CN2279953Y - 生产多粒超硬材料烧结体的合成腔体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种生产多粒超硬材料烧结体的合成腔体,属于超硬材料烧结体成型技术领域。该合成腔体为直径18mm腔体,合成腔体内装多粒直径6mm以下的烧结体,烧结体放在合成腔体中的石墨模具6中的孔眼12中,本实用新型给出孔眼数与孔眼直径的关系以及石墨模具6的尺寸要求。在每两片碳片4之间放有金属片5。本实用新型可提高生产效率及产品成品率,降低产品成本。
Description
本实用新型涉及一种生产多粒超硬材料烧结体的六面顶压机合成块中合成腔体，属于超硬材料烧结体成型技术领域。用于六面顶压机合成人造金刚石，立方氮化硼的烧结体。
超硬材料的烧结体制造，通常是将低品级的超硬材料和结合剂混合粉末装入石墨模具中，再将此石墨模具装入传压介质中组装成合成块，送至六面顶液压机；由液压机六个方向的顶锤向中心顶压合成块，使合成腔体内形成高压，并随之使合成腔体在大电流作用下形成高温；该高压高温状态应位于超硬材料的热力学稳定区域内。石墨模具中的混合粉末经高温高压烧结一定时间后成为预定尺寸的大颗粒超硬材料，可供制造钻头、锯片、刀具、拉丝模等使用。
目前，六面顶压机生产小于φ6mm直径的超硬材料烧结体，通常采用小于φ14mm腔体的合成块合成，这是由于烧结体在烧结过程中比生产超硬材料本身需要更高的温度和压力，这种合成腔体效率较低，产品成本较高，也未最大限度地利用设备的生产能力。
因此，对于一定大小的烧结体制造来讲，合成块腔体的合理扩大可以提高合成块的单产，提高台机生产能力，充分利用现有设备的生产能力，降低产品的生产成本。
本实用新型的目的是给出一种六面顶压机制造超硬材料烧结体的更大的合成块合成腔体，以使在现在的六面顶压机生产条件下实现φ18mm腔体的烧结体制造工艺，充分发挥压机的潜力，提高生产效率、降低产品成本。
本实用新型选用传压介质-叶腊石正立方块，其边长为36～37mm，将合成块的合成腔体直径扩大为φ18mm，合成腔体内装多粒直径φ6mm以下的烧结体。
下面结合附图对本实用新型进行详细描述：
图1为本实用新型的合成块组装结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3～图8为φ6mm以下孔眼数分别为3、4、7、9、13和19的石墨模具图示(即图1的A-A剖视图)。
本实用新型合成块为一叶腊石正立方块3，正立方块3内有一个φ18mm的孔腔，孔腔底部有一个台阶11，孔腔内放组装块8，孔腔两头放置环形中空的堵头1，堵头1中空处填叶腊石3。紧靠上下两堵头1处各有两片碳片4，每两片碳片4之间放有金属片5，金属片5厚度为0.5～1mm。金属片的加入起增压和控制聚晶形状的作用，可显著提高产品的成品率。上下碳片之间装有两块石墨模具6，两块石墨模具6中间夹一实心碳片10，厚度为0.9～1.1mm。
每块石墨模具6与碳片10接触端上带有孔眼12，孔眼12的深度为0.5～1.0mm，孔眼12内装粉料，如金刚石、立方氮化硼等超硬材料，或者其它硬质材料如Al2O3，金属陶瓷等。直径φ18mm合成腔体中石墨模具6上的孔眼数与孔眼直径关系如下(烧结体直径为6mm以下)：
| 孔眼直径(mm) | 7.2 | 6 | 4.8 | 4.2 | 3.6 | 3 | 2.4 | 1.8 |
| 孔眼数 | 3 | 4 | 7 | 8 | 9 | 13 | 19 | 31 |
对直径φ18mm合成腔体合成块的石墨模具6，当孔眼直径为7.2mm以下时，模具6尺寸要求为：
1)模具上的外缘孔眼与模具圆周周边距离为1.0～1.7mm，
2)孔眼与孔眼之间的孔眼周边距为1.0～1.7mm，
3)模具6中的孔眼等距离均匀分布。
叶腊石块一端堵头1的周边罩有一个叶腊石环2进行密封。另一端由孔腔底部的台阶11密封。
本实用新型的工作过程如下：
本实用新型采用吨位不小于800吨×6的六面顶压机，顶端锤端尺寸设计为27.0mm×27.0mm～30mm×30mm，最佳为27.5mm×27.5mm；叶腊石立方块边长为36.5mm，内孔为φ18mm；石墨模具根据烧结体的规格按图3～图8设计。采用图1的合成块组装结构。合成时腔体内压力为4.5～5.5GPa，温度在1400℃～1800℃，加热50～90s。经过2500次φ4×2、φ5×3、φ6×4人造金刚石、立方氮化硼聚晶的生产试验，产品质量达到规定指标，(如拉丝模用JR1金刚石聚晶耐磨性为1∶100×103以上)。
本实用新型的优点主要有：
1.显著提高合成块及台机生产效率，充分发挥设备生产潜力。以生产φ4×2拉丝模聚晶为例：φ18腔体合成块单产7×2＝14粒，而φ14腔体合成块单产3×2＝6粒，φ18腔体合成块单产为φ14腔体合成单产的2.33倍。考虑合成时间的差距后，φ18腔体比φ14腔体的台机效率提高87％。
