JPS61133135A - 固体超高圧加圧装置 - Google Patents

固体超高圧加圧装置

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JPS61133135A
JPS61133135A JP59253631A JP25363184A JPS61133135A JP S61133135 A JPS61133135 A JP S61133135A JP 59253631 A JP59253631 A JP 59253631A JP 25363184 A JP25363184 A JP 25363184A JP S61133135 A JPS61133135 A JP S61133135A
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JP
Japan
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pressure plate
mold
cylinder
press
raw material
Prior art date
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Application number
JP59253631A
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English (en)
Inventor
Akira Asari
浅利 明
Shiro Sakamoto
史郎 坂本
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/007Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a plurality of pressing members working in different directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/06Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
    • B01J3/065Presses for the formation of diamonds or boronitrides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/004Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses involving the use of very high pressures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
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    • B30B7/02Presses characterised by a particular arrangement of the pressing members having several platens arranged one above the other
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S425/013Electric heat

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、人造ダイヤモンドやCBHの成形に使用され
る固体超高圧加圧装置に関する。
(従来の技術) 人造ダイヤモンドやCBHの成形に使用される固体超高
圧加圧装置として、昭和51年10月30日、丸善株式
会社より第2刷発行された“高圧実験技術とその応用”
の刊行物第267頁から第270頁に記載された技術が
ある。
(発明が解決しようとする問題点) 従来の技術では金型は1個であり、金型中心部のシリン
ダに収容されている原料にはプレス力により30.00
0〜100.000気圧の圧力がかかると同時に、金型
に電流を流して原料のところだけ発熱させて2000℃
程度として加圧焼結するものであり、加圧時間も30分
〜数時間必要である。
これだけの時間がかかって出来上っても、掻く小さな粒
1個だけであるため生産性がきわめて低いものであった
本発明は金型を複数個用いて量産性を向上するために、
金型を横置した所謂並列配置ではプレス力量が大きくな
ることに鑑み、金型を上下に所謂直列配置することによ
ってプレス力量を大きくしなくとも複数個の人造ダイヤ
モンド等を同時に生産可能としたことを目的とするもの
である。
(問題点を解決するための手段) 本発明が前述の目的を達成するために講じた技術的手段
としての第1の特徴とするところはプレス力量を受けて
相対的に上下動する上加圧盤5と下加圧盤7とがプレス
フレーム1内に設けられ、原料18を収容するシリンダ
12を有し該シリンダ12の上下端面に円錐受面が形成
された金型13と、前記円錐受面のそれぞれにガスケッ
ト14.14を介してシリンダ12に嵌挿された上アン
ビル15と下アンビル16とを少な(とも含む金型ユニ
ット11が前記上加圧盤5と下加圧盤7との間に配設さ
れ、シリンダ12内の原料18を超高圧で加圧する装置
において、 金型ユニット11の複数個がそれぞれのシリンダ12の
軸心が合致されてプレス軸心上に配設されており、金型
ユニット11と上・下加圧盤5.7との間及び金型ユニ
ット11相互間にそれぞれ絶縁体22.22が設けられ
、金型ユニット11のそれぞれに電流供給停止手段23
が個別的に接続されている点にある。
また、本発明の第2の特徴とするところは、前述の第1
の特徴に加えて、各金型ユニット11の間に中間加圧盤
28が介在され、金型ユニット11を前記中間加圧盤2
8と下加圧盤7とによって夫々下方より支持するように
した点にある。
(作  用) 金型ユニット11におけるそれぞれのシリンダ12に粉
末状の原料18がそれぞれ収容され、シリンダ12の上
下円錐面にガスケット14を介して上下アンビル15.
