CN107793157B - 一种立方碳化硅超精油石的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种立方碳化硅超精油石的制备方法，该方法为：步骤一、将立方碳化硅微粉和白刚玉混合均匀后得到磨料；二、将硼玻璃粉、钾长石粉、滑石粉和成孔剂加到磨料中，混合均匀后得到混合料；三、对混合料进行混料，然后过筛，得到过筛料；四、将有机黏结剂加到过筛料中，混合均匀后得到湿料；五、碾压湿料，然后依次过40目和60目筛，得到筛下物，再置于模具中压制成型，得到油石湿坯；六、干燥、烧结油石湿坯后经渗硫处理，得到立方碳化硅超精油石。本发明能够获得满足超精加工要求的超精油石，拉丝过程中不断丝，拉丝效果好，且超精油石不粘铁，轴承合套后分贝值在18dB以下，能够用于高精密器件和设备的高精度超精加工。

Description

一种立方碳化硅超精油石的制备方法
技术领域
本发明属于超精加工技术领域，具体是一种立方碳化硅超精油石的制备方法。
背景技术
超精加工技术作为可以提供高精度的精加工技术，已广泛应用于轴承沟道超精加工、高精密仪器和设备加工等领域。超精加工是在用细粒度磨料的油石，以低压、快而短促的往复摆动作用于旋转的轴承上，在润滑油的作用下所进行的一种立方碳化硅超精油石的制备方法低温切削机械加工。采用油石超精研磨代替对轴承内、外沟道的抛光，是提高轴承精度、降低噪音、提高光洁度、提高表面粗糙度等级、延长寿命的有效措施之一。目前国内使用的油石主要是刚玉油石、金刚石油石、立方氮化硼油石。耐磨、超精密加工、拉丝效果好的油石基本依赖进口。在超精油石的制备及使用中，良好的硬度是满足超精加工效果的重要保证。而目前使用的刚玉油石因白刚玉原料特点导致切削能力不足，损耗率大、拉丝效果不好，无法满足超精密加工的要求；金刚石油石、立方氮化硼油石因原料价格过高，无法大量使用，市场需求量小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种立方碳化硅超精油石的制备方法。该制备方法能够获得满足超精加工要求的超精油石，超精加工时工件去除尺寸为8μm～15μm，满足超精加工的要求，而且拉丝过程中不断丝，拉丝效果好，且超精油石不粘铁，经本发明超精油石精加工后的轴承合套后分贝值在18dB以下，能很好地应用于轴承、高精密器件和设备的高精度超精加工。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将立方碳化硅微粉和白刚玉混合均匀后得到磨料；所述立方碳化硅微粉和白刚玉的粒度均不大于28μm，所述磨料中立方碳化硅微粉的质量含量为70％～90％；
步骤二、将硼玻璃粉、钾长石粉、滑石粉和成孔剂加到步骤一中得到的磨料中，混合均匀后得到混合料；所述硼玻璃粉、钾长石粉、滑石粉的粒度均不大于28μm，所述硼玻璃粉的加入量为所述磨料质量的5％～20％，钾长石粉的加入量为所述磨料质量的0～20％，滑石粉的加入量为所述磨料质量的5％，所述成孔剂的加入量为所述磨料质量的10％；
步骤三、对步骤二中得到的混合料进行3h的混料，然后过两遍160目筛，得到过筛料；
步骤四、将液态的有机黏结剂加到步骤三中得到的过筛料中，混合均匀后得到湿料；
步骤五、将步骤四中得到的湿料碾压15min，然后依次过40目和60目筛，得到筛下物，再将所述筛下物置于模具中压制成型，得到立方碳化硅超精油石湿坯；
步骤六、干燥步骤五中得到的立方碳化硅超精油石湿坯，然后置于烧结处理炉中进行烧结处理，得到立方碳化硅超精油石半成品，最后所述立方碳化硅超精油石半成品经渗硫处理后得到立方碳化硅超精油石成品。
