CN202061609U - 一种斜体式金刚石合成块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种斜体式金刚石合成块，包括石墨柱、石墨柱两端的导电钢圈和石墨柱与导电钢圈外围的叶蜡石块，导电钢圈内填充有叶蜡石环与白云石环，石墨柱外围设有加热元件，加热元件与石墨柱之间设有绝缘元件，所述叶蜡石块由相互扣合的两个半块构成，两个扣合的半块中部形成石墨柱腔，每个半块的外形为三棱柱形。形成斜体式叶蜡石块，其结合缝在叶蜡石块的边角处，与非加热顶锤的中间部位错开，热气体不能冲向非加热顶锤，可以明显减缓非加热顶锤热疲劳，有效保护顶锤，大大降低非加热顶锤的破裂数量，减少裂锤事故发生，大大降低了硬质合金顶锤的消耗，降低了生产成本。

Description

一种斜体式金刚石合成块

技术领域

本实用新型属于超硬材料合成技术领域，特别涉及一种斜体式金刚石合成块。

背景技术

在超硬材料合成领域，国内主要采用的是六面顶合成压机静压触媒法。静压触媒法合成金刚石的六面顶合成压机所对应的六个铰链梁有六个顶面，分别为：右顶面方向、前顶面方向、上顶面方向、左顶面方向、后顶面方向和下顶面方向，左、后、下顶面方向又称为固定顶面。超高温高压条件下的六面体合成块是由石墨与触媒混合粉制成的石墨柱、石墨柱外围的绝缘元件和加热元件、石墨柱两端的导电钢圈、传压密封介质按照一定方式组装而成的块状体。具体组装方式为：从外到内依次组装，外围采用叶蜡石与白云石复合介质作为传压密封材料，两端采用导电钢圈进行通电加热，导电钢圈与内侧的加热元件紧密接触，通电时通过导电钢圈使加热元件本身发热，然后经过加热元件内侧紧密接触的绝缘元件将热量传至与绝缘元件内侧紧密接触的石墨柱，使石墨与触媒在超高温高压条件下转化为金刚石。

在合成过程中，使六面体合成块的左、后、下方向的三个面与固定顶面对应且贴紧，然后在液压力的作用下推动右、前、上三个活动顶面前进，使之贴紧六面体合成块的另外三个面，合成压机顶面与合成块六面吻合后，同时前进加压至合成转化条件，使六面体合成块内的石墨转化为金刚石。

    随着技术的不断进步，合成金刚石所用的设备和合成腔体逐步扩大，合成腔体的扩大也使叶蜡石块随之扩大。合成块越大，在其压制过程中，两端与中间压制密度往往会存在差异化，这种差异直接影响到叶蜡石块的传压与密封性能。为了保证叶蜡石块的传压与密封性能，在压制过程中，把叶腊石块压制成两个均等的一分为二的矩形半块，组装时组合起来即可，由于半块体积小，可以保证压制密度的均匀一致性。

由于在合成金刚石的前期，需要热量使石墨粉与金属粉熔融渗透，从而使石墨转化为金刚石，该过程为吸热过程；金刚石成核后随着时间的延长开始长大，在外部热量恒定供应的条件下，随着时间的延长，合成腔内温度是一个不断上升的趋势，该过程为放热过程。因此，金刚石合成工艺主要分为前期的成核吸热过程和后期的生长长大放热过程。在金刚石生长放热过程中，伴随着有气体产生，并存在于叶蜡石块内部，上述气体往往会从组装而成的两半块之间的结合缝向外冲，气体冲出部位对应的是四个非加热顶锤，冲向非加热顶锤的热气体会加速非加热顶锤热疲劳，甚至将非加热顶锤击裂，造成裂锤事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种既能保证传压与密封性能、又可有效保护非加热顶锤的斜体式金刚石合成块。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种斜体式金刚石合成块，包括石墨柱、石墨柱两端的导电钢圈和石墨柱与导电钢圈外围的叶蜡石块，导电钢圈内填充有叶蜡石环与白云石环，石墨柱外围设有加热元件，加热元件与石墨柱之间设有绝缘元件，其特征在于：所述叶腊石块由相互扣合的两个半块构成，两个扣合的半块中部形成石墨柱腔，每个半块的外形为三棱柱形。

