CN106181737A - 一种硬质合金研磨抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬质合金研磨抛光方法，具体步骤为：(1)使用国产7μm金刚石研磨膏，利用去离子水配制成质量分数为1％的金刚石研磨液；(2)利用标准黄铜盘，其沿径向开有均匀沟槽，将硬质合金试件平放其上，并置于修正轮内，施加重块，保证试件运行过程平稳研磨，要求重块质量使得试件表面比压约为17kPa；黄铜盘外径线速度约为0.75m/s；每隔30秒加入约10mL配制的研磨液，研磨时间为3分钟；(3)抛光过程：将呢绒抛光布粘于抛光机旋转盘上，将研磨好的试件，按照步骤2中相同描述进行抛光，时间为7分钟；本发明采用了最小的成本并且能够快速有效地同时保证硬质合金试件宏观平面度以及微观粗糙度的双重要求。

Description

一种硬质合金研磨抛光方法

技术领域

本发明涉及一种硬质合金研磨抛光方法。

背景技术

硬质合金，是由金属碳化物粉末(WC、TiC等)和粘结金属分粉末(Co、Ni等)通过粉末冶金工艺压制烧结而成一种合金材料。其具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀、较强的抗变形、抗冲击能力、抗高压等一系列优良性能，除了广泛应用于加工其他金属材料的切削刀具之外，也是高温、高速、高压、高腐蚀性等极端苛刻工况常用的合金材料。压水堆核电站一回路冷却剂循环泵(简称核主泵)是核岛一回路系统唯一的旋转设备，就像核岛的“心脏”，对整个核电站的运行起着至关重要的作用。核主泵中存在相对运动的摩擦副构件对于二代核电技术就是机械密封，对于三代核电技术是水润滑轴承，其机械密封动环以及水润滑轴承推力盘均采用硬质合金材料。尽管硬质合金耐磨性较好，但其配对静环或推力瓦材料的摩擦磨损问题，已经成为制约整个核主泵系统寿命和可靠性的瓶颈；国内引进的AP1000第三代核电站在调试阶段，主泵中水润滑轴承频繁出现推力瓦严重磨损问题甚至出现烧瓦现象，导致整个主泵系统无法投入使用。这自然就对硬质合金表面粗糙度提出了很高要求，较低的表面粗糙度不仅会大幅减小配对环的摩擦磨损；同时能够改善硬质合金表面的润湿性进而改善界面的润滑性能和摩擦状态，因此硬质合金表面研磨抛光技术至关重要。

然而关于硬质合金研磨抛光工艺的发明专利较少，目前尚未形成一套规范的工艺标准，国内各个工厂均是采用自己摸索出的工艺流程，但基本是采用进口的金刚石研磨液，在黄铜盘上利用不同粒度的研磨液进行粗研、精研以及抛光整个过程，硬质合金表面也能达到镜面要求，表面粗糙度在数十纳米量级，但是表面会存在较多肉眼可观测的划痕，摩擦磨损实验表明表面划痕会恶化配对材料的磨损，表面划痕正是研磨抛光工艺最为难解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，并且有利于形成行业规范，本发明的目的在于提供一种硬质合金研磨抛光方法，能够快速有效地使得硬质合金在微观上表面粗糙度达到5nm以下的镜面水平，并且表面无明显肉眼可观测的划痕，同时能够保证宏观上硬质合金表面平面度在1μm以下。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种硬质合金研磨抛光工艺，包括研磨液的配制、研磨抛光运行参数的选取以及抛光布的选择等，具体步骤为：

步骤1：研磨抛光液的配制：使用一针管国产7μm金刚石研磨膏，5g-6g，利用去离子水配制成质量分数为1％的金刚石研磨液，搅拌10分钟，使得研磨液分散均匀；

步骤2：研磨过程：利用标准的沿径向开有均匀沟槽的黄铜盘，将硬质合金试件平放其上，并置于修正轮内，需施加重块，保证试件运行过程平稳研磨，要求重块质量使得试件表面比压达到17-20kPa；黄铜盘外径线速度为0.75m/s；每隔30秒加入10mL上述配制的研磨液，研磨时间为3分钟。

步骤3：抛光过程：将呢绒抛光布粘于抛光机旋转盘上，旋转盘材质不做要求，将上述研磨好的硬质合金试件进行抛光，运行参数、施加重物以及加液频率均与步骤2相同，抛光时间为7分钟。

本发明采用了最小的成本并且能够快速有效地同时保证硬质合金试件宏观平面度以及微观粗糙度的双重要求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

针对内径38mm，外径54mm的硬质合金机械密封环在具体研磨抛光方法中具体步骤如下：

(1)使用一针管国产7μm金刚石研磨膏，为5g，利用去离子水配制成质量分数为1％的金刚石研磨液，搅拌10分钟，使得研磨液分散均匀；

(2)利用国产研磨机，黄铜盘外径为500mm，并且沿径向开有均匀的沟槽，将硬质合金试件平放其上，并置于修正轮内，施加2kg重块，保证试件运行过程平稳研磨；研磨过程转速调节为15r/min；每隔30秒加入一针管10mL上述配制的研磨液，研磨时间为3分钟；

(3)在粘有呢绒抛光布的抛光机上进行抛光，运行参数、施加重物以及加液频率等要求均与步骤2相同，抛光时间为7分钟。

(4)检验：清洗试件表面，利用三坐标测量仪检验表面平面度、利用三维白光干涉仪检验表面粗糙度，验证本发明方法的可行性。

Claims (1)

1.一种硬质合金研磨抛光方法，其特征在于：包括研磨液的配制、研磨抛光运行参数的选取以及抛光布的选择，具体步骤为：

步骤1：研磨抛光液的配制：使用一针管国产7μm金刚石研磨膏5g-6g，利用去离子水配制成质量分数为1％的金刚石研磨液，搅拌10分钟，使得研磨液分散均匀；

步骤2：研磨过程：利用标准的沿径向开有均匀沟槽的黄铜盘，将硬质合金试件平放其上，并置于修正轮内，需施加重块，保证试件运行过程平稳研磨，要求重块质量使得试件表面比压达到17-20kPa；黄铜盘外径线速度为0.75m/s；每隔30秒加入10mL上述配制的研磨液，研磨时间为3分钟；

步骤3：抛光过程：将呢绒抛光布粘于抛光机旋转盘上，旋转盘材质不做要求，将上述研磨好的硬质合金试件进行抛光，运行参数、施加重物以及加液频率均与步骤2相同，抛光时间为7分钟。