一种金刚石合成用复合传压块及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石合成用复合传压块及其制备方法。复合传压块包括第一内衬管、第二内衬管和叶腊石基体，第二内衬管位于复合传压块内侧，叶腊石基体位于复合传压块外侧；第一内衬管设置在第二内衬管和叶腊石基体之间；两个内衬管的高度相等。以白云石、氯化钠、乙二醇和云母粉为原料，加入玻璃胶混匀过筛，压制成第一内衬管；以氧化镁、氧化锆、乙二醇和云母粉为原料，加入玻璃胶混匀过筛，压制成第二内衬管；以叶腊石粉为原料，加入玻璃胶混匀发酵，压制成叶腊石基体；将三者组合并压制，得到复合传压块，最后进行处理，得到产品。本发明专利技术产品保温性能良好，可满足长时间合成生长，从而满足不同粒度金刚石的优质稳定合成。

A Composite Pressure Transfer Block for Diamond Synthesis and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石合成用复合传压块及其制备方法
本专利技术涉及超硬材料合成块
，具体涉及一种金刚石合成用复合传压块及其制备方法。
技术介绍
在金刚石合成
中，其主要辅助材料有叶腊石块、堵头组件、加热组件，将上述组件与芯柱按要求组装起来形成一个合成块，其中叶腊石是最主要的辅助材料，叶腊石块在合成过程中起到传压、密封、保温和绝缘等作用。金刚石单晶作为当今的超硬精细磨料，广泛应用于机械、电子、航天、光学仪器、石油和军工等领域和部门，具有广阔的发展空间和应用前景。目前，常规金刚石合成用传压块均是以白云石为内衬的叶腊石块，虽然白云石具有相对较好的保温效果，但随着合成时间的延长，白云石层变黑、叶腊石相变严重、传压和保温性能急速下降，金刚石合成品质受到较大影响，尤其对于合成时间较长的大颗粒金刚石，更难以满足要求，严重限制了高品级和大颗粒金刚石的优质合成。因此，如何制备一种高传压和保温性能更好的复合块是急需解决的重要问题。而且，由于高品级金刚石合成的温度要求特别高且范围较窄，普通组装结构较容易造成温度不一致和热量外流，导致接触面顶锤的损坏，从而造成较大损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服金刚石合成用复合传压块现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种金刚石合成用复合传压块及其制备方法。通过本专利技术技术方案能够解决因内衬单一、易相变导致传压和保温性能下降以及合成金刚石质量下降和难以满足长时间合成要求的诸多技术问题。为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术提供一种金刚石合成用复合传压块，所述复合传压块包括第一内衬管、第二内衬管和叶腊石基体，所述第二内衬管位于复合传压块的内侧，叶腊石基体位于复合传压块的外侧；第一内衬管设置在第二内衬管和叶腊石基体之间；所述第一内衬管的高度与第二内衬管的高度相等。根据上述的金刚石合成用复合传压块，所述叶腊石基体为外方内圆的凹槽结构，所述凹槽的高度与第一内衬管和第二内衬管的高度相一致，叶腊石基体凹槽处设有台阶。根据上述的金刚石合成用复合传压块，所述叶腊石基体的腔体直径与第一内衬管外径相一致，叶腊石基体台阶处内孔直径与第二内衬管内径相一致。根据上述的金刚石合成用复合传压块，所述叶腊石基体台阶处的高度为10～15mm。根据上述的金刚石合成用复合传压块，所述第一内衬管的厚度为2～5mm，第二内衬管的厚度为2～4mm，叶腊石基体的厚度为3～5mm。