一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于超硬材料合成生產技術領域，具體涉及一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法。
【背景技術】
[0002]目前用靜態高溫高壓法合成超硬材料，腔體內部可以達到5.6GPa高壓、1400°C高溫的狀態，而此狀態需要六個硬質合金頂錘和密封介質葉蠟石空塊共同維持。如果密封的高溫物質在高壓下泄露，勢必會在極短的時間內釋放出巨大的能量，引起“放炮”事故，造成頂錘消耗(每次在幾千元至幾萬元不等)，給企業帶來極大損失，大大地增加了生產成本。
[0003]合成超硬材料理想的密封介質應具有①密封、②傳壓、③保溫、④絕緣、⑤支撐等功能。①良好的密封性保證在高溫高壓下反應物質不泄露介質具備傳遞壓力的流體力學特性，即用此傳壓介質，可以把壓力傳遞到各個位置，并且相等；介質可壓縮量應盡可能低，損耗的壓力少，使得高壓腔的設計更可行；③保溫性好即熱傳導率低，這樣有利于高壓腔內溫度均勻一致和保持高溫；④電流與腔體內電阻材料產生高溫，密封介質導電性能低，同時起到絕緣材料的作用；⑤介質須有剛度，壓頭與壓頭之間(六面頂)、壓頭與壓缸之間(兩面頂)不因高壓發生撞擊。目前在合成超硬材料時多采用葉蠟石充當密封介質。但單純的葉蠟石制成的粉壓塊雖然傳壓性能良好，但內摩擦系數小，密封性能差，常發生高壓擠出和頂錘破壞現象。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種工藝簡單、密封性好的超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是，一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，包括以下步驟:將葉蠟石、水鋁石、高嶺石、赤鐵礦分別破碎，混合成均勻的固體混合物，固體混合物由下列質量百分含量的成分組成=Al2O3 25.5-32.6%、S1262.8-69.6%、Fe2O3 0.09-0.23%、其余為雜質；向固體混合物中加入90_95%wt硅酸鈉溶液，硅酸鈉溶液的重量為固體混合物重量的5-10%，攪拌均勻，然后壓制成型為葉蠟石空塊素坯，將葉蠟石空塊素坯在150-250°C下烘烤焙燒15-25h，即得超硬材料合成用葉蠟石空塊。
[0006]優選的，葉蠟石、水鋁石、高嶺石、赤鐵礦破碎后粒度均在6目以下。
[0007]優選的，所述的水鋁石為硬水鋁石。
[0008]本發明產生的有益效果是，通過向葉蠟石中添加硬水鋁石、高嶺石和赤鐵礦，可以方便地調控葉蠟石空塊中的Al203、Si02、Fe203的比例，有效地解決了不同產地的葉蠟石的組成不同造成的葉蠟石空塊的性能不同的問題；并且通過加入赤鐵礦，解決了單純的葉蠟石為原料制成的葉蠟石空塊密封性差、容易發生高壓擠出和頂錘破壞現象的問題。
【具體實施方式】
[0009]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍不限于此。
[0010]實施例1
一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，包括以下步驟:將葉蠟石、硬水鋁石、高嶺石、赤鐵礦分別破碎至6目以下，混合成均勻的固體混合物，固體混合物由下列質量百分含量的成分組成=Al2O3 30.5%,S12 65.8%,Fe2O3 0.18%、其余為雜質；向固體混合物中加入92%wt硅酸鈉溶液，硅酸鈉溶液的重量為固體混合物重量的8%，攪拌均勻，然后壓制成型為葉蠟石空塊素坯，將葉蠟石空塊素坯在200°C下烘烤焙燒20h，即得超硬材料合成用葉蠟石空塊。
[0011]本實施例制備的超硬材料合成用葉蠟石空塊性能得到提高和優化，使超硬材料合成生產過程變得穩定，更易于控制，提高了生產效率，不僅能夠降低合成壓力1.0MPa,同時使得密封性能更加完好，保證高溫高壓物質不外泄，發生“放炮”、“放氣炮”的概率降低25%，使頂錘消耗減少20%，確保合成過程的順利進行。
