合成超硬材料用组装件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种合成超硬材料用组装件，属于超硬材料合成领域。该组装件包括具有中空腔的叶腊石复合块，在所述中空腔的两端自端部向所述中空腔中心方向依次对称叠层设置导电钢帽、叶腊石环、白云石环、石墨片；在两个所述石墨片之间设置有加热管，自所述加热管内侧依次套设有氧化镁杯、铁杯，所述铁杯内部设置有合成柱，所述加热管为加热钢管。该组装件采用间接加热系统，扩大了合成柱的体积，减少了合成时间，增加了单产。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于合成超硬材料的组装件，属于超硬材料(金刚石、立方氮化硼等)合成领域。
技术介绍
金刚石、立方氮化硼两种超硬材料由于具有优异的力学、热学、光学、电学和化学等综合性能，而被广泛应用于机械加工、建材、石油开采等领域。当前，金刚石、立方氮化硼的合成多采用高温高压静态合成，提供高温高压条件的设备主要有六面顶液压机和两面顶液压机，在进行超硬材料合成时，金刚石合成柱或者立方氮化硼合成柱置于作为密封介质的正六面体合成块的组装件的中空腔中。原来合成超硬材料依靠合成柱本身的电阻发热(称为直接加热系统)，需要的电流很高，合成设备很容易‘放炮’引起钉锤破碎，生产成本较高，企业的经济效益较低。现在合成超硬材料依靠石墨片和石墨管发热材料发热(称为间接加热系统)，与依靠合成柱本身电阻发热对比大大降低了合成电流，目前，合成人造金刚石的合成结构98%采用石墨纸间接加热系统(石墨管厚度在0.9_左右)，采用氧化杯作为绝缘材料，只有极少数采用直接加热系统进行合成。使用直接加热系统耗电量比间接加热结构的耗电量大1/3，同时合成时钉锤表面的温度较高，对压机的稳定性和钉锤的质量提出了很高的要求，钉锤损耗一般为间接加热系统的3倍，所以只有极少数厂家使用。下面对现有的采用石墨片和石墨管发热材料作为发热体的间接加热的用于合成超硬材料的组装件做简单介绍，参见图3，包括具有中空腔的叶腊石复合块1，在所述中空腔的两端自端部向所述中空腔中心方向依次对称设置有导电钢帽2、叶腊石环3、保温传压介质白云石环4、发热材料石墨片5 ;在两个所述石墨片5之间设置有发热材料石墨管62，自所述石墨管62内侧依次套设有绝缘材料氧化镁杯7、屏蔽材料铁杯8，所述铁杯8内部中空腔设置生长超硬材料用的超硬材料合成柱9。虽然现在合成超硬材料依靠石墨片和石墨管发热材料发热，与依靠合成柱本身电阻发热相比大大降低了合成电流，但是由于石墨片和石墨管的电阻较小，所以升温慢，合成时间较长，对叶腊石复合块的质量要求较高，并且石墨片的厚度在2_，石墨管的厚度在Imm左右，从而导致合成腔体在同样的叶腊石复合块外方的情况下缩小较大，影响合成超硬材料的产量，企业的经济效益相对增加不大。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种合成超硬材料用组装件，该组装件采用间接加热系统，扩大了合成柱的体积，减少了合成时间，增加了单产。本技术提供的合成超硬材料用组装件，包括具有中空腔的叶腊石复合块，在所述中空腔的两端自端部向所述中空腔中心方向依次对称叠层设置导电钢帽、叶腊石环、白云石环、石墨片；在两个所述石墨片之间设置有加热管，自所述加热管内侧依次套设有绝缘的氧化镁杯、铁杯，所述铁杯内部设置有合成柱，所述加热管为加热钢管。优选地，所述加热钢管的厚度为0.2-0.5mm。优选地,所述石墨片的厚度在0.5-1.5mm。优选地，所述具有中空腔的叶腊石复合块是正六面体。优选地，所述叶腊石复合块的长度为40-80mm，所述导电钢帽的高度为10-16.5mm,所述叶腊石环的厚度为4_9mm,所述白云石环的厚度为4_8mm,所述氧化镁杯的高度为10_25mm，所述铁杯的厚度为0.2-0.35mm，所述合成柱的高度为20_45mm。优选地，所述导电钢帽由大片部和在所述大片部中间设置的小碗部构成，所述叶蜡石环和所述白云石环套设在所述小碗部的外侧，所述小碗部的自由端与所述石墨片接触。优选地，所述小碗部的内部填充有白云石。本技术的有益效果:该组装件采用了间接加热系统，左右、上下和前后均为对称结构，合理设计了各种元件的形状和尺寸，使其在保证钉锤安全的情况下最大限度的扩大了合成柱的体积，减少了合成时间，对叶腊石复合块的要求较低，增加了合成的单产，重复性很好，节省能源。本技术使用的加热钢管的厚度为0.2mm-0.5mm，材料为合金216钢管材料，其作为发热体，该同时相匹配的石墨片也由原来的2mm减为现在的I Omm左右，这样叶腊石的中空腔可以扩大1.0mm以上，从而扩大了合成柱的体积，缩短了合成时间2分钟以上，合成时电流稳定，温度容易控制，增加单产达到10%左右，所以增加企业的经济效益明显，同时减少了对原材料的损耗。