另外，提供一种金刚石合成用复合传压块的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：a、第一内衬管的制备：以重量份表示，首先将原料白云石70～90份、氯化钠10～20份、乙二醇1～3份和云母粉0.2～0.5份进行混合，混合均匀后加入玻璃胶5～7份进行搅拌，搅拌均匀后进行过筛，最后将过筛后混合料通过成型压机压制成圆筒状即第一内衬管；b、第二内衬管的制备：以重量份表示，将原料氧化镁60～80份、氧化锆10～40份、乙二醇1～2份和云母粉0.5～0.8份进行混合，混合均匀后加入玻璃胶3～5份进行搅拌，搅拌均匀后进行过筛，最后将过筛后混合料通过成型压机压制成圆筒状即第二内衬管；c、叶腊石基体的制备：首先将原料叶腊石粉按照粗、中、细料三种粒度进行配制，粗、中、细料三者之间的重量比例为3:5:2，配制后加入玻璃胶进行搅拌，玻璃胶的加入量占三种粒度叶腊石粉总重量的6～7％，搅拌均匀后进行发酵，发酵时间为12h，发酵温度为25～30℃，最后将发酵后的物料经成型压机压制成外方内圆的叶腊石基体；d、叶腊石块的复合压制：将以上步骤制备得到的第一内衬管、第二内衬管与叶腊石基体按照上述复合传压块的结构关系进行组合，然后放入成型压机中进行二次复合压制，组成复合传压块；e、叶腊石块处理：将步骤d压制好的复合传压块进行平面磨，去除端面压制飞边，得到尺寸合格的复合传压块；然后将复合块进行分重、烘烤，烘烤完成后得到产品金刚石合成用复合传压块。根据上述的金刚石合成用复合传压块的制备方法，步骤a中所述白云石的粒度为60～100目，白云石的纯度>95％；所述氯化钠的粒度为60目以细，氯化钠纯度≥98％；所述进行过筛时粒度为60目；所述成型压机压制过程中压力控制为20～25MPa，所得第一内衬管的厚度为2～5mm。根据上述的金刚石合成用复合传压块的制备方法，步骤b中氧化镁的纯度≥95％，粒度为80～120目；氧化锆的纯度≥95％，粒度为80目以细；步骤b中进行过筛时粒度为60目；所述成型压机压制过程中压力控制为25～30MPa，所得第二内衬管的厚度为2～4mm。根据上述的金刚石合成用复合传压块的制备方法，步骤c中叶腊石粗料粒度为2～6目，中料粒度为6～12目，细料粒度为12～50目；所述成型压机压制过程中压力为25～30Mpa，所得叶腊石基体的厚度为3～5mm。根据上述的金刚石合成用复合传压块的制备方法，步骤d中复合压制过程中压力控制为30～35Mpa；步骤e中所述叶腊石烘烤时温度为280～300℃，烘烤时间为12～18h。本专利技术的积极有益效果：1、本专利技术金刚石合成用复合传压块，设计采用多层保温结构，增加了保温层，可大幅度地减少热量散失，合成腔体两端和四周温度均匀性显著提高，金刚石合成晶型一致性达85％以上，从而满足了金刚石的高效合成。2、本专利技术制备金刚石合成用复合传压块过程中，采用分别成型和复合压制的方法，从而提高了各附件的成型密度，进一步提高了其使用性能，且经本专利技术方法压制的复合块内衬尺寸一致性好，避免了常规压制方法内衬管压制时易变形的问题。3、本专利技术采用复合衬管进一步减少了热量散失，节省了电能消耗，单块合成功率下降15％以上，同时降低了顶锤端部温度，降低了顶锤消耗，节省了成本。4、本专利技术产品金刚石合成用复合传压块，保温性能良好，可满足长时间合成生长，从而满足不同粒度金刚石的优质稳定合成。5、本专利技术产品金刚石合成用复合传压块的结构简单、操作方便、易于压制、便于组装、设计新颖合理。附图说明图1本专利技术金刚石合成用复合传压块的结构剖面示意图；图1中：1为第一内衬管，2为第二内衬管，3为叶腊石基体。图2本专利技术金刚石合成用复合传压块结构俯视图；图2中：1为第一内衬管，2为第二内衬管，3为叶腊石基体。