[发明专利]一种核壳型磁性磨料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种核壳型磁性磨料及其制备方法，属于磁性磨料制备技术领域。本发明的制备方法包括以下步骤：通过共沉淀法制备Fe₃O₄微粒，以铁磁相大小来调控磁性磨料的粒径，随后制备出Fe₃O₄磁流体，通过溶胶凝胶法加入一定量的石墨粉和C₆H₁₂O₆制备出核壳型SiO₂‑C/C₆H₁₂O₆@Fe₃O₄微粒，将上述微粒进行相关热处理一步制备得到SiC@Fe₃C@Fe₃O₄核壳型磁性磨料；本发明的制备方法流程简单，所制备的磁性磨料磨粒相与铁磁相的界面结合力强，结合牢固，磨粒相分布均匀，具有良好的磁性能，加工效率高，加工性能优越。

技术领域

本发明属于磁性磨料制备技术领域，尤其涉及一种磁性磨料及其制备方法。

背景技术

以金属功能材料，先进复合材料为发展重点，加快研发先进熔炼，凝固成 型，型材加工等新材料制备关键技术和装备，加强基础研究和体系建设，突破 产业化制备瓶颈。而磁性研磨(MAF)作为一种以外加磁场吸引磁性磨料形成“柔 性磁刷”的光整技术，在机器制造，半导体等前沿领域发挥重要作用。

目前，由于磁性磨料可以形成具有自锐性，自适应性的磁刷，在三维复杂 曲面，微小结构等工件精密表面加工方面得到广泛的运用。同时，磁性磨料具 有优越的可控性，能够重复回收利用，从而有效地降低生产成本，助力我国“碳 中和”。在工件加工效率与精度中，磁性磨料起到了决定性作用，因此，对磁性 磨料性能的要求极为苛刻。开发一种高效高质的磁性材料及其制备工艺流程， 对推动磁性研磨技术的快速发展至关重要。磁性磨料是具有可选调大小的粒状 颗粒金属基型复合材料，一般其单单颗粒由基体，磨料和结合剂组成，平均粒 径达150微米。

当前，国内外应用的磁性磨料制备技术有多种，如粘结法、铸造法、烧结 法、等离子粉末熔融和雾化法快凝等。粘结法是通过粘接剂将磁性材料和磨料 材料按一定比例沾结在一起，然后加压固化，通过粉碎筛选而成。缺点磨粒颗 粒形态不可控，且粒度组成不均。铸造法分为外加颗粒复合法和原位反应复合 法两种。外加颗粒复合法是将磨料粉末直接加入熔融态的磁性材料中，并使磨 料颗粒在基体中均匀分布，然后通过高压气体吹制而成。缺点磨料在熔融的磁 性材料中很难均匀分散。而原位反应复合法，是在一定条件下，通过各个物质 的化学反应，在基体内原位合成陶瓷增强相，再加热熔化并在高压气体下吹制成粉末。缺点陶瓷增强相被金属基体包围，制备的磁性磨料研磨能力较差。烧 结法是以铁磁性金属粉末与磨料颗粒搅拌混合，通过烧结而成。然后对烧结产 物进行粉碎和筛选。缺点形貌和颗粒大小不均匀。

总之，磁性材料和磨料结合度，磁性磨料的形态组织结构与均度，磁性磨 料的可控性，制备方法优越性及成本二次利用等方面是当下所面对的关键问题。

以最常见的粘结法为例，检索到已授权的专利“一种磁性磨料及其制备方法” (ZL201810647960.5)中提到广东工业大学孟利的硕士学位论文《粘结磁性磨 料制备工艺及其研磨性能研究》，其实验证明室温固化和加温固化相结合的手 段制的磁性磨料效果最佳，但异种金属粉末混合均匀效果不佳。该论文公开的 磁性磨料制备粒度不均，其它各项性能也有待提高。而此专利在论文基础上进 行了改进，根据此专利摘要，其发明的磁性磨料中除了加入了磁性材料，磨料 颗粒及成形剂之外，还加入金属盐，有利于防止磁性颗粒之间相互粘结而导致 形变。但是，仍存在磁性磨料粒径太大，颗粒结合力仍不够，颗粒的强度和硬 度较低，以至于研磨精细度和效率较低，且制备繁琐。

为了更好的解决上述问题，本发明提出了一种核壳型磁性磨料及其制备方 法。

发明内容