所述半块的扣合面上设有相互配合的凹槽与凸块。

所述半块石墨柱腔内壁设有凹槽，凹槽内设有白云石衬管。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、叶腊石块由相互扣合的两个半块构成，两个扣合的半块中部形成石墨柱腔，每个半块的外形为三棱柱形，形成斜体式叶腊石块，其结合缝在叶蜡石块的边角处，即压机的六个顶面和六面体合成块贴紧加压吻合后，叶蜡石块的结合缝在密封边处，由于密封边被高压挤压的紧密啮合，不存在缝隙，同时也不在非加热顶锤的中间部位，热气体不能冲向非加热顶锤，可以明显减缓非加热顶锤热疲劳，有效保护顶锤，大大降低非加热顶锤的破裂数量，减少裂锤事故发生，大大降低了硬质合金顶锤的消耗，降低了生产成本。另外，本实用新型的叶腊石块压制体积小，在压制过程中，可以保证压制密度的均匀一致性。

2、在半块的扣合面上设有相互配合的凹槽与凸块，提高叶腊石块的稳定性与牢固性，使用时将凸块扣装进凹槽内即可，组装简便。

3、本实用新型可以使裂锤数量大大降低，减少事故发生，降低生产成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中叶腊石块未扣合的俯视图。

具体实施方式

如图1、图2所示的斜体式金刚石合成块，其包括石墨柱5、石墨柱5两端的导电钢圈2和石墨柱5与导电钢圈2外围的叶蜡石块，石墨柱5由石墨和触媒粉压制而成，导电钢圈2内填充有叶蜡石环7与白云石环8，导电钢圈2设置在石墨柱5的两端，叶蜡石块设置在石墨柱5与导电钢圈2的外围。所述叶腊石块由相互扣合的两个半块1构成，两扣合的半块1中部形成石墨柱腔，用于安装石墨柱5。为了提高叶腊石块的稳定性与牢固性，在每个半块1的扣合面11上设有相互配合的凹槽9与凸块10，使用时将凸块10扣装进凹槽9内即可。凹槽9与凸块10为相适配的圆柱形、长方体或者棱柱。

在石墨柱5外围设有加热元件，加热元件由外至内向石墨柱5导热，加热元件由包裹在石墨柱5外周面上的加热管3和石墨柱5两端面上的加热片31构成，在加热元件和石墨柱5之间设有绝缘元件4。在三棱柱半块1的石墨柱腔内壁设有凹槽，凹槽内设有白云石衬管6，白云石衬管6能有效阻止叶蜡石块在高温高压下发生相变，为金刚石的生长提供一个均匀而又稳定的压力温度场、降低合成表压，从而提高金刚石的产量和质量。

本实用新型组装时，先把石墨柱5装进绝缘元件4内，再把石墨柱5与绝缘元件4一起套装于加热元件内，然后将其装进带凸块10的半块1内，最后把带凹槽9的另一个半块1扣合上即可。如此形成斜体式叶腊石块，其结合缝可以阻止热气体直接冲出，并且可以大幅度减少热气体的冲出量，可以明显减缓非加热顶锤热疲劳，有效保护顶锤，大大降低非加热顶锤的破裂数量，减少裂锤事故发生，降低生产成本。

Claims (3)

1.一种斜体式金刚石合成块，包括石墨柱、石墨柱两端的导电钢圈和石墨柱与导电钢圈外围的叶蜡石块，导电钢圈内填充有叶蜡石环与白云石环，石墨柱外围设有加热元件，加热元件与石墨柱之间设有绝缘元件，其特征在于：所述叶腊石块由相互扣合的两个半块构成，两个扣合的半块中部形成石墨柱腔，每个半块的外形为三棱柱形。

2.如权利要求1所述的斜体式金刚石合成块，其特征在于：所述半块的扣合面上设有相互配合的凹槽与凸块。

3.如权利要求1或2所述的斜体式金刚石合成块，其特征在于：所述半块石墨柱腔内壁设有凹槽，凹槽内设有白云石衬管。

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