本发明选用立方碳化硅微粉作为主磨料，白刚玉为次磨料，选用的立方碳化硅为面心立方结构，具有与金刚石相同的晶体结构，晶格常数为0.43nm，莫氏硬度为9.5～9.6，其硬度介于氧化铝(莫氏硬度为9.0)和金刚石(莫氏硬度为10.0)之间。与氧化铝相比，立方碳化硅的硬度较大，切削能力大，超精加工速度更快，在同样粒度的情况可获得高精度的超精加工效果，拉丝纹路清晰；与金刚石相比，虽然硬度较低，但由于其类球形的颗粒形貌，在磨抛过程中会减少磨料粒子对工件表面的划伤，降低产品的表面粗糙度，而且耐高温、化学性质稳定，特别适合于高精密超精研、抛光加工领域。并且目前市场价格不足金刚石的五分之一，性价比高，是制备超精油石的理想原料。步骤二中选用硼玻璃粉作为磨料结合剂，或者硼玻璃粉和钾长石粉一起作为磨料结合剂，在烧结过程中可以形成液相结合剂桥，将磨粒(立方碳化硅微粉、白刚玉)结合在一起，可提高超精油石的致密度；选用成孔剂的主要作用是挥发成孔，使得油石具有一定的气孔率，使超精油石在磨削过程中具有容削、排削、增强散热以及冷却的作用。步骤四中通过加入液态的有机黏结剂润湿混料，使得原料可以成球但不过于湿润，使其具有一定的粘度，容易压制成型，形成湿坯，方便移动进行后续的干燥、烧结。步骤六中压制形成的超精油石湿坯要先进行干燥处理，可提高湿坯的强度，防止超精油石湿坯在置于烧结炉的过程中发生损坏，并且也可防止在烧结处理过程中湿坯中的水分蒸发过快，减低超精油石的强度性能。本发明中选用的粒度均不大于28μm的立方碳化硅微粉、白刚玉、硼玻璃粉、钾长石粉和滑石粉，有利于形成致密度高的超精油石，满足超精加工的要求，而且拉丝过程中不断丝，拉丝效果好，且超精油石不粘铁，经本发明超精油石精加工后的轴承合套后分贝值在18dB以下，能很好地应用于轴承、高精密器件和设备的高精度超精加工。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤二中所述成孔剂为精萘、核桃壳粉或DMT细粉，所述精萘的粒度为28μm，所述核桃壳粉和DMT细粉的粒度为200目；本发明采用的成孔剂都是在烧结处理后无残留成分的成孔剂，基本完全挥发，尤其选用DMT细粉为成孔剂时，在低温烧结阶段便可挥发掉，形成气孔，促进了液相结合剂的流动，增强了磨粒与结合剂之间的强度，使超精油石具有更好的致密度。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤四中所述有机黏结剂为质量浓度为25％的糖水，所述糖水由白砂糖溶解在水中制成，白砂糖作为生活中的常用品，原料易得，黏结效果好。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤四中所述有机黏结剂的加入量为步骤一中所述磨料的质量的10％，该加入量是刚好润湿混料，易于后续压制成型，如果加入量少于10％，压制成型效果不好，易碎；如果加入量超过10％，混料湿度过大，压制后混料易于粘在压制模具的内壁，不易拿起，从而导致油石表面的品质太差。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤五中所述压制成型的过程为：通过100吨的压机在压力为0～5MPa的条件下压制5s～10s。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤六中所述干燥的温度为70℃，时间为4h，在条件下进行干燥，能够使压制成坯的湿坯中的水分缓慢的挥发掉，防止干燥速度过快，坯料会产生宏观或者微观的裂痕，影响最后制备的超精油石的强度。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤六中所述立方碳化硅超精油石湿坯的烧结处理的过程包括以下步骤：
步骤601、升温过程：所述立方碳化硅超精油石湿坯置于烧结处理炉中后敞开烧结处理炉的炉门，以1℃/min的升温速率升温至200℃后保温1h，继续以1℃/min的升温速率升温至300℃后保温2h，再继续以1℃/min的升温速率升温至600℃后保温1h，其中当温度到达550℃时关闭烧结处理炉的炉门，最后以1.5℃/min的升温速率升温至850℃～980℃后保温2h；
步骤602、降温过程：步骤601中升温过程结束后，以2℃/min的降温速率降温至500℃后保温0.5h，再继续以2℃/min的降温速率降温至室温，得到立方碳化硅超精油石半成品。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤六中所述立方碳化硅超精油石半成品的抗折强度为20MPa～30MPa，洛氏硬度为50HRB～70HRB，密度为1.7g/cm3～2.5g/cm3，气孔率30％～38％。
