六面顶压机合成块方柱状合成腔体制造技术

技术编号:4656831 阅读:213 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种六面顶压机合成块,本实用新型专利技术的特点是,将合成块内合成腔体由现有的圆柱状改成方柱状结构,可以提高生产率27.3%,还可以提高原材料利用率,并保证产品质量符合要求,适用于人造金刚石、聚晶金刚石、金刚石复合片以及立方氮化硼等超硬度材料的生产。(*该技术在2000年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术是对生产超硬度材料(如人造金刚石、聚晶金刚石、金刚石复合片,以及立方氮化硼等材料)的六面顶压机合成块结构的改进。超硬度材料的人工合成,通常是采用顶压技术,将原料装在合成块的合成腔体内,顶压机上各个方向的顶锤向中心顶压合成块,在大电流的作用下,造成高温高压状态,使得合成腔内的原料转化为超硬度材料。因此,在相同的温度和压力条件下,合成材料的产量决定于合成腔体的设计结构是否合理,也就是说合理的腔体结构,可以提高合成材料的产量。人造金刚石技术在我国有近三十年的历史,都是采用顶压技术合成。常用设备有二面顶、四面顶、六面顶等几种顶压机。较多的是采用六面顶压机,是将原料石墨片与触媒片相间放置在合成块中的合成腔体内,再将合成块安放在顶压机几个顶锤的中央。六面顶压机工作时,六个顶锤同时向中央顶进,在大电流的作用下,合成块腔体内的石墨片受到强大的高温高压作用,使得转化为金刚石晶体。这种顶压技术所用的合成块,其合成腔体为园柱状,在结构上是不合理的。因为合成块是个立方体,而合成块内的合成腔体为园柱状,使得合成腔体的容积没有达到最大有效程度,即它没有达到最大限度地利用设备能力和合成块内的有效空间,限制了产量,这种结构造成了浪费。本技术的目的是设计一种合理的合成块合成腔体,增加其容积,最大限度地发挥设备潜力,即将合成块的腔体扩大,使等体积的合成块在同样工作条件下提高人造金刚石的产量。附附图说明图1为合成块填料后的结构示意图,附图2为改进前园柱状合成腔体腑视图,附图3为改进后方柱状合成腔体腑视图。图中1为合成腔体,2为叶蜡石合成块,3为石墨片,4为触媒片,5为导电钢碗。本技术的技术方案是这样实现的,将合成块内合成腔体,由直径为a的园柱状腔体改成边长为a的方柱状腔体。即将叶蜡石块的中腔改为方柱状,当然合成中,填充的石墨片和触媒片也改为相应的方形。经过150多次的人造金刚石试验,其工作压力、温度均匀,达到规定指标,所获得的金刚石晶体质量,与园柱状腔体的产品质量相同,达到了本技术的目的。方柱状腔体体积大于圆柱状腔体体积,增加了产量,证明了合成块采用方柱状腔体是可行的。这种方柱状腔体结构的好处是1.增加了腔体容积,产量高。若方柱状腔体边长为a,则断面积为S1=a2,圆柱状腔体直径为a,其横断面积为S2=πa2/4因此S1/S2=4/3.14=1.273。由此可知用圆柱状腔体直径a作方柱状腔体的边长,可使合成腔体横断面积增大27.3%,这就意味着产量可以提高27.3%。2.合成块采用方柱状腔体,不仅打破了传统,而且使壁厚相等,从而可使其承受的压力和温度均匀,有利于金刚石的成核和长大。3.提高了触媒材料利用率。因为圆柱状腔体结构中所采用的触媒片为圆形,是用片材或带材冲压而成,其利用率不超过60%,剩下40%的边角料需要回收再熔炼和加工,全国每年需要二次加工的边角料达数十吨,如果改为方形触媒片,则可提高材料利用率,减少二次加工,还可降低成本。4.改圆柱状腔体为方柱状腔体有着重要经济意义,据有关单位不完全统计,全国拥有600T-800T的六面顶压机652台,人造金刚石总产量每年在6000万-8000万克拉之间,只要腔体改圆柱状为方柱状,按提高生产能力27.3%计算,即可使全国金刚石产量每年增加约2000万克拉。其价值为6000万-8000万元,相当于每台顶压机每年增值10万元左右,同时相当于全国增添了180多台同类型的顶压机,仅此一项又可节约3600多万元的设备投资。所以本技术具有明显的推广意义。这种六面顶压机合成块方柱状合成腔体结构,不仅适用于人造金刚石的生产,同样适用于聚晶金刚石、金刚石复合片以及立方氮化硼等材料的合成,可以同样实现增产节约效果,且保证质量。权利要求1.一种用于生产超硬度材料(特别是人造金刚石、聚晶金刚石、金刚石复合片以及立方氮化硼等材料)的六面顶压机,其合成块内的合成腔体,本技术的特征在于合成腔体为方柱状结构,即横断面为方形。专利摘要一种六面顶压机合成块,本技术的特点是,将合成块内合成腔体由现有的圆柱状改成方柱状结构,可以提高生产率27.3%,还可以提高原材料利用率,并保证产品质量符合要求,适用于人造金刚石、聚晶金刚石、金刚石复合片以及立方氮化硼等超硬度材料的生产。文档编号B01J3/06GK2079082SQ9022550公开日1991年6月19日 申请日期1990年12月1日 优先权日1990年12月1日专利技术者马金凯, 王永强, 李竹兴, 石天宝, 董宝珍, 支恒 申请人:煤炭科学研究总院西安分院钻探研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产超硬度材料(特别是人造金刚石、聚晶金刚石、金刚石复合片以及立方氮化硼等材料)的六面顶压机,其合成块内的合成腔体,本实用新型的特征在于:合成腔体为方柱状结构,即横断面为方形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:马金凯王永强李竹兴石天宝董宝珍支恒
申请(专利权)人:煤炭科学研究总院西安分院钻探研究所
类型:实用新型
国别省市:87[中国|西安]

相关技术
    暂无相关专利
网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1