一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块制造技术

本技术公开了一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块，将合成腔横截面由圆形调整为以该圆形的直径为边长的近似正方形，较传统圆柱形结构合成腔体容积显著增大，有效提升了合成腔体的利用率；与外侧面平行的合成腔内壁进而与顶锤端面平行，在复合片高温高压合成过程中，非加热方向上顶锤面的受力均匀性大为改善，能够减少顶锤破裂，提高使用寿命；通过上下两端设置厚度大于白云石环的叶蜡石环避免叶蜡石块密封失效的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超硬材料合成，具体为一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块。

技术介绍

1、聚晶金刚石硬质合金复合片(以下简称“复合片”)由金刚石微粉与硬质合金基体在高压高温下烧结合成，其中聚晶金刚石层为耐磨工作层，硬质合金基体起支撑作用。复合片既具有金刚石的高硬度、高耐磨等特性，又具有硬质合金的高强度、抗冲击韧性和良好的可焊性等特性，在石油天然气钻井、地质钻探、工程掘进、煤炭开采等领域得到广泛应用，成为钻探、掘进等设备的主要切削部件。

2、目前国内生产金刚石复合片的主力设备是铰链梁式六面顶压机，压机的六个活塞推动其顶端连接的硬质合金顶锤前进，由六个硬质合金顶锤的端面围成一个立方体空间，该空间内放置起传压和密封作用的复合叶蜡石块。该叶蜡石块为近似立方体结构，内设有圆柱形合成腔体，该合成腔体内形成复合片烧结合成所需的1300-1800℃和5-9gpa的高温高压环境。

3、随着大直径复合片和异形结构复合片的需求增加，现有复合叶蜡石块内的圆柱形合成腔体无法满足大尺寸和高效率需求，简单扩大圆柱形腔体的直径又可能导致叶蜡石块密封失效，造成高温高压过程中顶锤异常爆裂事故。另外，高温高压过程中，平面结构硬质合金顶锤端面传压至内含复合片毛坯的圆柱形合成腔体时，顶锤端面受力不均，处于高压应力线性集中状态，加之高频次的升降温和加压、卸压工况下，容易发生顶锤破裂，尤其是在四个非加热方向顶锤上，造成顶锤寿命缩短，损耗过大。

4、因此，有必要设计一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块，解决现有技术简单增大合成腔体体积易导致密封失效，及非加热方向顶锤端面受力不均的缺陷。

技术实现思路

1、本技术目的在于提供一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块，解决现有技术简单增大合成腔体体积易导致密封失效，及非加热方向顶锤端面受力不均的缺陷。

2、为实现上述目的，本技术的方案如下：

3、一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块，包括内部贯通的本体；所述本体的内壁与外壁平行，内壁在贯通方向的横截面为正方形，正方形的角被直线或与边长相切的弧线切割；所述本体内壁贴合有位于中部的白云石环，及上下两端的叶蜡石环；所述白云石环的厚度均匀一致，所述叶蜡石环的内壁横截面为圆形；所述叶蜡石环的最小厚度大于白云石环。

4、进一步地，所述正方形的角被直线切割为八边形，切割方向为45°角，所有切割形成的斜边长度相同且斜边长度小于剩余直角边的长度。

5、进一步地，所述正方形的角被等半径的1/4圆弧切割，圆弧半径小于剩余直角边的长度。

6、进一步地，所述本体包括垂直于贯通方向将白云石环等分的上块和下块。

7、优选地，位于上块、下块内的所述叶蜡石环高度相同。

8、相比现有技术，本技术的有益效果为：

9、本技术提供的大腔体复合叶蜡石块，可将合成腔横截面由圆形调整为以该圆形的直径为边长的近似正方形，较传统圆柱形结构合成腔体容积显著增大，有效提升了合成腔体的利用率；与外侧面平行的合成腔内壁进而与顶锤端面平行，在复合片高温高压合成过程中，非加热方向上顶锤面的受力均匀性大为改善，能够减少顶锤破裂，提高使用寿命；通过上下两端设置厚度大于白云石环的叶蜡石环避免叶蜡石块密封失效的问题。

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【技术保护点】

1.一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块，包括内部贯通的本体(100)；其特征在于，所述本体(100)的内壁与外壁平行，内壁在贯通方向的横截面为正方形，正方形的角被直线或与边长相切的弧线切割；所述本体(100)内壁贴合有位于中部的白云石环(3)，及上下两端的叶蜡石环(4)；所述白云石环(3)的厚度均匀一致，所述叶蜡石环(4)的内壁横截面为圆形；所述叶蜡石环(4)的最小厚度大于白云石环(3)。

2.根据权利要求1所述的大腔体复合叶蜡石块，其特征在于，所述正方形的角被直线切割为八边形，切割方向为45°角，所有切割形成的斜边长度相同且斜边长度小于剩余直角边的长度。

3.根据权利要求1所述的大腔体复合叶蜡石块，其特征在于，所述正方形的角被等半径的1/4圆弧切割，圆弧半径小于剩余直角边的长度。

4.根据权利要求1所述的大腔体复合叶蜡石块，其特征在于，所述本体(100)包括垂直于贯通方向将白云石环(3)等分的上块(1)和下块(2)。

5.根据权利要求4所述的大腔体复合叶蜡石块，其特征在于，位于上块(1)、下块(2)内的所述叶蜡石环(4)高度相同。

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【技术特征摘要】

1.一种聚晶金刚石复合片用大腔体复合叶蜡石块，包括内部贯通的本体(100)；其特征在于，所述本体(100)的内壁与外壁平行，内壁在贯通方向的横截面为正方形，正方形的角被直线或与边长相切的弧线切割；所述本体(100)内壁贴合有位于中部的白云石环(3)，及上下两端的叶蜡石环(4)；所述白云石环(3)的厚度均匀一致，所述叶蜡石环(4)的内壁横截面为圆形；所述叶蜡石环(4)的最小厚度大于白云石环(3)。

2.根据权利要求1所述的大腔体复合叶蜡石块，其特征在于，所述正方形的角被直线切割为八边形...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海洋，肖湘平，
申请(专利权)人：武汉玖石超硬材料有限公司，
类型：新型
国别省市：