CN102019154A - 聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 - Google Patents
聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102019154A CN102019154A CN 201010616957 CN201010616957A CN102019154A CN 102019154 A CN102019154 A CN 102019154A CN 201010616957 CN201010616957 CN 201010616957 CN 201010616957 A CN201010616957 A CN 201010616957A CN 102019154 A CN102019154 A CN 102019154A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diamond
- composite polycrystal
- pipe
- synthetic
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
一种聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体，其合成腔体是在石墨管的两端面分别连接有一块导热金属板，在每一块所述的导热金属板的外侧各连接有一块电阻片；其合成方法是将聚晶金刚石复合片坯料装入所述石墨管的内孔中，在聚晶金刚石复合片坯料与所述石墨管之间填充绝缘导热材料，测量所述两块导热金属板之间的电阻值，并根据该值设定所述了电阻片的电阻值，在烧结聚晶金刚石复合片坯料时通过对两端电阻片通电及加压，使烧结聚晶金刚石复合片坯料在获得较为均匀的受热条件下烧结获得聚晶金刚石复合片。本发明与现有技术相比，可以解决现有聚晶金刚石复合片合成方法在加压加热烧结工艺中对坯料加热的温度梯度大而影响产品质量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及硬质材料制造技术领域，特别是一种在采用静高压法合成聚晶金刚石复合片工艺中，用于烧结合成聚晶金刚石复合片的工具。
背景技术
聚晶金刚石复合片具有金刚石的耐磨性和强度以及硬质合金基体材料的韧性和可焊接性，是一种优良的切削工具与耐磨材料，广泛的应用于机械加工工具、石油与地质钻头、砂轮修整工具等。
采用静高压法合成聚晶金刚石复合片，温度梯度决定着聚晶金刚石复合片的质量稳定性。合成块的组装方式决定着腔体内的温度分布，因此，组装不同，温度梯度会有所不同。此外，在进入高温高压合成阶段后，由于组装方式无法改变，因此合成过程中已经无法依靠改变组装方式来调整合成腔体内的温度梯度。可以说，就目前的技术而言，在合成过程中还不能做到对温度梯度的随意调控。烧结聚晶金刚石复合片的过程中，如果腔体中金刚石聚晶层处于较大的温度梯度下会带来如烧结组织结构不均匀，出现“架桥”，黑心现象，并且聚晶金刚石复合片制品稳定重复性差，局部残余应力较大，严重的影响聚晶金刚石复合片工具的性能。
现有采用静高压法合成聚晶金刚石复合片的烧结工艺中，所用的聚晶金刚石复合片合成腔体是由石墨管制成，对坯料的加热热源是通电状态下石墨管的管壁，而在石墨管两端产生的热量极小，这种条件下烧结合成聚晶金刚石复合片坯料其产生的温度梯度大，便会发生上述“架桥”，黑心现象。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体，这种方法可以解决现有聚晶金刚石复合片合成方法在加压加热烧结工艺中对坯料加热的温度梯度大而影响产品质量的问题。
为了解决上述问题，本发明的聚晶金刚石复合片的合成方法是：
A、将聚晶金刚石复合片坯料装入石墨管内孔中，在聚晶金刚石复合片坯料与所述石墨管之间填充绝缘导热材料，然后在所述石墨管的两端各放置一块导热金属板；
B、测量所述两块导热金属板之间的电阻值，测量所述两块导热金属板之间的电阻值，根据该电阻值及所述石墨管两端所需要的发热量制作两块设定了电阻值的电阻片，将这两块电阻片分别连接在所述两块导热金属板的外侧面；所述电阻片的电阻值设定是通过平衡这两块电阻片在接通加热电源时所产生的热量与上述两块导热金属板之间的电阻值所反映所述石墨管所产生的热量相配合，使聚晶金刚石复合片坯料在烧结时不仅从侧面的所述石墨管受热，还从石墨管两端电阻片通过的导热金属板受热，使聚晶金刚石复合片坯料在烧结加热是受热较为均匀，减小加热梯度；
C、在烧结所述聚晶金刚石复合片时，将所述石墨管放入加压腔内，对所述两块电阻片接通加热电源及施加压力，使所述聚晶金刚石复合片坯料在高温高压下完成烧结合成聚晶金刚石复合片。
本发明的聚晶金刚石复合片的合成腔体有一段石墨管，在该石墨管的两端面分别连接有一块导热金属板，在每一块所述的导热金属板的外侧连接有一块电阻片。
上述的聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体中，所述的电阻片可用碳片充当，所述导热金属板一般采用铜板充当。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1．通过电阻片辅助加热能够调节腔体内加热的轴向温度梯度，使聚晶金刚石复合片层能够在温场均匀的条件下烧结，合成重复性好，可操作性强。
2．通过电阻片辅助加热对腔体温场的改善，合成的金刚石聚晶层中热残余应力分布较均匀，并且应力较低。
3．烧结的聚晶金刚石复合片样品稳定性好，没有出现黑心等缺陷现象，聚晶金刚石复合片的边缘与中心的结构性能较一致。
附图说明
图1是聚晶金刚石复合片装在聚晶金刚石复合片合成腔体内的结构示意图。
具体实施方式
实施例1——制造8毫米的金刚石复合片：
用于烧结聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石复合片合成腔体如图1所示，该腔体有一段内径为17毫米，外径为20毫米，长度为24毫米的石墨管5，在石墨管5的两端面分别连接有一块由铜材制成的导热金属板3、8，在导热金属板3的外侧连接有一块由碳材制成的电阻片1，在导热金属板8的外侧连接有一块由碳材制成的电阻片7，在电阻片1的外侧设有固定环2，在电阻片7的外侧设有固定环9。