本发明采用低温无压烧结处理干燥后的超精油石湿坯，该过程具有绿色环保、节约能源，降低成本等优点。采用梯度升温过程，先敞开烧结炉的炉门升温至550℃才闭关炉门，这是因为，在550℃之间的升温过程中要使坯料中的成孔剂挥发掉，成孔剂一般以二氧化碳和水蒸汽挥发掉，保证在氧化气氛中反应，如果不敞开炉门，则挥发二氧化碳和水蒸汽会影响炉内的压强，进一步影响超精油石的磨料直接的粘结性从而影响超精油石的品质，而且磨料之间的粘结过程需要缓慢的升温和降温过程才能得到高品质的超精油石。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤六中所述渗硫处理的过程为：将烧结处理后得到的油石半成品和硫磺分别放在渗硫机的油石缸体和硫磺缸体，渗硫机经0.5h升温至120℃，保温2h，硫磺融化成液体硫磺，再对油石缸体抽真空至真空度达到6kPa，打开渗硫机的中间阀，液体硫磺从硫磺缸体流到油石缸体，使硫磺浸没油石粗品，浸没渗硫的时间6h，然后对硫磺缸体抽真空至真空度达到6kPa时，打开油石缸体的泄气阀，使之达到常压，再打开渗硫机中间阀，液体硫磺从油石缸体回到原缸体，渗硫结束，得到立方碳化硅超精油石。
上述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤二中所述钾长石粉的加入量为所述磨料质量的9％～20％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明选用立方碳化硅微粉作为主磨料，白刚玉为次磨料，选用的立方碳化硅为面心立方结构，具有与金刚石相同的晶体结构，晶格常数为0.43nm，莫氏硬度为9.5～9.6，其硬度介于氧化铝(莫氏硬度为9.0)和金刚石(莫氏硬度为10.0)之间。与氧化铝相比，立方碳化硅的硬度较大，切削能力大，超精加工速度更快，在同样粒度的情况可获得高精度的超精加工效果，拉丝纹路清晰；与金刚石相比，虽然硬度较低，但由于其类球形的颗粒形貌，在磨抛过程中会减少磨料粒子对工件表面的划伤，降低产品的表面粗糙度，而且耐高温、化学性质稳定，特别适合于高精密超精研、抛光加工领域。并且目前市场价格不足金刚石的五分之一，性价比高，是制备超精油石的理想原料。
2、本发明的超精油石中采用成孔剂，加入成孔剂的主要作用是，在烧结过程中，挥发掉形成油石中的气孔。超精油石在磨削过程中，要求具有一定的气孔率，防止油石粘铁，同时本发明选用的成孔剂为精萘、核桃壳粉或DMT细粉(DMT：对苯二甲酸二甲酯)，低温烧结后成孔剂基本挥发，尤其选用的成孔剂为DMT细粉时，由于DMT具有易挥发、低熔点的特性，在低温烧结阶段便可挥发掉，形成气孔，促进了液相结合剂的流动，增强了磨粒与结合剂之间的强度，时超精油石更加致密。
3.本发明步骤二中添加的硼玻璃粉和钾长石粉，在烧结过程中形成液相结合剂桥，将磨粒结合在一起，可提高超精油石的致密度，本发明通过加入液态的有机黏结剂将制备混料润湿，使得原料可以成球但不过于湿润，使其具有一定的粘度，容易压制成型。
4、本发明压制形成的超精油石湿坯进行干燥处理，可提高湿坯的强度，防止超精油石湿坯在搬运过程的损坏，且可防止在烧结处理过程中湿坯中的水分蒸发过快，影响油石的性能。
5、本发明选用低温无压烧结处理干燥后的超精油石湿坯，具有绿色环保、节约能源，降低成本等优点。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1步骤六中经烧结处理后得到立方碳化硅超精油石半成品的光学照片。
图2为本发明实施例1制备的立方碳化硅超精油石的X衍射图谱。
图3为通过本发明实施例1制备的立方碳化硅超精油石进行超精加工试验后的轴承的光学显微图。
图4为本发明实施例1制备的立方碳化硅超精油石的SEM图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将立方碳化硅微粉和白刚玉混合均匀得到磨料；立方碳化硅微粉和白刚玉的粒度均不大于28μm，所述磨料中立方碳化硅微粉的质量含量为90％；
