專利名稱：一種斜體滑扣式金剛石合成塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于超硬材料合成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種斜體滑扣式金剛石合成塊。
背景技術(shù)：
在超硬材料合成領(lǐng)域，國內(nèi)主要采用的是六面頂合成壓機(jī)靜壓觸媒法。靜壓觸媒法合成金剛石的六面頂合成壓機(jī)所對應(yīng)的六個鉸鏈梁有六個頂面，分別為右頂面方向、前頂面方向、上頂面方向、左頂面方向、后頂面方向和下頂面方向，左、后、下頂面方向又稱為固定頂面。超高溫高壓條件下的六面體合成塊是由石墨與觸媒混合粉制成的石墨柱、石墨柱外圍的絕緣元件和加熱元件、石墨柱兩端的導(dǎo)電鋼圈、傳壓密封介質(zhì)按照一定方式組裝而成的塊狀體。具體組裝方式為從外到內(nèi)依次組裝，外圍采用葉蠟石與白云石復(fù)合介質(zhì)作為傳壓密封材料，兩端采用導(dǎo)電鋼圈進(jìn)行通電加熱，導(dǎo)電鋼圈與內(nèi)側(cè)的加熱元件緊密接觸， 通電時通過導(dǎo)電鋼圈使加熱元件本身發(fā)熱，然后經(jīng)過加熱元件內(nèi)側(cè)緊密接觸的絕緣元件將熱量傳至與絕緣元件內(nèi)側(cè)緊密接觸的石墨柱，使石墨與觸媒在超高溫高壓條件下轉(zhuǎn)化為金剛石。在合成過程中，使六面體合成塊的左、后、下方向的三個面與固定頂面對應(yīng)且貼緊，然后在液壓力的作用下推動右、前、上三個活動頂面前進(jìn)，使之貼緊六面體合成塊的另外三個面，合成壓機(jī)頂面與合成塊六面吻合后，同時前進(jìn)加壓至合成轉(zhuǎn)化條件，使六面體合成塊內(nèi)的石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，合成金剛石所用的設(shè)備和合成腔體逐步擴(kuò)大，合成腔體的擴(kuò)大也使葉蠟石塊隨之?dāng)U大。合成塊越大，在其壓制過程中，兩端與中間壓制密度往往會存在差異化，這種差異直接影響到葉蠟石塊的傳壓與密封性能。為了保證葉蠟石塊的傳壓與密封性能，在壓制過程中，把葉臘石塊壓制成兩個均等的一分為二的矩形半塊，組裝時組合起來即可，由于半塊體積小，可以保證壓制密度的均勻一致性。由于在合成金剛石的前期，需要熱量使石墨粉與金屬粉熔融滲透，從而使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，該過程為吸熱過程；金剛石成核后隨著時間的延長開始長大，在外部熱量恒定供應(yīng)的條件下，隨著時間的延長，合成腔內(nèi)溫度是一個不斷上升的趨勢，該過程為放熱過程。因此，金剛石合成工藝主要分為前期的成核吸熱過程和后期的生長長大放熱過程。在金剛石生長放熱過程中，伴隨著有氣體產(chǎn)生，并存在于葉蠟石塊內(nèi)部，上述氣體往往會從組裝而成的兩半塊之間的結(jié)合縫向外沖，氣體沖出部位對應(yīng)的是四個非加熱頂錘，沖向非加熱頂錘的熱氣體會加速非加熱頂錘熱疲勞，甚至將非加熱頂錘擊裂，造成裂錘事故。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種既能保證傳壓與密封性能、又可有效保護(hù)非加熱頂錘的斜體滑扣式金剛石合成塊。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種斜體滑扣式金剛石合成塊，包括石墨柱、石墨柱兩端的導(dǎo)電鋼圈和石墨柱與導(dǎo)電鋼圈外圍的葉蠟石塊，導(dǎo)電鋼圈內(nèi)填充有葉蠟石環(huán)與白云石環(huán)，石墨柱外圍設(shè)有加熱元件，加熱元件與石墨柱之間設(shè)有絕緣元件，所述葉臘石塊由相互扣合的兩個半塊構(gòu)成，兩個扣合的半塊中部形成石墨柱腔，每個半塊的外形為三棱柱形，兩個半塊的扣合面上設(shè)有相互配合的條形凹槽與條形凸塊。所述半塊的石墨柱腔內(nèi)壁設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有白云石襯管。所述凹槽與凸塊截面為梯形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、葉臘石塊由相互扣合的兩個半塊構(gòu)成，兩個扣合的半塊中部形成石墨柱腔，每個半塊的外形為三棱柱形，兩個半塊的扣合面上設(shè)有相互配合的條形凹槽與條形凸塊，形成斜體滑扣式葉臘石塊，其結(jié)合縫在葉蠟石塊的邊角處，即壓機(jī)的六個頂面和六面體合成塊貼緊加壓吻合后，葉蠟石塊的結(jié)合縫在密封邊處，由于密封邊被高壓擠壓的緊密嚙合，不存在縫隙，同時也不在非加熱頂錘的中間部位，熱氣體不能沖向非加熱頂錘，可以明顯減緩非加熱頂錘熱疲勞，有效保護(hù)頂錘，大大降低非加熱頂錘的破裂數(shù)量，減少裂錘事故發(fā)生， 大大降低了硬質(zhì)合金頂錘的消耗，降低了生產(chǎn)成本；同時，相互扣合的凹槽與凸塊也可以有效阻斷熱氣體的流動，減少熱氣體沖出量，保護(hù)頂錘。另外，本實(shí)用新型的葉臘石塊壓制體積小，在壓制過程中，可以保證壓制密度的均勻一致性。