本发明的聚晶金刚石复合片合成方法，包含有下列步骤：
A、将聚晶金刚石复合片坯料6装入石墨管5内孔中，在聚晶金刚石复合片坯料6与石墨管5之间填充绝缘导热材料4，然后在石墨管5的两端各放置一块导热金属板3、8；
B、测量两块导热金属板3、8之间的电阻值，根据该电阻值及石墨管5两端所需要的发热量用碳材制作两块设定了电阻值的电阻片1、7，这两块由碳材制成的电阻片厚度为1.5毫米，直径为8毫米的电阻片1、7，这两块电阻片1、7每一块电阻值为两块导热金属板3、8之间的电阻值的1/4，将这两块电阻片1、7分别连接在两块导热金属板3、8的外侧面；
C、在烧结所述聚晶金刚石复合片时，将石墨管5放入加压腔内，对所述两块电阻片1、7接通加热电源并施加压力，使聚晶金刚石复合片坯料6在5.5GPa，1350℃条件的高温高压条件下完成烧结合成聚晶金刚石复合片，所制得的聚晶金刚石复合片质地均匀，性能稳定。
Claims (4)
1.一种聚晶金刚石复合片的合成方法，其特征在于：
A、将聚晶金刚石复合片坯料（6）装入石墨管（5）的内孔中，在聚晶金刚石复合片坯料（6）与所述石墨管（5）之间填充绝缘导热材料（4），然后在所述石墨管（5）的两端各放置一块导热金属板（3、8）；
B、测量所述两块导热金属板（3、8）之间的电阻值，根据该电阻值及所述石墨管（5）两端所需要的发热量制作两块设定了电阻值的电阻片（1、7），将这两块电阻片（1、7）分别连接在所述两块导热金属板（3、8）的外侧面；
C、在烧结所述聚晶金刚石复合片时，将所述石墨管（5）放入加压腔内，对所述两块电阻片（1、7）接通加热电源并施加压力，使所述聚晶金刚石复合片坯料（6）在高温高压下完成烧结合成聚晶金刚石复合片。
2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片的合成方法，其特征在于：所述电阻片（1、7）是碳片，所述导热金属板（3、8）是铜板。
3.一种聚晶金刚石复合片的合成腔体，有一段石墨管（5）其特征在于：所述该石墨管（5）的两端面分别连接有一块导热金属板（3、8），在每一块所述的导热金属板（3、8）的外侧各连接有一块电阻片（1、7）。
4.根据权利要求3所述的聚晶金刚石复合片的合成腔体，其特征在于：所述电阻片（1、7）是碳片，所述导热金属板（3、8）是铜板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010616957 CN102019154A (zh) | 2010-12-31 | 2010-12-31 | 聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010616957 CN102019154A (zh) | 2010-12-31 | 2010-12-31 | 聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102019154A true CN102019154A (zh) | 2011-04-20 |
Family
ID=43861182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010616957 Pending CN102019154A (zh) | 2010-12-31 | 2010-12-31 | 聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102019154A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102671612A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-09-19 | 苏州市金翔钛设备有限公司 | 电加热反应釜 |
| CN104759239A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种大直径聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 |
| CN107107198A (zh) * | 2014-11-10 | 2017-08-29 | 史密斯国际有限公司 | 用于高温高压压机的具有定制的电阻特性的石墨加热器及制成的产品 |
| CN107376787A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-11-24 | 河南理工大学 | 一种快速合成大体积高导电多孔金刚石电极的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2161406Y (zh) * | 1993-04-28 | 1994-04-13 | 石油大学(华东) | 聚晶金刚石复合片专用真空钎焊机 |
| US6258139B1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-07-10 | U S Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond cutter with an integral alternative material core |
| US20040010977A1 (en) * | 2000-06-13 | 2004-01-22 | Klaus Tank | Composite diamond compacts |
-
2010
- 2010-12-31 CN CN 201010616957 patent/CN102019154A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2161406Y (zh) * | 1993-04-28 | 1994-04-13 | 石油大学(华东) | 聚晶金刚石复合片专用真空钎焊机 |