步骤二、将硼玻璃粉与钾长石粉、滑石粉和有机成孔剂加到步骤一的所述磨料中混合均匀，得到混合料；所述硼玻璃粉的加入量为所述磨料质量的6％，钾长石粉的粒度不大于28μm，钾长石粉的加入量为所述磨料质量的20％，滑石粉的加入量为所述磨料质量的5％，成孔剂的加入量为所述磨料质量的10％，所述成孔剂为粒度为200目的DMT细粉；
步骤三、通过混料机对步骤二中得到的混合料进行3h的混料，然后过两遍160目筛，得到过筛料；
步骤四、将液态的有机黏结剂加到步骤三中得到的过筛料中，混合均匀后得到湿料；所述有机黏结剂的加入量为步骤一中所述磨料的质量的10％，所述有机黏结剂为质量浓度为25％的糖水，所述糖水由食用白砂糖溶解在水中制成；
步骤五、将步骤四中得到的湿料置于碾压机中，碾压15min，然后依次过40目筛和60目筛，得到筛下物，再将所述筛下物置于立方体的不锈钢模具中采用100吨的压机，在压力为5MPa的条件下压制10s，得到立方形的立方碳化硅超精油石湿坯；
步骤六、在温度为70℃条件下将步骤五中得到的立方碳化硅超精油石湿坯干燥4h，然后置于烧结处理炉中进行烧结处理，得到立方碳化硅超精油石半成品，最后经渗硫处理后得到立方碳化硅超精油石。
本实施例中，步骤六中所述立方碳化硅超精油石湿坯的烧结处理的过程包括以下步骤：
步骤601、升温过程：所述立方碳化硅超精油石湿坯置于烧结处理炉中并敞开烧结处理炉的炉门，以1℃/min的升温速率升温至200℃后保温1h，继续以1℃/min的升温速率升温至300℃后保温2h，再继续以1℃/min的升温速率升温至600℃后保温1h，其中当温度到达550℃时关闭烧结处理炉的炉门，最后以1.5℃/min的升温速率升温至910℃后保温2h；
步骤602、降温过程：步骤601中升温过程结束后，以2℃/min的降温速率降温至500℃后保温0.5h，再继续以2℃/min的降温速率降温至室温。
经检测，本实施例制备的立方碳化硅超精油石半成品的抗折强度为30MPa，洛氏硬度为70HRB，密度为2.5g/cm3，气孔率30％。图1为本实施例的步骤六中经烧结处理后的超精油石半成品：从图上可以看出该超精油石半成品的硬度均匀，无变形，表面无黑心、无铁红，属合格半成品。
图2为本实施例制备的立方碳化硅超精油石半成品XRD衍射分析，说明β-SiC与结合剂、成孔剂等原料反应，得到理想的合格的油石半成品；图3为本实施例制备的立方碳化硅超精油石加工过后的轴承内沟道电镜图，经本实施例制备的立方碳化硅超精油石超精磨削的轴承，轴承的加工精度满足要求，拉丝纹路好且无断丝现象，并且拉丝颜色漂亮，且立方碳化硅超精油石不粘铁。通过本实施例制备的立方碳化硅超精油石加工后的轴承组套后，轴承运转过程中产生的声音分贝值在18dB以下，满足要求；图4为本实施例制备的立方碳化硅超精油石的SEM图，可以看到油石内部作为结合剂的硼玻璃粉与钾长石粉形成结合剂桥，将立方碳化硅微粉和白刚玉结合在一起，同时结合剂周围的成孔剂挥发掉形成气孔以及结合剂桥之间中形成的空隙。
对本实施例制备的立方碳化硅超精油石进行按规格切条后，进行轴承超精加工试验，试验结果表明：本实施例制备的立方碳化硅超精油石满足了轴承加工切削余量的要求，且耐用性达到15h，本实施例制备的立方碳化硅超精油石在超精加工过程中形成的拉丝纹路效果好、拉丝颜色漂亮，无断丝现象，且超精油石不粘铁，加工后的轴承组套后，轴承运转过程中产生的声音分贝值在18dB以下，满足要求。
实施例2
本实施例的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将立方碳化硅微粉和白刚玉混合均匀得到磨料；立方碳化硅微粉和白刚玉的粒度均不大于28μm，所述磨料中立方碳化硅微粉的质量含量为70％；
步骤二、将硼玻璃粉、滑石粉和成孔剂加到步骤一的所述磨料中混合均匀，得到混合料；所述硼玻璃粉的加入量为所述磨料质量的17％，滑石粉的加入量为所述磨料质量的5％，成孔剂的加入量为所述磨料质量的10％，所述成孔剂为粒度为200目的核桃壳粉；