[0012]實施例2
一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，包括以下步驟:將葉蠟石、硬水鋁石、高嶺石、赤鐵礦分別破碎至6目以下，混合成均勻的固體混合物，固體混合物由下列質量百分含量的成分組成=Al2O3 25.5%,S12 69.6%,Fe2O3 0.09%、其余為雜質；向固體混合物中加入90%wt硅酸鈉溶液，硅酸鈉溶液的重量為固體混合物重量的10%，攪拌均勻，然后壓制成型為葉蠟石空塊素坯，將葉蠟石空塊素坯在150°C下烘烤焙燒25h，即得超硬材料合成用葉蠟石空塊。
[0013]本實施例制備的超硬材料合成用葉蠟石空塊性能得到提高和優化，使超硬材料合成生產過程變得穩定，更易于控制，提高了生產效率，不僅能夠降低合成壓力0.5MPa，同時使得密封性能更加完好，保證高溫高壓物質不外泄，發生“放炮”、“放氣炮”的概率降低20%，使頂錘消耗減少15%，確保合成過程的順利進行。
[0014]實施例3
一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，包括以下步驟:將葉蠟石、硬水鋁石、高嶺石、赤鐵礦分別破碎至6目以下，混合成均勻的固體混合物，固體混合物由下列質量百分含量的成分組成=Al2O3 32.6%,S12 62.8%,Fe2O3 0.23%、其余為雜質；向固體混合物中加入95%wt硅酸鈉溶液，硅酸鈉溶液的重量為固體混合物重量的5%，攪拌均勻，然后壓制成型為葉蠟石空塊素坯，將葉蠟石空塊素坯在250°C下烘烤焙燒15h，即得超硬材料合成用葉蠟石空塊。
[0015]本實施例制備的超硬材料合成用葉蠟石空塊性能得到提高和優化，使超硬材料合成生產過程變得穩定，更易于控制，提高了生產效率，不僅能夠降低合成壓力1.5MPa，同時使得密封性能更加完好，保證高溫高壓物質不外泄，發生“放炮”、“放氣炮”的概率降低30%，使頂錘消耗減少25%，確保合成過程的順利進行。
【主權項】
1.一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將葉蠟石、水鋁石、高嶺石、赤鐵礦分別破碎，混合成均勻的固體混合物，固體混合物由下列質量百分含量的成分組成 -Al2O3 25.5-32.6%、S12 62.8-69.6%、Fe2O3 0.09-0.23%、其余為雜質；向固體混合物中加入90-95%wt硅酸鈉溶液，硅酸鈉溶液的重量為固體混合物重量的5-10%，攪拌均勻，然后壓制成型為葉蠟石空塊素坯，將葉臘石空塊素坯在150-250°C下烘烤焙燒15-25h，即得超硬材料合成用葉蠟石空塊。2.如權利要求1所述的超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，其特征在于，葉蠟石、水鋁石、高嶺石、赤鐵礦破碎后粒度均在6目以下。3.如權利要求1所述的超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，其特征在于，所述的水鋁石為硬水鋁石。
【專利摘要】本發明屬于一種超硬材料合成用葉蠟石空塊的制備方法，包括以下步驟：將葉蠟石、水鋁石、高嶺石、赤鐵礦分別破碎，混合成均勻的固體混合物，向固體混合物中加入硅酸鈉溶液，然后壓制成型為葉蠟石空塊素坯，將葉蠟石空塊素坯在150-250℃下烘烤焙燒15-25h，即得超硬材料合成用葉蠟石空塊。通過向葉蠟石中添加硬水鋁石、高嶺石和赤鐵礦，可以方便地調控葉蠟石空塊中的Al2O3、SiO2、Fe2O3的比例，有效地解決了不同產地的葉蠟石的組成不同造成的葉蠟石空塊的性能不同的問題；并且通過加入赤鐵礦，解決了單純的葉蠟石為原料制成的葉蠟石空塊密封性差、容易發生高壓擠出和頂錘破壞現象的問題。
【IPC分類】B01J3/06
【公開號】CN105013399
【申請號】CN201510352027
【發明人】賈攀, 何文江, 戚燕杰, 申幸衛, 李海濱
【申請人】中南鉆石有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月24日