立方碳化硅(β-SiC)属立方晶系,与金刚石、立方氮化硼(CBN)晶体结构一样,相对于普通碳化硅(α-SiC,黑硅、绿硅)的六方晶体结构,立方碳化硅硬度高,韧性大,切削力强,磨削效率和高。
由于立方碳化硅晶体的等轴结构特点决定了该类粉体具有比普通碳化硅好的自然球度,因而在精密研磨方面有更好的磨削和抛光效果。
早在六七十年代,国内当时的四砂、郑州三磨所都曾经对立方碳化硅的生产进行了研究。当时主要利用金属硅粉为原料,在碳管炉中冶炼成功。以往国内生产制造立 方碳化硅(β-SiC)还有一种方法,就是以冶炼普通碳化硅(α-SiC)时伴生副产品—立方碳化硅(β-SiC)形式出现的,多采用从普通碳化硅冶炼炉 上拣选并进一步加工和处理而得,这两种生产方法都有着共同的特点:批量小,纯度低。
从以往的研究文献中,立方碳化硅主要有以下几方面应用:
立方碳化硅研磨膏:立方碳化硅研磨膏切削能力强,抛光性能好,对不良的几何形状(如锥度超差、母线直线性超差等)有较好的纠正能力,研磨表面光洁度高,采用该研磨膏一次研磨合格率较原来采用的氧化铝研磨膏提高50%左右,且清洗效果良好。
轴承加工:
立方碳化硅(β-SiC)油石在套圈沟道超精研中显示了独特的优势,比刚玉加工光洁度高,R弧形状好;比绿硅切削力强,耐磨性好,它既保证了轴承沟曲率、精度,改善了波纹度,满足C、D、G级轴承光洁度要求,又使生产率成倍提高。
用立方碳化硅(β-SiC)磨削时,磨粒上较快形成小平面或内凹面,又由于立方碳化硅(β-SiC)晶粒表面固有光滑性,使之不易粘屑,所以在超精研和磨削时,保持了锋利刃口和较高的光洁度。
砂轮应用研究:
使用粒度分布较宽的立方碳化硅(β-SiC)与普通碳化硅(α-SiC)粉末按一定比例混合时可达到较高的堆积密度,利于在热压及冷压时达到较高的烧结密度。
立方碳化硅(β-SiC)比普通碳化硅(α-SiC)有着较好的烧结性能,当普通碳化硅(α-SiC)与立方碳化硅(β-SiC)按9:1质量比混合烧结 时,烧结密度达到2.71×103kg/m3,其烧结试块与普通砂轮对磨,试块的失重量只有砂轮失重量的1/49.5,显示出极好的耐磨性。
以上是国内一些厂家及科研机构的研究成果,相信随着对它研究的深入,β-SiC在磨料磨具领域有着更广泛的应用前景。