CN204338115U - 超高压合成用的叶腊石组装块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超硬材料合成制造设备。一种超高压合成用的叶腊石组装块，包括中部带有圆柱形高压腔的带预制密封边的立方体叶腊石块，所述的叶腊石块的六个侧面均开设有凹槽，相邻两侧面的凹槽之间形成预制密封边，所述的各个凹槽的底部还向下开设有增压凹槽，所述增压凹槽的纵向截面呈等腰梯形，且增压凹槽的横向截面面积随增压凹槽深度的增加而减小，所述的增压凹槽内设有匹配贴合的增压块。本实用新型其高压腔压力可达8GPa以上，可以有效提高金刚石烧结体或立方氮化硼烧结体的物理机械性能。
Description
技术领域
本实用新型属于超硬材料制造领域，具体涉及一种超高压合成用的叶腊石组装块。
背景技术
叶腊石组装块是超高压高温合成金刚石或立方氮化硼单晶、或其烧结体的传压介质，它具有传压、绝缘、保温等优异的物理机械性能，是超硬材料制造领域不可缺少的辅助材料。叶腊石块中心的孔称之为高压腔，高压腔中放置超高压高温合成金刚石或立方氮化硼单晶、或其烧结体的原料。六面顶液压机活塞的推力通过安装在活塞头部的硬质合金顶锤传递到叶腊石组装块上，压缩叶腊石组装块，在高压腔中产生5.5GPa左右超高压力，可以满足合成金刚石或立方氮化硼单晶的需要，但并不能满足合成高品质金刚石或立方氮化硼烧结体的需要，合成高品质金刚石或立方氮化硼烧结体的高压腔中的压力最好在8GPa以上。
为此，实用新型专利ZL201320575742.8发明了一种高温高压合成模，其特点是在正立方体叶腊石块的四个侧面设置有凹坑，每个凹坑配置有侧向增压单元，同时在高压模腔的上下两端导电钢圈内面分别配置轴向增压单元，该实用新型可使模腔的最高压力提升20%以上，产生7GPa以上的超高压。由于这种合成模的模体采用正立方体叶腊石块的结构设计，叶腊石块在受压过程中流动变形较大，而且对增压单元的硬度或抗压强度缺乏明确要求，因此高压腔中的压力难以达到8GPa。
理论与实践证明：提高金刚石或立方氮化硼烧结体的合成压力，对于提高这两种烧结体的密度、硬度及耐磨性等物理机械性能具有显著效果，因此把高压腔的压力提高到8GPa以上是当前超硬材料制造领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种能使高压腔内压力达到8GPa以上的超高压合成用的叶腊石组装块。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种超高压合成用的叶腊石组装块，包括中部带有圆柱形高压腔的带预制密封边的立方体叶腊石块，所述的叶腊石块的六个侧面均开设有凹槽，相邻两侧面的凹槽之间形成预制密封边，所述的各个凹槽的底部还向下开设有增压凹槽，所述增压凹槽的纵向截面呈等腰梯形，且增压凹槽的横向截面面积随增压凹槽深度的增加而减小，所述的增压凹槽内设有匹配贴合的增压块。
所述的增压凹槽的形状为圆锥台形或正方锥台形，所述的增压块为与增压凹槽匹配的圆锥台形增压块或正方锥台形增压块。
匹配嵌入到叶腊石块中的增压块，其相邻两增压块之间的距离大于3mm；增压块的锥角为1°～45°。
所述的圆锥台形增压块的底面直径或正方锥台形增压块的底面边长比六面顶压机活塞前端的硬质合金顶锤顶面边长小2mm以上。
所述的增压块由硬度HRC>55的淬火钢或硬度HRA>80的硬质合金、工程陶瓷制成。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