2、條形凹槽與條形凸塊扣合后，是葉臘石塊結(jié)合牢固，移動時不易散落。3、本實(shí)用新型可以使裂錘數(shù)量大大降低，減少事故發(fā)生，降低生產(chǎn)成本，提高工作效率。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中葉臘石塊未扣合的俯視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示的斜體滑扣式金剛石合成塊，其包括石墨柱5、石墨柱5兩端的導(dǎo)電鋼圈2和石墨柱5與導(dǎo)電鋼圈2外圍的葉蠟石塊，石墨柱5由石墨和觸媒粉壓制而成，導(dǎo)電鋼圈2內(nèi)填充有葉蠟石環(huán)7與白云石環(huán)8，導(dǎo)電鋼圈2設(shè)置在石墨柱5的兩端，葉蠟石塊設(shè)置在石墨柱5與導(dǎo)電鋼圈2的外圍。所述葉臘石塊由相互扣合的兩個半塊1構(gòu)成，兩個扣合半塊1中部形成石墨柱腔，用于安裝石墨柱5 ；為了提高葉臘石塊的穩(wěn)定性與牢固性， 每個半塊1的外形為三棱柱形，在兩個半塊1的扣合面11上設(shè)有相互配合的條形凹槽9與條形凸塊10，條形凹槽9與條形凸塊10位于石墨柱腔兩側(cè)，凹槽9與凸塊10相互扣合，是葉臘石塊結(jié)合牢固，不易散落。本實(shí)施方式中，凹槽9與凸塊10的截面為梯形。使用時將凸塊10扣裝進(jìn)凹槽9內(nèi)即可。在石墨柱5外圍設(shè)有加熱元件，加熱元件由外至內(nèi)向石墨柱5導(dǎo)熱，加熱元件由包裹在石墨柱5外周面上的加熱管3和石墨柱5兩端面上的加熱片31構(gòu)成，在加熱元件和石墨柱5之間設(shè)有絕緣元件4。在半塊1的石墨柱腔內(nèi)壁設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有白云石襯管 6，白云石襯管6能有效阻止葉蠟石塊在高溫高壓下發(fā)生相變，為金剛石的生長提供一個均勻而又穩(wěn)定的壓力溫度場、降低合成表壓，從而提高金剛石的產(chǎn)量和質(zhì)量。[0018] 本實(shí)用新型組裝時，先把石墨柱5裝進(jìn)絕緣元件4內(nèi)，再把石墨柱5與絕緣元件4 一起套裝于加熱元件內(nèi)，然后將其裝進(jìn)帶凸塊10的半塊1內(nèi)，最后使凹槽9對應(yīng)凸塊10把帶凹槽9的另一個半塊1從上向下滑至完全扣合。如此形成斜體滑扣式葉臘石塊，其結(jié)合縫可以阻止熱氣體直接沖出，并且可以大幅度減少熱氣體的沖出量，可以明顯減緩非加熱頂錘熱疲勞，有效保護(hù)頂錘，大大降低非加熱頂錘的破裂數(shù)量，減少裂錘事故發(fā)生，降低生產(chǎn)成本；同時，相互扣合的凹槽與凸塊也可以有效阻斷熱氣體的流動，減少熱氣體沖出量， 保護(hù)頂錘。
權(quán)利要求1.一種斜體滑扣式金剛石合成塊，包括石墨柱、石墨柱兩端的導(dǎo)電鋼圈和石墨柱與導(dǎo)電鋼圈外圍的葉蠟石塊，導(dǎo)電鋼圈內(nèi)填充有葉蠟石環(huán)與白云石環(huán)，石墨柱外圍設(shè)有加熱元件，加熱元件與石墨柱之間設(shè)有絕緣元件，其特征在于所述葉臘石塊由相互扣合的兩個半塊構(gòu)成，兩個扣合的半塊中部形成石墨柱腔，每個半塊的外形為三棱柱形，兩個半塊的扣合面上設(shè)有相互配合的條形凹槽與條形凸塊。
2.如權(quán)利要求1所述的斜體滑扣式金剛石合成塊，其特征在于所述半塊的石墨柱腔內(nèi)壁設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有白云石襯管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的斜體滑扣式金剛石合成塊，其特征在于所述凹槽與凸塊截面為梯形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種斜體滑扣式金剛石合成塊，包括石墨柱、石墨柱兩端的導(dǎo)電鋼圈和石墨柱與導(dǎo)電鋼圈外圍的葉蠟石塊，導(dǎo)電鋼圈內(nèi)填充有葉蠟石環(huán)與白云石環(huán)，石墨柱外圍設(shè)有加熱元件，加熱元件與石墨柱之間設(shè)有絕緣元件，所述葉臘石塊由相互扣合的兩個半塊構(gòu)成，兩個扣合的半塊中部形成石墨柱腔，每個半塊的外形為三棱柱形，兩個半塊的扣合面上設(shè)有相互配合的條形凹槽與條形凸塊。斜體滑扣式葉臘石塊的結(jié)合縫在葉蠟石塊的邊角處，從而使熱氣體不能沖向非加熱頂錘，可以明顯減緩非加熱頂錘熱疲勞，有效保護(hù)頂錘，大大降低非加熱頂錘的破裂數(shù)量，減少裂錘事故發(fā)生，大大降低了硬質(zhì)合金頂錘的消耗，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號B01J3/06GK202061608SQ20112012491
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者丁慶才, 劉廣利, 薛勝輝 申請人:鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心有限公司