步骤三、通过混料机对步骤二中得到的混合料进行3h的混料，然后过两遍160目筛，得到过筛料；
步骤四、将液态的有机黏结剂加到步骤三中得到的过筛料中，混合均匀后得到湿料；所述有机黏结剂的加入量为步骤一中所述磨料的质量的10％，所述有机黏结剂为质量浓度为25％的糖水，所述糖水由食用白砂糖溶解在水中制成；
步骤五、将步骤四中得到的湿料置于碾压机中，碾压18min，然后依次过40目筛和60目筛，得到筛下物，再将所述筛下物置于立方体的不锈钢模具中采用100吨的压机，在压力为5MPa的条件下压制8s，得到油石湿坯；
步骤六、在温度为70℃条件下将步骤五中得到的立方碳化硅超精油石湿坯干燥4h，然后置于烧结处理炉中进行烧结处理，得到立方碳化硅超精油石半成品，最后经渗硫处理后得到立方碳化硅超精油石。
本实施例中，步骤六中所述立方碳化硅超精油石湿坯的烧结处理的过程包括以下步骤：
步骤601、升温过程：所述立方碳化硅超精油石湿坯置于烧结处理炉中后敞开烧结处理炉的炉门，以1℃/min的升温速率升温至200℃后保温1h，继续以1℃/min的升温速率升温至300℃后保温2h，再继续以1℃/min的升温速率升温至600℃后保温1h，其中当温度到达550℃时关闭烧结处理炉的炉门，最后以1.5℃/min的升温速率升温至980℃后保温2h；
步骤602、降温过程：步骤601中升温过程结束后，以2℃/min的降温速率降温至500℃后保温0.5h，再继续以2℃/min的降温速率降温至室温。
经检测，本实施例制备的立方碳化硅超精油石半成品的的抗折强度为25.6MPa，洛氏硬度为55HRB，密度为1.68g/cm3，气孔36.7％。本实施例制备的立方碳化硅超精油石的硬度均匀，无变形，表面无黑心、无铁红，属合格半成品。
对本实施例制备的立方碳化硅超精油石进行按规格切条后，进行轴承超精加工试验，试验结果表明：本实施例制备的立方碳化硅超精油石满足了轴承加工切削余量的要求，且耐用性达到9h，本实施例制备的立方碳化硅超精油石在超精加工过程中形成的拉丝纹路效果好、拉丝颜色漂亮，无断丝现象，且超精油石不粘铁，加工后的轴承组套后，轴承运转过程中产生的声音分贝值在18dB以下，满足要求。
实施例3
本实施例的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将立方碳化硅微粉和白刚玉混合均匀得到磨料；立方碳化硅微粉和白刚玉的粒度均不大于28μm，所述磨料中立方碳化硅微粉的质量含量为80％；
步骤二、将硼玻璃粉、钾长石粉、滑石粉和成孔剂加到步骤一的所述磨料中混合均匀，得到混合料；所述硼玻璃粉的加入量为所述磨料质量的9％，钾长石粉的粒度不大于28μm，钾长石粉的加入量为所述磨料质量的9％，滑石粉的加入量为所述磨料质量的5％，成孔剂的加入量为所述磨料质量的10％，所述成孔剂为精萘；
步骤三、通过混料机对步骤二中得到的混合料进行3h的混料，然后过两遍160目筛，得到过筛料；
步骤四、将液态的有机黏结剂加到步骤三中得到的过筛料中，混合均匀后得到湿料；所述有机黏结剂的加入量为步骤一中所述磨料的质量的10％，所述有机黏结剂为质量浓度为25％的糖水，所述糖水由食用白砂糖溶解在水中制成；
步骤五、将步骤四中得到的湿料置于碾压机中，碾压15min，然后依次过40目筛和60目筛，得到筛下物，再将所述筛下物置于立方体的不锈钢模具中采用100吨的压机，在压力为5MPa的条件下压制5s，得到油石湿坯；
步骤六、在温度为70℃条件下将步骤五中得到的立方碳化硅超精油石湿坯干燥4h，然后置于烧结处理炉中进行烧结处理，得到立方碳化硅超精油石半成品，最后经渗硫处理后得到立方碳化硅超精油石。
本实施例中，步骤六中所述立方碳化硅超精油石湿坯的烧结处理的过程包括以下步骤：
步骤601、升温过程：所述立方碳化硅超精油石湿坯置于烧结处理炉中后敞开烧结处理炉的炉门，以1℃/min的升温速率升温至200℃后保温1h，继续以1℃/min的升温速率升温至300℃后保温2h，再继续以1℃/min的升温速率升温至600℃后保温1h，其中当温度到达550℃时关闭烧结处理炉的炉门，最后以1.5℃/min的升温速率升温至1000℃后保温2h；