| US6258139B1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-07-10 | U S Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond cutter with an integral alternative material core |
| US20040010977A1 (en) * | 2000-06-13 | 2004-01-22 | Klaus Tank | Composite diamond compacts |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102671612A (zh) * | 2012-06-04 | 2012-09-19 | 苏州市金翔钛设备有限公司 | 电加热反应釜 |
| CN107107198A (zh) * | 2014-11-10 | 2017-08-29 | 史密斯国际有限公司 | 用于高温高压压机的具有定制的电阻特性的石墨加热器及制成的产品 |
| CN107107198B (zh) * | 2014-11-10 | 2019-08-30 | 史密斯国际有限公司 | 用于高温高压压机的具有定制的电阻特性的石墨加热器及制成的产品 |
| US10668539B2 (en) | 2014-11-10 | 2020-06-02 | Smith International, Inc. | Graphite heater with tailored resistance characteristics for HPHT presses and products made therein |
| CN104759239A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-08 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种大直径聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 |
| CN107376787A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-11-24 | 河南理工大学 | 一种快速合成大体积高导电多孔金刚石电极的方法 |
| CN107376787B (zh) * | 2017-08-24 | 2020-01-03 | 河南理工大学 | 一种快速合成大体积高导电多孔金刚石电极的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108165859B (zh) | 一种大尺寸无粘结相纯碳化钨硬质合金的sps烧结方法 | |
| CN102019154A (zh) | 聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 | |
| CN104749210B (zh) | 一种利用压力试验机测量岩石热线膨胀系数的方法 | |
| CN106841297B (zh) | 一种多功能固体材料热物性测试装置及方法 | |
| CN103523792B (zh) | LaB6多晶体、其制备方法及包括其的LaB6阴极 | |
| CN102773991B (zh) | 金属螺杆及其制备方法 | |
| CN105301041B (zh) | 一种电容式火炸药热膨胀体积测量系统 | |
| CN108152145A (zh) | 模拟烃源岩高温热解过程中裂缝发育的实验装置和方法 | |
| CN103498662A (zh) | 一种水泥环结构完整性力学实验装置 | |
| CN109238513B (zh) | 用于干体式校验器的校验套筒和干体式校验器 | |
| CN103128599A (zh) | 一种用于高速钻削加工的切削温度监测装置 | |
| CN107290221B (zh) | 用于原位中子衍射的高温高压加载装置 | |
| CN104390867A (zh) | 稠油热采套管用金属材料热蠕变性能预测试验装置及方法 | |
| CN105327655A (zh) | 一种用于合成聚晶复合片的组装件及方法 | |
| CN100528421C (zh) | 一种二硅化钼与不锈钢的连接方法 | |
| CN205607568U (zh) | 一体式光纤f-p腔压力传感器 | |
| Yan et al. | Pressure calibration in solid pressure transmitting medium in large volume press | |
| CN103170629A (zh) | 烧结机及制造烧结体的方法 | |
| Chen et al. | Application of reaction sintering to the manufacturing of a spacecraft combustion chamber of SiC ceramics | |
| CN104959080B (zh) | 用于合成金刚石、立方氮化硼烧结体的腔体组装及组装方法 | |
| CN104759239A (zh) | 一种大直径聚晶金刚石复合片的合成方法及合成腔体 | |
| CN101118186B (zh) | 一种高温连续测温系统及测温管的制造方法 | |
| Robert et al. | High-temperature deformation of volcanic materials in the presence of water | |
| CN107014699B (zh) | 用于测量材料高温压缩性能的外辅热装置及测试装置 | |
| CN205991953U (zh) | 一种立式高温热膨胀仪的位移测量系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110420 |