[發明專利]一種斜體金剛石合成塊

無效

• 申請號: 201110104474.7
• 申請日: 2011-04-26
• 公開（公告）號: CN102166498A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 薛勝輝;丁慶才;劉廣利
• 申請（專利權）人: 鄭州人造金剛石及制品工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 田小伍

技術領域

本發明屬于超硬材料合成技術領域，特別涉及一種斜體金剛石合成塊。

背景技術

在超硬材料合成領域，國內主要采用的是六面頂合成壓機靜壓觸媒法。靜壓觸媒法合成金剛石的六面頂合成壓機所對應的六個鉸鏈梁有六個頂面，分別為：右頂面方向、前頂面方向、上頂面方向、左頂面方向、后頂面方向和下頂面方向，左、后、下頂面方向又稱為固定頂面。超高溫高壓條件下的六面體合成塊是由石墨與觸媒混合粉制成的石墨柱、石墨柱外圍的絕緣元件和加熱元件、石墨柱兩端的導電鋼圈、傳壓密封介質按照一定方式組裝而成的塊狀體。具體組裝方式為：從外到內依次組裝，外圍采用葉蠟石與白云石復合介質作為傳壓密封材料，兩端采用導電鋼圈進行通電加熱，導電鋼圈與內側的加熱元件緊密接觸，通電時通過導電鋼圈使加熱元件本身發熱，然后經過加熱元件內側緊密接觸的絕緣元件將熱量傳至與絕緣元件內側緊密接觸的石墨柱，使石墨與觸媒在超高溫高壓條件下轉化為金剛石。

在合成過程中，使六面體合成塊的左、后、下方向的三個面與固定頂面對應且貼緊，然后在液壓力的作用下推動右、前、上三個活動頂面前進，使之貼緊六面體合成塊的另外三個面，合成壓機頂面與合成塊六面吻合后，同時前進加壓至合成轉化條件，使六面體合成塊內的石墨轉化為金剛石。

隨著技術的不斷進步，合成金剛石所用的設備和合成腔體逐步擴大，合成腔體的擴大也使葉蠟石塊隨之擴大。合成塊越大，在其壓制過程中，兩端與中間壓制密度往往會存在差異化，這種差異直接影響到葉蠟石塊的傳壓與密封性能。為了保證葉蠟石塊的傳壓與密封性能，在壓制過程中，把葉臘石塊壓制成兩個均等的一分為二的矩形半塊，組裝時組合起來即可，由于半塊體積小，可以保證壓制密度的均勻一致性。

由于在合成金剛石的前期，需要熱量使石墨粉與金屬粉熔融滲透，從而使石墨轉化為金剛石，該過程為吸熱過程；金剛石成核后隨著時間的延長開始長大，在外部熱量恒定供應的條件下，隨著時間的延長，合成腔內溫度是一個不斷上升的趨勢，該過程為放熱過程。因此，金剛石合成工藝主要分為前期的成核吸熱過程和后期的生長長大放熱過程。在金剛石生長放熱過程中，伴隨著有氣體產生，并存在于葉蠟石塊內部，上述氣體往往會從組裝而成的兩半塊之間的結合縫向外沖，氣體沖出部位對應的是四個非加熱頂錘，沖向非加熱頂錘的熱氣體會加速非加熱頂錘熱疲勞，甚至將非加熱頂錘擊裂，造成裂錘事故。

發明內容

本發明的目的是提供一種既能保證傳壓與密封性能、又可有效保護非加熱頂錘的斜體金剛石合成塊。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種斜體金剛石合成塊，包括石墨柱、石墨柱兩端的導電鋼圈和石墨柱與導電鋼圈外圍的葉蠟石塊，導電鋼圈內填充有葉蠟石環與白云石環，石墨柱外圍設有加熱元件，加熱元件與石墨柱之間設有絕緣元件，所述葉臘石塊由相互扣合的兩個半塊構成，兩個扣合的半塊中部形成石墨柱腔，每個半塊的外形為三棱柱形。

所述半塊的扣合面上設有相互配合的凹槽與凸塊。

所述凹槽與凸塊為圓柱形。

所述半塊的扣合面上設有相互配合的條形滑槽與條形滑塊。

所述滑槽與滑塊截面為梯形。

所述半塊石墨柱腔內壁設有凹槽，凹槽內設有白云石襯管。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、葉臘石塊由相互扣合的兩個半塊構成，兩個扣合的半塊中部形成石墨柱腔，每個半塊的外形為三棱柱形，形成斜體式葉臘石塊，其結合縫在葉蠟石塊的邊角處，即壓機的六個頂面和六面體合成塊貼緊加壓吻合后，葉蠟石塊的結合縫在密封邊處，由于密封邊被高壓擠壓的緊密嚙合，不存在縫隙，同時也不在非加熱頂錘的中間部位，熱氣體不能沖向非加熱頂錘，可以明顯減緩非加熱頂錘熱疲勞，有效保護頂錘，大大降低非加熱頂錘的破裂數量，減少裂錘事故發生，大大降低了硬質合金頂錘的消耗，降低了生產成本。另外，本發明的葉臘石塊壓制體積小，在壓制過程中，可以保證壓制密度的均勻一致性。

2、在半塊的扣合面上設有相互配合的凹槽與凸塊，提高葉臘石塊的穩定性與牢固性，使用時將凸塊扣裝進凹槽內即可，組裝簡便。

3、葉臘石半塊的外形為三棱柱形，兩個半塊的扣合面上設有相互配合的條形滑槽與條形滑塊，形成斜體滑扣式葉臘石塊，條形滑槽與條形滑塊扣合后，使葉臘石塊結合牢固，移動時不易散落。

4、本發明可以使裂錘數量大大降低，減少事故發生，降低生產成本，提高工作效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的結構示意圖；

圖2為圖1中葉臘石塊未扣合的俯視圖；

圖3為本發明實施例2的結構示意圖；