16のそれぞれが嵌合され、この伏態でプレスの力量発
生装置6を作動させるとともに、電流供給停止手段23
のそれぞれを作動させると、原料18に上下アンビル1
5.16を介して30,000〜100゜000気圧の
圧力がかかると同時に、2000℃程度に発熱されて加
圧焼結される。
(実施例) 第1図において、プレスフレーム1は、上部ヨーク2と
下部ヨーク3とをコラム4で連結するとともに、外周の
図外の巻線を施した巻線式フレームとされている。
ただし、このプレスフレーム1は巻線式の他の形式に従
ってもよい。
上部ヨーク2の下面には上加圧盤5が設けられ、下部ヨ
ーク3にはプレス力量発生装置6を介して下加圧盤7が
設けられている。
プレス力量発生装置6はシリンダ8とこれに嵌合された
ピストン9とからなり、スライド10を介して下加圧盤
7が設けられており、ここに、上下加圧盤5,7はプレ
ス力量を受けて相対的に上下動可能とされている。
なお、図示では、プレス力量発生装置6は下部に設けら
れているが、これは上部に設けられたものでもよい。
上加圧盤5と下加圧盤7との間には複数個の金型ユニッ
ト11がそのシリンダの軸心が合致されてプレス軸心上
にいわゆる立て向として配置されている。
金型ユニット11は第2図に示す如く中心部にシリンダ
12を有する金型13と、シリンダ■2の上下端面に形
成された円錐受面にガスケット14を介して嵌挿された
上アンビル15と下アンビル16を含み、本実施例では
、シリンダ12内にはカーボンよりなる円筒スリーブ1
7が嵌合されて粉末状の原料18が収容されており、円
筒スリーブ17の上下にはカーボンよりなる加圧プレー
日9が設けられ、この加圧プレート19を介して上下ア
ンビル15.16の円錐部がシリンダ12の原料18を
加圧可能である。
上下アンビル15.16のそれぞれは、アンビル受台2
0.21にそれぞれ連結されており、アンビル受台20
と上加圧盤5との間、アンビル受台21と下加圧盤7と
の間およびアンビル受台20.21間のそれぞれに絶縁
体22が介在されて金型ユニット11と上下加圧g15
.7および金型ユニット11相互間が絶縁状態とされて
いる。
金型ユニット11のそれぞれには、電流供給停止手段2
3が個別的に接続されており、該電流供給停止手段23
は第2図で示す如く電源に結線されたサイリスクコンバ
ータ盤24と、プログラム設定器25と、電力変換器2
6と、電力調節計27等から構成されており、金型ユニ
ット11の上下加圧盤5.7に接続されている。
また、第8図においては、各金型ユニット11の間に中
間加圧gi28が介在され、金型ユニット11を前記中
間加圧盤28と、金型ユニット110両側外方に立設固
定された下加圧盤7とによって夫々下方より支持するよ
うにしており、このため、中間加圧盤28は各金型ユニ
ット11間において両側外方に突設されて、その高さ方
向に複数個の支持面7A。
78、7Gを有する下加圧盤7に保合可能である。その
他、第8図において各部の構成は第1図と同じであるか
ら、共通部材は共通符号で示している。
而して、金型ユニット11を複数段に直列配置してもプ
レス力量が金型ユニット11をt +mとしたときでも
変らない理由等について念のため説明する。
第3図は原料18がある程度プレスされてガスケアH4
と上下アンビル15.16の円錐部が接触を始めた状態
を示している。
この第3図において、Fはアンビル上下面よりのプレス
力、Pはアノビル上下面よりの面圧、PIは原料に直接
作用する面圧、Plはガスケットを圧縮する面圧、P3
はシリンダ円筒の面圧、Dはアンビル面圧部の直径、d
lばアンビル端面の直径、dlはアンビル円錐部の直径
である。
アノビル15.16の力 F=−)D2xpであり、こ
れは −)d+2XP++ C’に−d22−4d12
)×P2° と同じである。
ここで、P2°は第4図に示す如くガスケットに働く面
圧P2の垂直分力である。
この状態ではガスケット14はPlという面圧により厚
みがうすくなり、うすくなればアンビル15.16はそ
れだけシリンダ12中心にくい込む。
−)d12XP、を受けている原料18もまた上下方向
に縮まり、縮まっただけアンビル15.16はシリンダ
12中心へとさらにくい込む。
最終加圧状態において原料18の上下方向の抗力とガス
ケット14の厚みをうずくしようとしたときのガスケッ
ト14の抗力とが合算されてプレス力Fと釣合っている
PlとPlとの大きさの度合は、原料18のつめ込み具
合とかガスケット14の材質により変わるけれども、ど
ちらがどのくらいの割合でプレス力に対抗しようと力の
関係は F=−)D2 XP= (÷d、zxp、+ 
(’)dl2−+d12)XP2’〕であり、これを0
式とする。
第5図において、ガスケット14ははさまれてうすくな
り、うすくなるとアンビル15.16は点線の位置まで
下がる。
このことは、原料18もそれだけ縮まり、加圧プレート
19、スリーブ17も同じ高さ縮まる。このさいに原料
18が直接ガスケット14を押し出すような力fを出す
ことは考えられず、加圧プレー)19が縮まるさいに力
rをガスケット14に与える。
力rが発生してもアンビル15.16とガスケット14
間の摩擦力で抵抗し、ガスケット14は飛び出すことは
ない。摩擦力で抵抗することはfが発生すればする程P