上述这种独特的设计还可以降低合成时钉锤表面的温度(因为合成时加热的时间较短)，节省能源(加热时间短可以节省电能，腔体扩大可以减少对叶腊石资源的使用)，减少合成事故的发生，使合成企业的经济效益大大提高。本技术提高了腔体结构的安全性，降低了锤耗10%。附图说明图1是本技术的合成超硬材料用组装件的结构示意图；图2是本技术的钢帽结构示意图；图3是本技术的对比示意图-现有的通过石墨片和石墨管发热材料间接加热的合成超硬材料用组装件的结构示意图。其中，附图标记说明如下:1:叶腊石复合块，2:导电钢帽，3:叶腊石环，4:白云石环，5:石墨片，61:加热钢管，62:石墨管，7:氧化镁杯，8:铁杯，9:超硬材料合成柱，21 大片部，22:小碗部(即圆柱形部)。具体实施方式下面通过具体实施方式对本技术进行详细说明，但本技术并不限于此。本技术提供的合成超硬材料用组装件，参见图1和图2，包括具有中空腔的叶腊石复合块1，在所述中空腔的两端自端部向所述中空腔中心方向依次对称地叠层设有导电钢帽2、叶腊石环3、白云石环4、石墨片5 ;所述导电钢帽2包括大片部21以及在大片部21中间位置设置的圆柱形的小碗部22，其内部由白云石填充，小碗部22的外侧紧靠叶腊石环3和白云石环4的内壁，小碗部22的自由端与石墨片5接触；在两个所述石墨片5之间设置有加热钢管61，自所述加热钢管61内侧向所述中空腔中心方向依次套设有相对扣合的一对绝缘的氧化镁杯7和相对扣合的一对铁杯8，所述铁杯8内部设置超硬材料合成柱9，所述加热钢管61的外侧壁紧靠叶腊石复合块I的内壁，加热钢管61的两端部与石墨片5接触，所述加热钢管61为两端开口的中空加热钢管，所述钢管61为合金216钢管材料，厚度为 0.2-0.5mm。本技术中采用了石墨片5和加热钢管61作为发热体，采用氧化镁杯7作为绝缘材料，铁杯8作为屏蔽材料，所述氧化镁杯7和铁杯8为一端封闭的中空半圆筒状。作为一种优选实施方式，与所述加热钢管61相匹配的石墨片5的厚度为0.5-1.5_。这样可以进一步扩大合成柱的体积，从而增加单产。作为一种优选实施方式，所述叶腊石复合块I是具有中空腔的正六面体。更优选地，所述叶腊石复合块I的长度为40-80mm，所述钢帽2的高度为10-16.5mm，所述叶腊石环3的厚度为4-9mm,所述白云石环4的厚度为4_8mm,所述氧化镁杯7的高度为10_25mm,所述铁杯8的厚度为0.2-0.35mm，所述合成柱9的高度为20_45mm。各元尺寸的合理设计，使其在保证钉锤安全的情况下最大限度的扩大了合成柱的体积，减少了合成时间，增加合成单产，节省能源。当加热钢管或钢带的厚度为0.2mm，石墨片的厚度为0.9mm时，在相同的压机及顶锤锤面不变的情况下金刚石合成柱的直径可以扩大约1.4mm,同时因为合成时间缩短对叶腊石等附件的质量要求相对减小，可以把叶腊石的中空腔扩大，从而可进一步扩大了合成柱的尺寸；另外，合成柱的高度最少可以增加1.0mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成超硬材料用组装件，包括具有中空腔的叶腊石复合块（1），在所述中空腔的两端自端部向所述中空腔中心方向依次对称叠层设置导电钢帽（2）、叶腊石环（3）、白云石环（4）、石墨片（5）；在两个所述石墨片（5）之间设置有加热管（61），自所述加热管（61）内侧依次套设有绝缘的氧化镁杯（7）、铁杯（8），所述铁杯（8）内部设置有合成柱（9），其特征在于，所述加热管为加热钢管。

【技术特征摘要】
1.一种合成超硬材料用组装件，包括具有中空腔的叶腊石复合块(1)，在所述中空腔的两端自端部向所述中空腔中心方向依次对称叠层设置导电钢帽(2)、叶腊石环(3)、白云石环(4)、石墨片(5);在两个所述石墨片(5)之间设置有加热管(61)，自所述加热管(61)内侧依次套设有绝缘的氧化镁杯(7)、铁杯(8)，所述铁杯(8)内部设置有合成柱(9)，其特征在于，所述加热管为加热钢管。2.根据权利要求1所述的合成超硬材料用组装件，其特征在于， 所述加热钢管的厚度为0.2-0.5mm。3.根据权利要求1所述的合成超硬材料用组装件，其特征在于， 所述石墨片(5)的厚度在0.5-1.5mm。4.根据权利要求1所述的合成超硬材料用组装件，其特征在于， 所述具有中空腔的叶腊石...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐燕军，尹翔，田军辉，柳成渊，
申请(专利权)人：北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司， 安泰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11