CN103357480A - 一种碳化硅切割刃料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化硅切割刃料的制备方法，包括制粉步骤，其中，所述制粉步骤包括如下操作：将碳化硅粒度砂送至雷蒙磨粉机的主磨机中进行研磨，得到细粉；利用雷蒙磨粉机的风机产生的气流将所述细粉送至雷蒙磨粉机的分级机中进行分选，得到粒度为4.8-13.5μm的碳化硅粉体。本发明所述碳化硅切割刃料的制备方法，工艺简单，能够制备得到粒径分布较窄的碳化硅粉体，而且产率较高。本发明还提供了由上述碳化硅切割刃料的制备方法得到的碳化硅切割刃料。

Description

一种碳化硅切割刃料及其制备方法

技术领域

本发明涉及切割、研磨材料领域，尤其涉及一种用来切割晶硅片的碳化硅切割刃料及其制备方法。

背景技术

碳化硅，俗称金刚砂，具有硬度高、抗高温性能好、热导率高、高温稳定性好等特性。碳化硅微粉是以碳化硅为原料，经破碎、分选等工艺生产而成的，主要用于制作精细砂轮、油石、砂布、砂带等精加工磨具，并被广泛用于机械零件、电子元件、石材加工等研磨抛光。

随着太阳能光伏产业的发展，作为传统磨料的碳化硅由于其自身的高强度、高硬度性能，被用作切割刃料来对太阳能单晶硅片和多晶硅片进行线切割。目前，国内的碳化硅切割刃料生产存在粉碎效果差，微粉粒径分布过宽以及产率低等问题。

因此，希望提供一种碳化硅微粉粒径分布适当，产率较高的碳化硅切割刃料的生产方法。

发明内容

为此，本发明提供一种至少能解决上述问题的至少一部分的新的碳化硅切割刃料的制备方法。

本发明提供了一种碳化硅切割刃料的制备方法，包括制粉步骤，其中，所述制粉步骤包括如下操作：将碳化硅粒度砂送至雷蒙磨粉机的主磨机中进行研磨，得到细粉；利用雷蒙磨粉机的风机产生的气流将所述细粉送至雷蒙磨粉机的分级机中进行分选，得到粒度为4.8-13.5μm的碳化硅粉体。

可选地，根据本发明的碳化硅切割刃料的制备方法，所述碳化硅粒度砂的粒度为0-50mm。

可选地，根据本发明的碳化硅切割刃料的制备方法，所述碳化硅粒度砂是将碳化硅块料经过粗破碎和细破碎后得到的。

可选地，根据本发明的碳化硅切割刃料的制备方法，所述粗破碎是在颚式破碎机中进行的。

可选地，本发明所述的碳化硅切割刃料的制备方法，所述细破碎是在反击破碎机中进行的。

可选地，根据本发明的碳化硅切割刃料的制备方法，将所述雷蒙磨粉机机的分级机分选得到的粒度小于4.8μm的碳化硅粉体回收以用来冶炼碳化硅。

可选地，根据本发明的碳化硅切割刃料的制备方法，所述碳化硅块料为纯度98.5%的绿碳化硅块料。

本发明还提供了由上述碳化硅切割刃料的制备方法得到的碳化硅切割刃料。

本发明所述碳化硅切割刃料的制备方法，工艺简单，能够制备得到粒径分布较窄的碳化硅粉体，而且产率较高。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述碳化硅切割刃料的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种碳化硅切割刃料的制备方法，包括制粉步骤，其中，所述制粉步骤包括如下操作：将碳化硅粒度砂送至雷蒙磨粉机的主磨机中进行研磨，得到细粉；利用雷蒙磨粉机的风机产生的气流将所述细粉送至雷蒙磨粉机的分级机中进行分选，得到粒度为4.8-13.5μm的碳化硅粉体。

本发明所述碳化硅切割刃料的制备方法中，所述碳化硅粒度砂的粒度为0-50mm。碳化硅粒度砂又称碳化硅砂，碳化硅分目砂，一般分为8#-320#，型号越大，粒度越细，大于320#一般称作碳化硅微粉，碳化硅粒度砂分为绿色和黑色两种，是理想的磨料，被广泛运用于磨料行业。本发明中所述碳化硅粒度砂是将碳化硅块料经过粗破碎和细破碎后得到的。

图1示出本发明所述碳化硅切割刃料的制备方法的流程示意图。如图1所示，首先将碳化硅块料进行破碎，然后进行制粉。破碎是将大块物料变成小块物料的过程。在这个过程中外力施加于被破碎的物料上，克服物料分子间的内聚力而将大块物料分裂成小块物料。为了得到制粉所需的粒径，对碳化硅料块先进行粗破碎，然后再进行细破碎。本发明的碳化硅切割刃料的制备方法中使用的碳化硅块料为纯度98.5%的绿碳化硅块料。

本发明中，采用颚式破碎机对碳化硅块料进行粗破碎。颚式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的中等粒度破碎，其工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔（工作腔）。鄂式破碎机工作时，活动鄂板对固定鄂板作周期性的往复运动，时而靠近，时而离开。当靠近时，物料在两鄂板间受到挤压、劈裂、冲击而被破碎；当离开时，已被破碎的物料靠重力作用而从排料口排出。