2.产品成本降低。由于单机生产效率的提高，带来以下几个方面的消耗的降低：1)锤耗；2)叶腊石块；3)钢圈；4)石墨模具；5)水电、设备折旧；6)人员工资。从而使产品生产成本比φ14腔体生产成本下降0.4元～0.5元/粒。
若以一台压机单独生产φ4×2规模金刚石聚晶为例，一台压机年产40万粒，即可增加收入20万元左右。
3.合成块组装结构显著提高了产品成品率，以生产φ4×2、φ5×3规格的金刚石聚晶为例，该组装结构合成块成品率为80～95％。
4.石墨模具的设计充分利用了有限的面积，合成最多的烧结体粒数。六面顶压机φ18腔体合成多粒超硬材料烧结体的制造技术经济效益显著。
本实用新型也适用于φ16以下的单粒超硬材料聚晶或复合片的制造。
本实用新型适用于φ6mm以下的钻探用聚晶，拉丝模用聚晶，刀具用聚晶等的石墨模具设计。
Claims (5)
1.一种生产多粒超硬材料烧结体的合成腔体，由叶腊石块，碳片，石墨模等组成，其特征在于所说的合成腔体为直径18mm腔体，合成腔体内装多粒直径6mm以下的烧结体，烧结体放在合成腔体中的石墨模具(6)中的孔眼(12)中，烧结体直径为6mm以下时，石墨模具(6)上的孔眼数与孔眼直径关系如下：
孔眼直径(mm)
7.2
6
4.8
4.2
3.6
3
2.4
1.8
孔眼数
3
4
7
8
9
13
19
31
2.如权利要求1所述的腔体，其特征在于石墨模具(6)的尺寸要求为：
1)模具上的外缘孔眼与模具圆周周边距离为1.0～1.7mm，
2)孔眼与孔眼之间的孔眼周边距为1.0～1.7mm，
3)模具(6)中的孔眼(12)等距离均匀分布。
3.如权利要求1或2所述的腔体，其特征在于在每两片碳片(4)之间放有金属片(5)，金属片(5)的厚度为0.5～1mm。
4.如权利要求1或2所述的腔体，其特征在于叶腊石正立方块(3)的边长为36～37mm。
5.如权利要求3所述的腔体，其特征在于叶腊石正立方块(3)的边长为36～37mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 96249355 CN2279953Y (zh) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 生产多粒超硬材料烧结体的合成腔体 |
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| CN 96249355 CN2279953Y (zh) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 生产多粒超硬材料烧结体的合成腔体 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN2279953Y true CN2279953Y (zh) | 1998-04-29 |
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| CN 96249355 Expired - Fee Related CN2279953Y (zh) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 生产多粒超硬材料烧结体的合成腔体 |
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|---|---|
| CN (1) | CN2279953Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105921077A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-07 | 无锡钻探工具厂有限公司 | 一种用于生产人造金刚石聚晶的模具 |
| CN107379663A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-11-24 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 用于合成超硬材料烧结体的多层复合隔层材料 |
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1996
- 1996-12-17 CN CN 96249355 patent/CN2279953Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN107379663A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-11-24 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 用于合成超硬材料烧结体的多层复合隔层材料 |
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