图3本专利技术复合传压块中叶腊石基体的剖面图；图3中：3为叶腊石基体，4为凹槽，5为台阶。具体实施方式以下结合实施例进一步阐述本专利技术，但并不限制本专利技术技术方案保护的范围。以下实施例中：采用的白云石的粒度为60～100目，白云石的纯度>95％；氯化钠的粒度为60目以细，氯化钠纯度≥98％；氧化镁的纯度≥95％，粒度为80～120目；氧化锆的纯度≥95％，粒度为80目以细；叶腊石粗料粒度为2～6目、中料粒度为6～12目、细料粒度为12～50目。实施例1：参见附图1、附图2和附图3，本专利技术金刚石合成用复合传压块，所述复合传压块包括第一内衬管1、第二内衬管2和叶腊石基体3，所述第二内衬管2位于复合传压块的内侧，叶腊石基体3位于复合传压块的外侧；第一内衬管1设置在第二内衬管2和叶腊石基体3之间；所述第一内衬管1的高度与第二内衬管2的高度相等；所述叶腊石基体3为外方内圆的凹槽结构，所述凹槽4的高度与第一内衬管1和第二内衬管2的高度相一致，叶腊石基体凹槽4处设有台阶5；所述叶腊石基体的腔体直径与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚石合成用复合传压块，其特征在于：所述复合传压块包括第一内衬管、第二内衬管和叶腊石基体，所述第二内衬管位于复合传压块的内侧，叶腊石基体位于复合传压块的外侧；第一内衬管设置在第二内衬管和叶腊石基体之间；所述第一内衬管的高度与第二内衬管的高度相等。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石合成用复合传压块，其特征在于：所述复合传压块包括第一内衬管、第二内衬管和叶腊石基体，所述第二内衬管位于复合传压块的内侧，叶腊石基体位于复合传压块的外侧；第一内衬管设置在第二内衬管和叶腊石基体之间；所述第一内衬管的高度与第二内衬管的高度相等。2.根据权利要求1所述的金刚石合成用复合传压块，其特征在于：所述叶腊石基体为外方内圆的凹槽结构，所述凹槽的高度与第一内衬管和第二内衬管的高度相一致，叶腊石基体凹槽处设有台阶。3.根据权利要求2所述的金刚石合成用复合传压块，其特征在于：所述叶腊石基体的腔体直径与第一内衬管外径相一致，叶腊石基体台阶处内孔直径与第二内衬管内径相一致。4.根据权利要求2所述的金刚石合成用复合传压块，其特征在于：所述叶腊石基体台阶处的高度为10～15mm。5.根据权利要求1所述的金刚石合成用复合传压块，其特征在于：所述第一内衬管的厚度为2～5mm，第二内衬管的厚度为2～4mm，叶腊石基体的厚度为3～5mm。6.一种金刚石合成用复合传压块的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：a、第一内衬管的制备：以重量份表示，首先将原料白云石70～90份、氯化钠10～20份、乙二醇1～3份和云母粉0.2～0.5份进行混合，混合均匀后加入玻璃胶5～7份进行搅拌，搅拌均匀后进行过筛，最后将过筛后混合料通过成型压机压制成圆筒状即第一内衬管；b、第二内衬管的制备：以重量份表示，将原料氧化镁60～80份、氧化锆10～40份、乙二醇1～2份和云母粉0.5～0.8份进行混合，混合均匀后加入玻璃胶3～5份进行搅拌，搅拌均匀后进行过筛，最后将过筛后混合料通过成型压机压制成圆筒状即第二内衬管；c、叶腊石基体的制备：首先将原料叶腊石粉按照粗、中、细料三种粒度进行配制，粗、中、细料三者之间的重量比例为3:5:2，配...

【专利技术属性】
技术研发人员：张存升，邵增明，邵海明，陈正威，关博，
申请(专利权)人：河南省力量钻石股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41