步骤602、降温过程：步骤601中升温过程结束后，以2℃/min的降温速率降温至500℃后保温0.5h，再继续以2℃/min的降温速率降温至室温。
经检测，本实施例制备的立方碳化硅超精油石半成品的抗折强度为23.8MPa，洛氏硬度为50HRB，密度为1.57g/cm3，气孔38％。本实施例制备的立方碳化硅超精油石的硬度均匀，无变形，表面无黑心、无铁红，属合格半成品。
对本实施例制备的立方碳化硅超精油石进行按规格切条后，进行轴承超精加工试验，试验结果表明：本实施例制备的立方碳化硅超精油石满足了轴承加工切削余量的要求，且耐用性达到7.5h，本实施例制备的立方碳化硅超精油石在超精加工过程中形成的拉丝纹路效果好、拉丝颜色漂亮，无断丝现象，且超精油石不粘铁，加工后的轴承组套后，轴承运转过程中产生的声音分贝值在18dB以下，满足要求。
实施例4
本实施例的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将立方碳化硅微粉和白刚玉混合均匀得到磨料；立方碳化硅微粉和白刚玉的粒度均不大于28μm，所述磨料中立方碳化硅微粉的质量含量为90％；
步骤二、将硼玻璃粉、钾长石粉、滑石粉和成孔剂加到步骤一的所述磨料中混合均匀，得到混合料；所述硼玻璃粉的加入量为所述磨料质量的13％，钾长石粉的粒度不大于28μm，钾长石粉的加入量为所述磨料质量的11％，滑石粉的加入量为所述磨料质量的5％，成孔剂的加入量为所述磨料质量的10％，所述成孔剂为粒度为200目的DMT细粉；
步骤三、通过混料机对步骤二中得到的混合料进行3h的混料，然后过两遍160目筛，得到过筛料；
步骤四、将液态的有机黏结剂加到步骤三中得到的过筛料中，混合均匀后得到湿料；所述有机黏结剂的加入量为步骤一中所述磨料的质量的10％，所述有机黏结剂为质量浓度为25％的糖水，所述糖水由食用白砂糖溶解在水中制成；
步骤五、将步骤四中得到的湿料置于碾压机中，碾压20min，然后依次过40目筛和60目筛，得到筛下物，再将所述筛下物置于立方体的不锈钢模具中采用100吨的压机压制8s，得到立方碳化硅超精油石湿坯；所述立方碳化硅超精油石湿坯的长度、宽度和高度为120mm、50mm和14mm；
步骤六、在温度为70℃条件下将步骤五中得到的立方碳化硅超精油石湿坯干燥4h，然后置于烧结处理炉中进行烧结处理，得到立方碳化硅超精油石半成品，最后经渗硫处理后得到立方碳化硅超精油石。
本实施例中，步骤六中所述立方碳化硅超精油石湿坯的烧结处理的过程包括以下步骤：
步骤601、升温过程：所述立方碳化硅超精油石湿坯置于烧结处理炉中后敞开烧结处理炉的炉门，以1℃/min的升温速率升温至200℃后保温1h，继续以1℃/min的升温速率升温至300℃后保温2h，再继续以1℃/min的升温速率升温至600℃后保温1h，其中当温度到达550℃时关闭烧结处理炉的炉门，最后以1.5℃/min的升温速率升温至880℃后保温2h；
步骤602、降温过程：步骤601中升温过程结束后，以2℃/min的降温速率降温至500℃后保温0.5h，再继续以2℃/min的降温速率降温至室温。
经检测，本实施例制备的立方碳化硅超精油石半成品的抗折强度为20MPa，洛氏硬度为53HRB，密度为1.73g/cm3，气孔32.6％。本实施例制备的立方碳化硅超精油石的硬度均匀，无变形，表面无黑心、无铁红，属合格半成品。
对本实施例制备的立方碳化硅超精油石进行按规格切条后，进行轴承超精加工试验，试验结果表明：本实施例制备的立方碳化硅超精油石满足了轴承加工切削余量的要求，且耐用性达到8.5h，本实施例制备的立方碳化硅超精油石在超精加工过程中形成的拉丝纹路效果好、拉丝颜色漂亮，无断丝现象，且超精油石不粘铁，加工后的轴承组套后，轴承运转过程中产生的声音分贝值在18dB以下，满足要求。