本实用新型结构设计合理，通过在立方体叶腊石块上增设预制密封边、增压块并对其增压块的锥度、尺寸和与六面顶压机的相互关系进行设计，其达到了：①采用了带预制密封边的叶腊石块，可有效减少叶腊石块在受压过程中的流动变形，有利于高压腔中的超高压的形成与保持；②采用了高硬度或者说高抗压强度的材料来制造增压块，减少了增压块本身在受压过程中的塑性变形，可使高压腔获得更高的压力；③增压块的形状为圆锥台形或正方锥台形，提高了增压块本身的抗压强度，减少了增压块的塑性变形，也有利于高压腔获得更高的压力；④本实用新型结构简单、使用方便，可应用于大规模工业生产金刚石烧结体或立方氮化硼烧结体。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为增压块的结构示意图之一。
图3为增压块的结构示意图之二。
图中序号：1为带预制密封边的立方体叶腊石块、2为凹槽、3为预制密封边、4为增压凹槽、5为增压块、6为合成腔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。
参见图1、图2，本实用新型一种超高压合成用的叶腊石组装块，包括中部带有圆柱形高压腔6的带预制密封边的立方体叶腊石块1，所述的带预制密封边的立方体叶腊石块1的六个侧面均开设有凹槽2，相邻的两侧面之间的凹槽2之间形成预制密封边3，所述的各个凹槽2的底部还向下开设有增压凹槽4，所述增压凹槽4的形状呈圆锥台形，所述的增压凹槽4内设有匹配贴合的圆锥台形增压块5。圆锥台形增压块5的底面直径比六面顶液压机活塞前端的硬质合金顶锤顶面边长小3mm，相邻圆锥台形增压块4的最近距离为6mm，圆锥台形增压块5的锥角为5°，圆锥台形增压块5由硬度HRC65的淬火钢制造。
本实用新型在六面顶液压机上超高压高温合成金刚石或立方氮化硼烧结体时，在带预制密封边的立方体叶腊石块1的高压腔6内放进合成金刚石烧结体或立方氮化硼烧结体的原辅材料，再将其放进六面顶液压机中加压，由于圆锥台形增压块5在六面顶液压机活塞前端的硬质合金顶锤的压力驱动下，可使带预制密封边的立方体叶腊石块1内高压腔6的压力达到8GPa以上，从而有效提高金刚石烧结体或立方氮化硼烧结体的物理机械性能。
实施例二：参见图1、图3所示，本实施例与实施例一基本相同，相同之处不再重述，其不同之处在于：所述的增压凹槽的形状为正方锥台形，所述的增压块为正方锥台形增压块，正方锥台形增压块4的底面边长比六面顶液压机活塞前端的硬质合金顶锤顶面边长小4mm，相邻正方锥台形增压块4的最近距离为6mm，正方锥台形增压块的锥角为40°，正方锥台形增压块4由硬度HRA86的硬质合金制造。
该实施例同样可使带预制密封边的立方体叶腊石块1内高压腔6中的压力达到8GPa以上，为提高金刚石或立方氮化硼烧结体的性能提供技术支撑。
Claims (5)
1.一种超高压合成用的叶腊石组装块，其特征在于，包括中部带有圆柱形高压腔的带预制密封边的立方体叶腊石块，所述的叶腊石块的六个侧面均开设有凹槽，相邻两侧面的凹槽之间形成预制密封边，所述的各个凹槽的底部还向下开设有增压凹槽，所述增压凹槽的纵向截面呈等腰梯形，且增压凹槽的横向截面面积随增压凹槽深度的增加而减小，所述的增压凹槽内设有匹配贴合的增压块。
2.根据权利要求1所述的超高压合成用的叶腊石组装块，其特征在于，所述的增压凹槽的形状为圆锥台形或正方锥台形，所述的增压块为与增压凹槽匹配的圆锥台形增压块或正方锥台形增压块。
3.根据权利要求1所述的超高压合成用的叶腊石组装块，其特征在于，匹配嵌入到叶腊石块中的增压块，其相邻两增压块之间的距离大于3mm；增压块的锥角为1°～45°。
4.根据权利要求2所述的超高压合成用的叶腊石组装块，其特征在于，所述的圆锥台形增压块的底面直径或正方锥台形增压块的底面边长比六面顶压机活塞前端的硬质合金顶锤顶面边长小2mm以上。
5.根据权利要求1所述的超高压合成用的叶腊石组装块，其特征在于，所述的增压块由硬度HRC>55的淬火钢或硬度HRA>80的硬质合金、工程陶瓷制成。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2014
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