经过颚式破碎机破碎后的碳化硅粒度还无法满足磨粉的需求，还需对其进行细破碎处理。本发明中，采用反击破碎机进行细破碎。反击破碎机是一种利用冲击能来破碎物料的破碎机械。机器工作时，在电动机的带动下，转子高速旋转，物料进入板锤作用区时，与转子上的板锤撞击破碎，后又被抛向反击装置上再次破碎，然后又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新破碎，此过程重复进行，物料由大到小进入一、二、三反击腔重复进行破碎，直到物料被破碎至所需粒度，由出料口排出。调整反击架与转子之间的间隙可达到改变物料出料粒度和物料形状的目的。反击式破碎机能处理边长100-500毫米以下物料，具有破碎比大，破碎后物料呈立方体颗粒等优点，其排料粒度大小可以调节，破碎规格多样化。

经过细破碎后，筛选出粒径为0-50mm的碳化硅粒度砂，送至雷蒙磨粉机中进行磨粉以及分级处理。雷蒙磨粉机整机结构是由主磨机、风机、分级机和管道除尘系统组成，其中，主磨机由机架、进风蜗壳、铲刀、磨辊、磨环、罩壳组成。将碳化硅粒度砂从雷蒙磨粉机的进料口均匀的加入主磨机内，依靠悬挂在主磨机梅花架上的磨辊装置，由于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀铲起碳化硅粒度砂送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动而达到粉碎目的。碳化硅粒度砂经研磨后，得到粒度小于50μm的细粉。所述细粉随风机产生的气流被带入分级机进行分选，在分级轮的离心作用下，粒度大于13.5μm的碳化硅粉体颗粒落回主磨机内进行重新破碎，粒径为4.8-13.5μm的碳化硅粉体经出粉管排出，未经排出的粒径小于4.8μm细粉随气流经管道除尘系统排出。雷蒙磨粉机整机为立式结构，占地面积小，系统性强，在将碳化硅粒度砂进行磨粉后进行粒度分级。通过该制粉方式制得的粒径为4.8-13.5μm的碳化硅粉体产率可达65%。

本发明的碳化硅切割刃料的制备方法中，将上述雷蒙磨粉机分级得到的粒度小于4.8μm的碳化硅粉体回收，用来冶炼碳化硅。碳化硅冶炼生产主要是以石油焦、石英砂为原料，按照一定的配比混合后，装入卧式电阻炉中进行熔炼。高温下碳和二氧化硅发生化学反应，生成碳化硅和一氧化碳，一氧化碳在炉表面燃烧生成CO₂排放到大气中。将上述回收的碳化硅粉体作为冶炼原料进行碳化硅冶炼生产，每生产一顿碳化硅，可使石油焦用量由原来的1.45吨降低至1.05吨，石英砂用量由原来的1.75吨降低至1.3吨，大大降低了原料使用量；同时，还能使生产所需用电量降低2000度，大大降低了冶炼生产成本。

得到所述粒径为4.8-13.5μm的碳化硅粉体后，由于其中含有铁、碳以及硅等杂质，需对其进行除杂处理，除杂处理可采用常规的酸洗、碱洗等手段。通过酸洗，除去碳化硅粉体中的金属铁和氧化铁、也可除掉一部分的氧化钙、氧化镁、氧化铝和石墨。碱洗则能够除去碳化硅粉体颗粒表面的游离硅和二氧化硅，也可除去一部分的氧化铝和石墨。将所述除杂后的碳化硅粉体进行分级，经过分级后，即得到不同粒度的碳化硅粉体。分级可采用水分法或干分法。采用水分法时，将溢流分级或沉降分级得到的粉体进行脱水处理和烘干，得到碳化硅切割刃料；采用干分法时，将所述除杂的碳化硅粉体进行脱水和干燥处理，然后进行气流分级，得到碳化硅切割刃料。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (8)

1.一种碳化硅切割刃料的制备方法，包括制粉步骤，其中，所述制粉步骤包括如下操作：

将碳化硅粒度砂送至雷蒙磨粉机的主磨机中进行研磨，得到细粉；

利用雷蒙磨粉机的风机产生的气流将所述细粉送至雷蒙磨粉机的分级机中进行分选，得到粒度为4.8-13.5μm的碳化硅粉体。

2.根据权利要求1所述的碳化硅切割刃料的制备方法，其特征在于：所述碳化硅粒度砂的粒度为0-50mm。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅切割刃料的制备方法，其特征在于：所述碳化硅粒度砂是将碳化硅块料经过粗破碎和细破碎后得到的。

4.根据权利要求3所述的碳化硅切割刃料的制备方法，其特征在于：所述粗破碎是在颚式破碎机中进行的。

5.根据权利要求3所述的碳化硅切割刃料的制备方法，其特征在于：所述细破碎是在反击破碎机中进行的。

6.根据权利要求1所述的碳化硅切割刃料的制备方法，其特征在于：将所述雷蒙磨粉机的分级机分选得到的粒度小于4.8μm的碳化硅粉体回收以用来冶炼碳化硅。

7.根据权利要求3所述的碳化硅切割刃料的制备方法，其特征在于：所述碳化硅块料为纯度98.5%的绿碳化硅块料。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的碳化硅切割刃料的制备方法得到的碳化硅切割刃料。

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