本发明实施例1～实施例4中，步骤六中所述渗硫处理的过程均为：将烧结处理后得到的油石半成品和硫磺分别放在渗硫机的油石缸体和硫磺缸体，渗硫机经0.5h升温至120℃，保温2h，硫磺融化成液体硫磺，再对油石缸体抽真空至真空度达到6kPa，打开渗硫机的中间阀，液体硫磺从硫磺缸体流到油石缸体，使硫磺浸没油石粗品，浸没渗硫的时间6h，然后对硫磺缸体抽真空至真空度达到6kPa时，打开油石缸体的泄气阀，使之达到常压，再打开渗硫机中间阀，液体硫磺从油石缸体回到原缸体，渗硫结束，得到立方碳化硅超精油石。所述渗硫机由江苏镇江扬中砂轮设备研发中心生产，型号为SL-3。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将立方碳化硅微粉和白刚玉混合均匀后得到磨料；所述立方碳化硅微粉和白刚玉的粒度均不大于28μm，所述磨料中立方碳化硅微粉的质量含量为70％～90％；
步骤二、将硼玻璃粉、钾长石粉、滑石粉和成孔剂加到步骤一中得到的磨料中，混合均匀后得到混合料；所述硼玻璃粉、钾长石粉、滑石粉的粒度均不大于28μm，所述硼玻璃粉的加入量为所述磨料质量的5％～20％，钾长石粉的加入量为所述磨料质量的0～20％，滑石粉的加入量为所述磨料质量的5％，所述成孔剂的加入量为所述磨料质量的10％；
步骤三、对步骤二中得到的混合料进行3h的混料，然后过两遍160目筛，得到过筛料；
步骤四、将液态的有机黏结剂加到步骤三中得到的过筛料中，混合均匀后得到湿料；
步骤五、将步骤四中得到的湿料碾压15min，然后依次过40目和60目筛，得到筛下物，再将所述筛下物置于模具中压制成型，得到立方碳化硅超精油石湿坯；
步骤六、干燥步骤五中得到的立方碳化硅超精油石湿坯，然后置于烧结处理炉中进行烧结处理，得到立方碳化硅超精油石半成品，最后所述立方碳化硅超精油石半成品经渗硫处理后得到立方碳化硅超精油石成品；
所述立方碳化硅超精油石湿坯的烧结处理的过程包括以下步骤：
步骤601、升温过程：所述立方碳化硅超精油石湿坯置于烧结处理炉中后敞开烧结处理炉的炉门，以1℃/min的升温速率升温至200℃后保温1h，继续以1℃/min的升温速率升温至300℃后保温2h，再继续以1℃/min的升温速率升温至600℃后保温1h，其中当温度到达550℃时关闭烧结处理炉的炉门，最后以1.5℃/min的升温速率升温至850℃～1000℃后保温2h；
步骤602、降温过程：步骤601中升温过程结束后，以2℃/min的降温速率降温至500℃后保温0.5h，再继续以2℃/min的降温速率降温至室温，得到立方碳化硅超精油石半成品；
所述立方碳化硅超精油石半成品的抗折强度为20MPa～30MPa，洛氏硬度为50HRB～70HRB，密度为1.7g/cm3～2.5g/cm3，气孔率30％～38％。
2.根据权利要求1所述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤二中所述成孔剂为精萘、核桃壳粉或DMT细粉，所述精萘的粒度不大于28μm，所述核桃壳粉和DMT细粉的粒度为200目。
3.根据权利要求1所述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤四中所述有机黏结剂为质量浓度为25％的糖水，所述糖水由白砂糖溶解在水中制成。
4.根据权利要求1所述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤四中所述有机黏结剂的加入量为步骤一中所述磨料的质量的10％。
5.根据权利要求1所述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤五中所述压制成型的过程为：通过100吨的压机在压力为0～5MPa的条件下压制5s～10s。
6.根据权利要求1所述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤六中所述干燥的温度为70℃，时间为4h。
7.根据权利要求1所述的一种立方碳化硅超精油石的制备方法，其特征在于，步骤二中所述钾长石粉的加入量为所述磨料质量的9％～20％。
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