[發明專利]一種聚晶金剛石復合片合成塊及其合成聚晶金剛石復合片的方法

有效

• 申請號: 201811003713.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109079145B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 張濤;盧燦華;劉俊濤;竇明;朱培
• 申請（專利權）人: 中南鉆石有限公司
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04;B22F7/08;B22F3/14;B22F3/10
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;張麗

一種聚晶金剛石復合片合成塊及其合成聚晶金剛石復合片的方法，屬于超硬材料制造技術領域，所述合成塊，包括圓柱狀的合成腔層、合成罩殼和隔離層，所述合成腔層位于中空的柱狀合成罩殼內，合成腔層的頂部和底部對稱設有導電保溫層和導電傳壓層，合成腔層內的中部設有合成芯柱，圍繞合成芯柱設有合成腔，所述合成腔位于隔離層包圍的體積內，所述合成腔用于放置聚晶金剛石復合片坯料，所述合成腔的頂部和底部均設有絕緣片，所述隔離層的頂部和底部設有傳壓片，隔離層和合成芯柱之間、隔離層和合成腔層之間均間隔設有多個發熱管，所述發熱管、合成腔層和合成芯柱三者的高度相同，所述合成罩殼材質為葉臘石塊。

技術領域

本發明屬于超硬材料制造技術領域，具體涉及一種聚晶金剛石復合片合成塊及其合成聚晶金剛石復合片的方法。

背景技術

聚晶金剛石復合片是以金剛石微粉為原料在高溫、高壓條件下使其牢固地和硬質合金基底相結合而制成的一種超硬復合材料；由于它既具有金剛石的高硬度和高耐磨性，又具有硬質合金的高韌性和可焊性，因而，它廣泛應用于油氣田開采、礦床勘探、切削加工等領域。

采用靜態高溫高壓法在六面頂壓機上合成聚晶金剛石復合片，合成腔溫度場的均勻性和合理的溫度分布決定聚晶金剛石復合片的質量及其穩定性，合成塊的組裝結構和加熱方式決定合成腔體內的溫度場分布，對復合片產品的質量和穩定性有關鍵性的影響。目前，由于六面頂壓機合成聚晶金剛石復合片時，其加熱方式為間接加熱方式，由于間接加熱方式是由發熱管壁輻射熱量使管內腔體升溫，這種加熱方式在復合片聚晶層徑向存在一定的溫度梯度，尤其是合成直徑較大的聚晶金剛石復合片時，合成腔體壓力和溫度梯度較為明顯，使得金剛石聚晶層中心與邊緣部位燒結程度不一致，造成其性能差異較大，或同一加熱腔體內合成多片分布的聚晶金剛石復合片時，同樣存在同一加熱腔體內聚晶金剛石復合片之間合成質量差異較大的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚晶金剛石復合片合成塊及其合成聚晶金剛石復合片的方法。

基于上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種聚晶金剛石復合片合成塊，包括圓柱狀的合成腔層、合成罩殼和隔離層，所述合成腔層位于中空的柱狀合成罩殼內，合成腔層的頂部和底部分別對稱設有導電保溫層和導電傳壓層，合成腔層內的中部設有合成芯柱（合成芯柱由白云石制成），圍繞合成芯柱設有合成腔，所述合成腔位于隔離層包圍的體積內，所述合成腔用于放置聚晶金剛石復合片坯料，所述合成腔的頂部和底部均設有絕緣片，所述隔離層的頂部和底部設有傳壓片，隔離層和合成芯柱之間、隔離層和合成腔層之間均間隔設有多個發熱管，所述發熱管、合成腔層和合成芯柱三者的高度相同，所述合成罩殼材質為葉臘石塊。

進一步地，所述導電保溫層由T型導電柱、保溫環和和上、下導電片組成，所述保溫環套設在T型導電柱外，T型導電柱和保溫環構成的組件的頂部和底部分別設有上導電片和下導電片，所述上導電片、下導電片和保溫環的外徑長度等于合成腔層的外徑長度；所述T型導電柱由石墨或鉬制成，所述保溫環由白云石制成，所述導電片由鈦板、鈮板、鉭板或鉬板制成。

進一步地，所述導電傳壓層由導電鋼圈、白云石芯和葉臘石環組成，所述導電鋼圈套設在白云石芯外，所述葉臘石環套設在導電鋼圈外，所述葉臘石環的外徑等于合成腔層的外徑。

進一步地，所述發熱管由石墨管、鈦管、鈮管、鉭管或鉬管制成，所述隔離層由質量分數為98.5～99.5%氯化鈉和0.5～1.5%炭墨材料制成，所述傳壓片由氧化鋁、氧化鎂或氧化鋯材料制成，所述絕緣片為云母片。

進一步地，所述合成腔層由白云石或氯化鈉材料制成。本申請中氯化鈉為分析純。

所述合成腔大于等于兩個。導電鋼圈采用壁厚為1mm、不銹鋼或低碳鋼的薄壁堵頭。

上述聚晶金剛石復合片合成塊合成聚晶金剛石復合片的方法，包括以下步驟：