2やP2′が増加しなければならないが、■式で考える
と押せば押す程P2“の占める割合が増え、Plの占め
る割合が減少する。
最終加圧状態で上記のことが起こっても■式の関係は成
立しており、PlとP2°の割合の問題であり、プレス
力Fがガスケット14を縮めるために使われるのか原料
I8を縮めるために使われているのかにすぎず、これは
金型ユニット11が1個でも実施例のように311tで
も同じことであり、このFJ擦力が発生してもそれはプ
レス力Fにより殺される訳であり、3段に金型ユニット
11をしたからといってプレス力が3倍いることにはな
らない。
第6図、第7図において、原料18を上下よりPaで圧
縮すると粉末粒子は第7図の如くブリッジ現象を起し、
傾の方向にPcが発生するとPaと釣合っており、Pc
の分力がpbでありこれがシリンダ12の圧となる。
この力はもともと上下からPaで押すことにより発生す
るものであり、原料が固まるために必然的に発生するも
のであって、Pbが発生するからといってその分、上下
加圧力が余分にいるとはいえず、ここに、金型ユニ・ノ
ド11は1 (IIでも複数であっても変らないのであ
る。
(発明の効果) 本発明は、その第1の特徴に従えば複数個の金型ユニッ
トを、そのシリンダを合致させてプレス軸心上に配置し
たものであるから、1回のプレス力の作動でその金型ユ
ニットの個数だけの人造ダイヤモンド等を複数個生産で
き、これは生産性を向上できる。
そして、金型ユニットはプレス軸心上に合致されている
ことから、プレス力量は1個の金型ユニットの場合と同
じにできるし、各金型ユニットの原料は均質に加圧でき
る。
また、金型ユニ・ノドのそれぞれには電流供給停止手段
が個別的に接続されているので、金型ユニット内の原料
は均質に加圧焼結することができる。
また、本発明の第2の特徴によると、中間加圧1128
を設けて金型ユニッt−11を下加圧盤7と協働して下
方より支持しているので、より安定した加圧焼結ができ
、下加圧盤7への負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は正面図、第2図
は金型ユニットの詳細な断面図、第3図は加圧中の力関
係を示す説明図、第4図は同じくガスケア)部分の詳細
説明図、第5図は同ガスケットの変形等を示す説明図、
第6図と第7図はシリンダに発生する力を示す説明図、
第8図は本発明の第2例を示す正面図である。 1・・・プレスフレーム、5,7・・・上・下加圧盤、
11・・・金型ユニット、12・・・シリンダ、13・
・・金型、14・・・ガスケット、15.16・・・上
・下アンビル、23・・・電流供給停止手段。 特 許 出 願 人  株式会社神戸製鋼所@6■ 番δ図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プレス力量を受けて相対的に上下動する上加圧盤5
    と下加圧盤7とがプレスフレーム1内に設けられ、原料
    18を収容するシリンダ12を有し該シリンダ12の上
    下端面に円錐受面が形成された金型13と、前記円錐受
    面のそれぞれにガスケット14、14を介してシリンダ
    12に嵌挿された上アンビル15と下アンビル16とを
    少なくとも含む金型ユニット11が前記上加圧盤5と下
    加圧盤7との間に配設され、シリンダ12内の原料18
    を超高圧で加圧する装置において、 金型ユニット11の複数個がそれぞれのシリンダ12の
    軸心が合致されてプレス軸心上に配設されており、金型
    ユニット11と上・下加圧盤5、7との間及び金型ユニ
    ット11相互間にそれぞれ絶縁体22、22が設けられ
    、金型ユニット11のそれぞれに電流供給停止手段23
    が個別的に接続されていることを特徴とする固体超高圧
    加圧装置。 2、プレス力量を受けて相対的に上下動する上加圧盤5
    と下加圧盤7とがプレスフレーム1内に設けられ、原料
    18を収容するシリンダ12を有し該シリンダ12の上
    下端面に円錐受面が形成された金型13と、前記円錐受
    面のそれぞれにガスケット14、14を介してシリンダ
    12に嵌挿された上アンビル15と下アンビル16とを
    少なくとも含む金型ユニット11が前記上加圧盤5と下
    加圧盤7との間に配設され、シリンダ12内の原料18
    を超高圧で加圧する装置において、 金型ユニット11の複数個がそれぞれのシリンダ12の
    軸心が合致されてプレス軸心上に配設されており、金型
    ユニット11と上・下加圧盤5、7との間及び金型ユニ
    ット11相互間にそれぞれ絶縁体22、22が設けられ
    、金型ユニット11のそれぞれに電流供給停止手段23
    が個別的に接続され、更に、各金型ユニット11の間に
    中間加圧盤28が介在され、金型ユニット11を前記中
    間加圧盤28と下加圧盤7とによって夫々下方より支持
    するようにしたことを特徴とする固体超高圧加圧装置。
JP59253631A 1984-11-29 1984-11-29 固体超高圧加圧装置 Pending JPS61133135A (ja)

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