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关于碳化硅新宠-铈碳化硅,你了解多少?

爱锐网2020-06-28 11:58:17

铈碳化硅是我国独创的在碳化硅结晶内添加微量CeO2的新型碳化硅磨料(代号TS ) ,其外观和绿碳化硅相似,显微硬度为3703kg/mm 2,高于绿碳化硅;单颗粒(46#)抗压强度为7070kg/cm2,比绿碳化硅(45#)的4420kg/cm2提高60%;韧性为75%,比绿碳化硅的50%提高50%;研磨能力也略高于绿碳化硅。

同样工艺方法加工出来的铈碳化硅和绿碳化硅砂进行比较,铈碳化硅砂中的等积形颗粒要比绿碳化硅砂中的多(见图1)。




大型光谱仪、X光衍射仪以及扫描电镜的分析结果都证实,稀土元素铈( Ce)进入到了碳化硅晶体里面,其存在状态多为CeO2 和Ce2O2 等,并有极微量的铈的碳化物和硅化物,它们是在碳化硅的晶体生成与长大过程中掺杂进去的,并且有偏聚现象(见图2)。



工艺过程中还可以清楚地看到:在结晶筒内部有半固熔合金状以及晶须状物出现,它们经X光衍射仪鉴别为 β-SiC,这在黑、绿碳化硅炉上是看不到的。特别是半固熔合金状的 β-SiC,不但出现在低温区(1.700-2000°C),而且在2000°C以上的高温区甚至靠近炉芯的高温区也有出现(一般情况下,碳化硅由 β一型转变为α-型的温度极限为2000°C),这说明稀土元素铈对碳化硅结晶的形成有明显的影响.


由于铈碳化硅的物理性能有了变化,故其磨削效果也得到了改善。经过一些使用单位大批量使用证明:磨削钛合金时,铈碳化硅与绿碳化硅相比,砂轮耐用度提高一至二倍,切削效率约提高一倍,磨削火花小,工人可不戴墨镜。


磨削GH132等镍铬基高温合金时,切削效率和耐用度均比白刚玉砂轮提高一倍以上,比绿碳化硅效果更好。磨削铸铁时,当进刀量为。0.01mm时,砂轮耐用度比绿碳化硅提高18.9%,磨削比提高9.6%;当进刀量为0.02mm时,砂轮耐用度提高27.4%,磨削比提高74.1%。


由此可以看出:用铈碳化硅砂轮磨削铸铁进刀量大时效果比绿碳化硅提高得更显著。磨削硬质合金和水磨石的效果和绿碳化硅相近。磨削Co5Si、M2A1、B201、5F一6等难磨高速钢,其效果和单晶刚玉相近似。


由于铈碳化硅是在炉料中不加食盐而添加微量氧化铈制炼出来的色泽和绿色碳化硅相近似的新型碳化硅磨料,其工艺有许多优点,如:


减少设备腐蚀,提高热能利用率,提高炉产量,降低电耗,降低成本等等。


综合260个炉次的统计表明:


与相同原料及炉子的绿碳化硅炉比较,单位炉产量提高10-17%,单位电耗下降10-15%,单位成本下降2-7%,如果把减缓设备腐蚀以及减少设备维修这笔账计算在内,成本下降幅度将更大些。


免责声明:本文整理自高成喜的《新型碳化硅一铈碳化硅简介》,其原创性以及文中表达的观点和判断不代表爱锐网,爱锐网本着传播知识、有益学习和研究的目的进行摘录,仅供读者参考交流,如有著作权人或出版方提出异议,将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。




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