虹吸裝置，與所述自動虹吸裝置的產(chǎn)品回收倉(1)相連通的虹吸管道(2)深入進(jìn)沉降溢流缸內(nèi)腔中，其特征在于所述沉降溢流缸的缸體自上而下依次由大圓筒(3)、小圓筒(4)和錐筒(5)組合而成，所述大圓筒(3)和小圓筒(4)之間通過梯形連接筒(6)相銜接；在所述錐筒(5)底部開設(shè)有排料口(15)和進(jìn)水口，所述進(jìn)水口通過進(jìn)水管道(7 )和設(shè)置在所述進(jìn)水管道(7 )上的流量計(8 )與外接水源(9 )相連通；在所述大圓筒 (3)中心向內(nèi)腔延伸設(shè)置有錐形內(nèi)溢流筒(10)，所述錐形內(nèi)溢流筒(10)的底部出口通過收集管道(11)延伸出所述大圓筒(3)的筒壁；在所述大圓筒(3)的筒壁上自上而下設(shè)置有多個取樣點(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的專用分級裝置，其特征在于所述大圓筒(3)的上沿處設(shè)置有溢流槽(13)，所述溢流槽(13)通過連接管路(14)與所述收集管道(11)相連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于藍(lán)寶石磨拋的碳化硅刃料制造方法，選取高純超硬碳化硅結(jié)晶塊為原料，粉碎后進(jìn)行負(fù)壓引風(fēng)分級，得到寬粒度段的粉料，除去粉料中的磁性物，投入專用分級裝置的沉降溢流缸中進(jìn)行水洗精分，分別得到窄粒度段的刃料漿；打入離心機中脫水后，進(jìn)行烘干，得到滿足要求的刃料成品。為保證粉料的精確分級，本發(fā)明還公開了一種水洗精分專用的分級裝置。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用碳化硅結(jié)晶中硬度最高、抗破碎性能最好、韌性最高的原位合成6H-SiC作為原料，破碎后的顆粒料以蠶豆?fàn)顬橹鳎浅＿m宜藍(lán)寶石材料的研磨和拋光加工，大幅度降低了藍(lán)寶石晶片的加工成本；水洗精分可以自動控制、調(diào)節(jié)水流量，嚴(yán)格控制了物料的粒度分布。
文檔編號C01B31/36GK102530944SQ20121006933
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者楊東平 申請人:河南醒獅高新技術(shù)股份有限公司