Технология производства пиломатериалов из куска карбида кремния

Характеристика шлифматериалов, производимых из SiC в России и за рубежом

Карбид кремния, полученный в промышленных электропечах сопротивления, представляет собой кристаллы SiC, сросшиеся в так называемые друзы (куски), которые после разборки электропечи подвергаются дроблению и рассеву по фракциям. Товарной продукцией карбида кремния на абразивных заводах является зерно SiC различной крупности. В настоящее время выпускаются три вида карбида кремния: черный, зеленый и электротехнический, который гоже черного цвета. Технология производства всех видов SiC, в принципе, аналогична, с той лишь разницей, что при получении зеленого карбида кремния в шихту добавляют поваренную соль, а при синтезе электротехнического SiC его кристаллы легируют алюминием, что сказывается на его механических и электрических свойствах.

Раздробленные в специальных дробилках друзы на зерно различной крупности (шлифматериалы) разделяются на следующие группы и номера зернистости:

• — шлифзерно — 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16 (размер зерна 2500 — 160 мкм);
• — шлифпорошки — 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3 (размер зерна 160 — 28 мкм);
• — микропорошки — М63, М50, М40, М20, М14 (63 — 10 мкм);
• — тонкие микронорошки — М10, М7, М5 (М3, М2, Ml).

Каждый номер зернистости характеризуется предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой (первой и второй) фракциями. Комплексная фракция для шлифзерна и шлифнорошков состоит из крупной, основной и смежной фракций, а для микроиорошков — из основной и смежной.

В табл. 3.1 представлена крупность основной фракции. Шлифзерно, шлифпорошки, микропорошки и тонкие микропорошки являются товарным продуктом производства абразивных заводов.

В табл. 3.2 приведен химический состав зерна различного вида SiC крупностью 100 — 200 мкм, выпускаемого различными фирмами мира.

Карбид кремния как шлифматсриал, используемый для производства абразивного инструмента, классифицируется в соответствии с ГОСТ 26 327–84 [55] на три разновидности (табл. 3.3).

Таблица 3.1

Крупность основной фракции абразивных материалов в зерне

Таблица 3.2.

Химический состав зерна карбида кремния, выпускаемого в России и за рубежом

Примечание. * В SiC, производимом в России, содержится А1₂0з, массовая доля которого составляет 0,1 — 0,2; 0,01 — 0,08 и 0,2 — 0,3% в черном, зеленом и электротехническом SiC соответственно Таблица 3.3.

Шлифматериалы, производимые в России из карбида кремния по ГОСТ 26 327–84

Производство всех марок шлифматериалов карбида кремния осуществляется путем дробления и измельчения кусков (друз) карбида кремния и разделения измельченного зерна по крупности частиц на специальном оборудовании на участках (или в цехах) производства шлифовальных материалов.

Основы общей теории измельчения абразивных материалов, характеристика измельчительного оборудования и их спецификация подробно рассмотрены в работах [11, 25]. В настоящей работе авторы остановятся только на кратком описании основ технологии промышленного производства шлифовальных материалов.

Весь комплекс операций, связанных с измельчением и классификацией карбида кремния с целью получения шлифматериалов, представляет собой отдельный технологический процесс, в котором можно выделить следующие основные операции:

• 1) крупное, среднее и мелкое дробление;
• 2) грубое, среднее и тонкое измельчение;
• 3) обогащение шлифматериалов магнитной сепарацией для удаления примесей железа, накопленных в процессе измельчения карбида кремния;
• 4) химическое обогащение для удаления примесей кремния и оксида кремния Si02;
• 5) рассев абразивных порошков карбида кремния по фракциям;
• 6) гидравлическая классификация.

Принципиальные технологические схемы, обеспечивающие выполнение всех этих операций, разработаны во ВНИИАШ Е. П. Феафилактовой с сотрудниками.