一种合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种合成PCBN

【技术实现步骤摘要】
一种合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构


[0001]本技术涉及PCBN/PCD材料
，具体为一种合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构。

技术介绍

[0002]聚晶立方氮化硼（PCBN）与聚晶金刚石（PCD）等超硬材料聚晶的烧结合成过程中，需要将立方氮化硼或者金刚石与一定含量的粘结剂粉末组装到叶蜡石的密闭腔体内，由六面顶液压机对该组装体提供高压与高温的烧结环境。为了获得此高压高温的合成条件，一般利用六面顶液压机通过六个硬质合金顶锤提供高压，采用叶蜡石、白云石、钢圈与石墨基体等组成密闭腔体，将粉末置于石墨基体中，石墨不仅作为加热体提供高温环境，同时亦作为传压介质。
[0003]首先，一方面由于高压高温条件下石墨将发生弹性变形，导致合成腔体内压力损失，另一方面高压高温条件下粉末原料发生物理与化学反应时，石墨及其杂质极易渗入污染原料。其次，由于腔体内体积的变化与端部的热量散失，造成腔体内部的压力场与温度场不均匀，且腔体越大，不均匀程度越高。直接造成了所合成的PCBN/PCD产品质量的不稳定。此外，现有的聚晶合成腔体组装结构复杂，而且实用性差，高温高压合成时电流直接通过合成芯柱进行加热的，这样会对PCBN/PCD的合成质量产生不良的影响。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构，通过双加热系统，提高加热效率，同时解决合成腔体内压力场和温度场均匀性问题，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构，包括芯体、加热系统、上端部堵头、下端部堵头和外套，所述外套为两端开口的筒装结构，所述芯体处于外套的轴线中心位置，所述芯体的外部包裹加热系统，所述外套的两端分别密封设置上端部堵头和下端部堵头，所述上端部堵头和下端部堵头的内端分别与对应位置的加热系统挤压接触，所述加热系统的竖直外侧壁与外套的内壁接触；
[0006]所述加热系统包括第一加热系统和第二加热系统，所述第一加热系统包括石墨加热杯和第一加热片，所述石墨加热杯包裹在芯体的外部，所述第一加热片固定设置在石墨加热杯的上下两端，所述第二加热系统包括第二加热片和石墨管，所述石墨管包裹在第一加热系统的外部，且石墨管的两端分别密封设置第二加热片，处于同一端的第一加热片和第二加热片表面相贴合；
[0007]所述上端部堵头和下端部堵头内部均包括与加热系统导通的导电体。
[0008]作为本技术的一种优选技术方案，所述石墨加热杯与石墨管的竖直壁之间同轴贴合设置陶瓷管和绝缘杯，所述陶瓷管与石墨加热杯的外壁同轴贴合布置，所述绝缘杯与石墨管的内壁同轴贴合布置，所述石墨管的外壁同轴贴合安装氧化镁管。
[0009]作为本技术的一种优选技术方案，所述上端部堵头包括导电博士帽钢圈和导电碗式钢圈，所述导电碗式钢圈的竖直侧壁端部与导电博士帽钢圈的平面部分接触且导通，所述导电碗式钢圈内部填充叶蜡石片，所述导电博士帽钢圈竖直套筒内部填充陶瓷片，所述导电博士帽钢圈的竖直套筒外部从端部至底部依次同轴固定设置白云石环和叶蜡石环，所述下端部堵头和上端部堵头结构相同，所述下端部堵头和上端部堵头的叶蜡石环分别与对应位置的第二加热片挤压接触，所述下端部堵头和上端部堵头内导电博士帽钢圈的竖直套筒端部与对应位置的第二加热片接触且导通。
[0010]作为本技术的一种优选技术方案，所述外套从内至外包括同轴贴合设置的密封层和叶腊石层，所述密封层的内壁与加热系统的竖直外侧壁挤压接触。
[0011]作为本技术的一种优选技术方案，所述芯体包括两组单侧开口且开口相对的金属杯，两组金属杯围成的密闭空间内填充粉末芯柱。
[0012]作为本技术的一种优选技术方案，所述石墨加热杯由两组单侧开口且开口相对的石墨杯组成，所述绝缘杯由两组单侧开口且开口相对的绝缘杯体组成，所述绝缘杯体的杯底设置贯穿孔，所述第一加热片固定设置在所述贯穿孔内。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0014]1、本技术通过端部堵头内导电碗式钢圈与导电博士帽钢圈组装配合，提高了导电效率，克服了现有合成腔体中由石墨片垫入较多产生压力损耗的缺点，导电碗式钢圈在外且导电博士帽钢圈在内的结构提供了稳定的密封环境，因此更适用于PCBN/PCD材料的合成。
