CN202823301U - 一种金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种合金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块结构，它由叶腊石块、导电钢圈、片装发热体、耐温堵头四大部分组成。该结构与传统结构相比具有温度分布均匀、复合片质量稳定，合成腔体大、可生产复合片直径大等优点，非常适合高质量大直径金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片的制造。
Description
技术领域
本实用新型涉及超硬材料制品领域，特别涉及一种合金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块结构，主要用于大直径金刚石、立方氮化硼复合片生产。
背景技术
金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片是指在金刚石或立方氮化硼磨粒中添加少量金属或非金属粘结剂，经高温、高压合成制得的超硬复合材料，因其具有诸如：硬度高、导热性好、抗冲击性能高等优异性能，而被广泛应用于油田矿山开采、基础设施建设、房屋维修、机械加工、地质勘探等领域，随着科学技术的发展，还成为微电子、通讯、航天等高科技领域不可缺少的关键材料。
我国超硬材料及制品行业自上世纪七十年代以来实现了迅猛发展，已经成为了世界超硬材料第一制造大国，但单晶材料生产比例较大，超硬复合材料生产规模较小，特别中高端刀具材料市场一直由外国企业所控制，例如高品级大尺寸刀具用复合片、用于硬地层的石油用复合片等等，我国企业在产量和质量上均与国外著名企业有明显差距，大部分产品需要进口。
高温、高压生产过程中使用的合成块结构，成为制约目前国产金刚石复合片的质量及其规格的主要因素之一。如图1所示，它包括叶腊石块12以及位于叶腊石块圆孔中的导电钢圈11，在导电钢圈11的内部设置加热管式发热体13，加热管式发热体13的内部设置复合片坯体14。由于现有技术多采用加热管式发热体，合成腔体温度场外部高、中心低，严重影响复合片质量的均一性；另外环套式加热管内部必须添加厚厚的绝缘套管，套管内部才是复合片，因此严重制约了复合片产品的外径尺寸。
实用新型内容
本实用新型提供一种合金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块结构，它与传统结构相比具有温度分布均匀、复合片质量稳定，合成腔体大、可生产复合片直径大等优点，非常适合高质量大直径金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片的制造。
一种金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块，它包括叶腊石块及位于叶腊石块通孔Ⅰ中的导电钢圈，在叶腊石块内还设有与通孔Ⅰ相垂直的通孔Ⅱ，通孔Ⅱ内设置复合片坯体，复合片坯体外围为耐温堵头；在复合片坯体与导电钢圈相接处的通孔Ⅰ内设置片式辅助发热体；在复合片坯体中间、且与复合片坯体轴向平行的通孔Ⅱ内设置片式主发热体。
所述片式辅助发热体的厚度为0.6-1.5mm；片式主发热体的厚度为0.4-1.2mm。
所述导电钢圈的直径为21-48mm，壁厚为1.0-3mm，高度9-20mm。
所述耐热堵头为圆形片状，其材质为叶腊石、白云石、氧化铝或氧化锆。
采用上述技术方案的本实用新型，采用片状发热体代替原有加热管式发热体，主发热体与复合片烧结段平行，产生热量直接作用于复合片，在辅助发热体的配合下使得温度场十分均匀，复合片质量的均匀性明显提高；另一方面免去套在复合片上加热管式发热体和厚厚的绝缘套管，使得同等设备可生产复合片直径大大增加。
附图说明
图1为常规金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块结构。
图2为本实用新型一种合金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块结构。
具体实施方式
如图2所示，一种金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块，它包括叶腊石块2及位于叶腊石块通孔Ⅰ6中的导电钢圈1，在叶腊石块内还设有与通孔Ⅰ相垂直的通孔Ⅱ7，通孔Ⅱ7内设置复合片坯体5，复合片坯体5外围为耐温堵头4；在复合片坯体5与导电钢圈1相接处的通孔Ⅰ6内设置片式辅助发热体31；在复合片坯体5中间、且与复合片坯体5轴向平行的通孔Ⅱ7内设置片式主发热体32。
上述的片式辅助发热体31的厚度为0.6-1.5mm，即可以为0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm中的任意值；片式主发热体32的厚度为0.4-1.2mm，即可以为0.4mm、0.8mm、1mm、1.2mm中的任意值。导电钢圈1的直径为21-48mm，壁厚为1.0-3mm，高度9-20mm，即导电钢圈1的直径可以为21mm、壁厚1mm、高9mm；导电钢圈1的直径还可以为48mm、壁厚3mm、高20mm；导电钢圈1的直径还可以为30mm、壁厚2mm、高15mm等等。
耐热堵头4为圆形片状，其本质上来讲是圆柱体，但由于高度比直径小的多，所以称之为“圆形片状”。且耐热堵头4的材质为叶腊石、白云石、氧化铝或氧化锆等耐温隔热陶瓷。
叶腊石块的边长为55-76mm，即可以为55mm、60mm、76mm中的任意值，其中心孔与导电钢圈和耐温堵头匹配，其间隙为0.2-0.4mm；叶腊石块组织均匀，密度≥2.2g/ c m3c。
制备时，将以上配件与金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片坯体共同进行组装，形成图示结构块。然后按照常规方法将结构块放入六面顶压机进行合成即可得到直径较大的优质复合片。
Claims (4)
1.一种金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块，它包括叶腊石块（2）及位于叶腊石块通孔Ⅰ（6）中的导电钢圈（1），其特征在于：在叶腊石块内还设有与通孔Ⅰ相垂直的通孔Ⅱ（7），通孔Ⅱ（7）内设置复合片坯体（5），复合片坯体（5）外围为耐温堵头（4）；在复合片坯体（5）与导电钢圈（1）相接处的通孔Ⅰ（6）内设置片式辅助发热体（31）；在复合片坯体（5）中间、且与复合片坯体（5）轴向平行的通孔Ⅱ（7）内设置片式主发热体（32）。
2.根据权利要求1所述的金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块，其特征在于：所述片式辅助发热体（31）的厚度为0.6-1.5mm；片式主发热体（32）的厚度为0.4-1.2mm。
3.根据权利要求1所述的金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块，其特征在于：所述导电钢圈（1）的直径为21-48mm，壁厚为1.0-3mm，高度9-20mm。
4.根据权利要求1所述的金刚石或立方氮化硼/硬质合金复合片用合成块，其特征在于：所述耐热堵头（4）为圆形片状，其材质为叶腊石、白云石、氧化铝或氧化锆。
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