[0015]2、本技术通过第一与第二加热片、石墨管、石墨加热杯组成双加热系统，能够克服现有合成腔体由于电流是直接通过聚晶体粉末芯柱进行加热对PCBN/PCD合成质量产生不良的影响的缺点，能够解决普通合成腔体加热过程中，由于腔体中心部位温度较高，两端温度较低，导致整体受热不均匀，降低产品质量的问题，提高PCBN/PCD生产质量。
[0016]3、本技术通过氧化镁管与陶瓷管，能够增加腔体的密封性与腔体内的压力传递，提供了均匀的压力场与温度场，提高了PCBN/PCD产品质量与工艺稳定性。
[0017]4、本技术通过金属杯，能够将立方氮化硼或金刚石初始原料芯柱完全包裹密封起来，防止杂质进入，保障初始原料的纯净度，降低了由于腔体内高压高温剧烈反应而可能出现的高压腔体内的放气炮风险，提高了产品质量与合成安全系数。
附图说明
[0018]图1为本技术结构示意图；
[0019]图2为本技术芯体与加热系统结合后示意图；
[0020]图3为本技术上端部堵头示意图；
[0021]图4为本技术金属杯示意图；
[0022]图5为本技术石墨加热杯示意图；
[0023]图6为本技术绝缘杯示意图。
[0024]图中：1芯体、101粉末芯柱、102金属杯、2加热系统、201石墨加热杯、202第一加热片、203第二加热片、204石墨管、205陶瓷管、206绝缘杯、207氧化镁管、3上端部堵头、301导电博士帽钢圈、302导电碗式钢圈、303叶腊石片、304叶腊石环、305白云石环、306陶瓷片、4
下端部堵头、5外套、501密封层、502叶蜡石层。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]请参阅图1-6，本技术提供一种技术方案：一种合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构，包括芯体1、加热系统2、上端部堵头3、下端部堵头4和外套5，外套5为两端开口的筒装结构，芯体1处于外套5的轴线中心位置，芯体1的外部包裹加热系统2，外套5的两端分别密封设置上端部堵头3和下端部堵头4，上端部堵头3和下端部堵头4的内端分别与对应位置的加热系统2挤压接触，加热系统2的竖直外侧壁与外套5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构，包括芯体（1）、加热系统（2）、上端部堵头（3）、下端部堵头（4）和外套（5），其特征在于：所述外套（5）为两端开口的筒装结构，所述芯体（1）处于外套（5）的轴线中心位置，所述芯体（1）的外部包裹加热系统（2），所述外套（5）的两端分别密封设置上端部堵头（3）和下端部堵头（4），所述上端部堵头（3）和下端部堵头（4）的内端分别与对应位置的加热系统（2）挤压接触，所述加热系统（2）的竖直外侧壁与外套（5）的内壁接触；所述加热系统（2）包括第一加热系统和第二加热系统，所述第一加热系统包括石墨加热杯（201）和第一加热片（202），所述石墨加热杯（201）包裹在芯体（1）的外部，所述第一加热片（202）固定设置在石墨加热杯（201）的上下两端，所述第二加热系统包括第二加热片（203）和石墨管（204），所述石墨管（204）包裹在第一加热系统的外部，且石墨管（204）的两端分别密封设置第二加热片（203），处于同一端的第一加热片（202）和第二加热片（203）表面相贴合；所述上端部堵头（3）和下端部堵头（4）内部均包括与加热系统（2）导通的导电体。2.根据权利要求1所述的合成PCBN-PCD材料的组装腔体结构，其特征在于：所述石墨加热杯（201）与石墨管（204）的竖直壁之间同轴贴合设置陶瓷管（205）和绝缘杯（206），所述陶瓷管（205）与石墨加热杯（201）的外壁同轴贴合布置，所述绝缘杯（206）与石墨管（204）的内壁同轴贴合布置，所述石墨管（204）的外壁同轴贴合安装氧化镁管（207）。3.根据权利要求1所述的合成PCBN-PC...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢辉，韩顺利，
申请(专利权)人：开封贝斯科超硬材料有限公司，
类型：新型
国别省市：