超高壓合成用的葉臘石組裝塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于超硬材料制造領域，具體涉及一種超高壓合成用的葉臘石組裝塊。
【背景技術】
[0002]葉臘石組裝塊是超高壓高溫合成金剛石或立方氮化硼單晶、或其燒結體的傳壓介質，它具有傳壓、絕緣、保溫等優異的物理機械性能，是超硬材料制造領域不可缺少的輔助材料。葉臘石塊中心的孔稱之為高壓腔，高壓腔中放置超高壓高溫合成金剛石或立方氮化硼單晶、或其燒結體的原料。六面頂液壓機活塞的推力通過安裝在活塞頭部的硬質合金頂錘傳遞到葉臘石組裝塊上，壓縮葉臘石組裝塊，在高壓腔中產生5.5GPa左右超高壓力，可以滿足合成金剛石或立方氮化硼單晶的需要，但并不能滿足合成高品質金剛石或立方氮化硼燒結體的需要，合成高品質金剛石或立方氮化硼燒結體的高壓腔中的壓力最好在SGPa以上。
[0003]為此，實用新型專利ZL201320575742.8發明了一種高溫高壓合成模，其特點是在正立方體葉臘石塊的四個側面設置有凹坑，每個凹坑配置有側向增壓單元，同時在高壓模腔的上下兩端導電鋼圈內面分別配置軸向增壓單元，該實用新型可使模腔的最高壓力提升20%以上，產生7GPa以上的超高壓。由于這種合成模的模體采用正立方體葉臘石塊的結構設計，葉臘石塊在受壓過程中流動變形較大，而且對增壓單元的硬度或抗壓強度缺乏明確要求，因此高壓腔中的壓力難以達到8GPa。
[0004]理論與實踐證明:提高金剛石或立方氮化硼燒結體的合成壓力，對于提高這兩種燒結體的密度、硬度及耐磨性等物理機械性能具有顯著效果，因此把高壓腔的壓力提高到SGPa以上是當前超硬材料制造領域亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是針對上述存在的問題和不足，提供一種能使高壓腔內壓力達到SGPa以上的超高壓合成用的葉臘石組裝塊。
[0006]為達到上述目的，所采取的技術方案是:
[0007]—種超高壓合成用的葉臘石組裝塊，包括中部帶有圓柱形高壓腔的帶預制密封邊的立方體葉臘石塊，所述的葉臘石塊的六個側面均開設有凹槽，相鄰兩側面的凹槽之間形成預制密封邊，所述的各個凹槽的底部還向下開設有增壓凹槽，所述增壓凹槽的縱向截面呈等腰梯形，且增壓凹槽的橫向截面面積隨增壓凹槽深度的增加而減小，所述的增壓凹槽內設有匹配貼合的增壓塊。
[0008]所述的增壓凹槽的形狀為圓錐臺形或正方錐臺形，所述的增壓塊為與增壓凹槽匹配的圓錐臺形增壓塊或正方錐臺形增壓塊。
[0009]匹配嵌入到葉臘石塊中的增壓塊，其相鄰兩增壓塊之間的距離大于3mm ;增壓塊的錐角為1°?45°。
[0010]所述的圓錐臺形增壓塊的底面直徑或正方錐臺形增壓塊的底面邊長比六面頂壓機活塞前端的硬質合金頂錘頂面邊長小2mm以上。
[0011]所述的增壓塊由硬度HRC>55的淬火鋼或硬度HRA>80的硬質合金、工程陶瓷制成。
[0012]采用上述技術方案，所取得的有益效果是:
[0013]本實用新型結構設計合理，通過在立方體葉臘石塊上增設預制密封邊、增壓塊并對其增壓塊的錐度、尺寸和與六面頂壓機的相互關系進行設計，其達到了:①采用了帶預制密封邊的葉臘石塊，可有效減少葉臘石塊在受壓過程中的流動變形，有利于高壓腔中的超高壓的形成與保持；②采用了高硬度或者說高抗壓強度的材料來制造增壓塊，減少了增壓塊本身在受壓過程中的塑性變形，可使高壓腔獲得更高的壓力；③增壓塊的形狀為圓錐臺形或正方錐臺形，提高了增壓塊本身的抗壓強度，減少了增壓塊的塑性變形，也有利于高壓腔獲得更高的壓力本實用新型結構簡單、使用方便，可應用于大規模工業生產金剛石燒結體或立方氮化硼燒結體。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0015]圖2為增壓塊的結構示意圖之一。
[0016]圖3為增壓塊的結構示意圖之二。
[0017]圖中序號:1為帶預制密封邊的立方體葉臘石塊、2為凹槽、3為預制密封邊、4為增壓凹槽、5為增壓塊、6為合成腔。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細說明。
[0019]參見圖1、圖2，本實用新型一種超高壓合成用的葉臘石組裝塊，包括中部帶有圓柱形高壓腔6的帶預制密封邊的立方體葉臘石塊1，所述的帶預制密封邊的立方體葉臘石塊I的六個側面均開設有凹槽2，相鄰的兩側面之間的凹槽2之間形成預制密封邊3，所述的各個凹槽2的底部還向下開設有增壓凹槽4，所述增壓凹槽4的形狀呈圓錐臺形，所述的增壓凹槽4內設有匹配貼合的圓錐臺形增壓塊5。圓錐臺形增壓塊5的底面直徑比六面頂液壓機活塞前端的硬質合金頂錘頂面邊長小3_，相鄰圓錐臺形增壓塊4的最近距離為6_，圓錐臺形增壓塊5的錐角為5°，圓錐臺形增壓塊5由硬度HRC65的淬火鋼制造。
[0020]本實用新型在六面頂液壓機上超高壓高溫合成金剛石或立方氮化硼燒結體時，在帶預制密封邊的立方體葉臘石塊I的高壓腔6內放進合成金剛石燒結體或立方氮化硼燒結體的原輔材料，再將其放進六面頂液壓機中加壓，由于圓錐臺形增壓塊5在六面頂液壓機活塞前端的硬質合金頂錘的壓力驅動下，可使帶預制密封邊的立方體葉臘石塊I內高壓腔6的壓力達到8GPa以上，從而有效提高金剛石燒結體或立方氮化硼燒結體的物理機械性倉泛。
[0021]實施例二:參見圖1、圖3所示，本實施例與實施例一基本相同，相同之處不再重述，其不同之處在于:所述的增壓凹槽的形狀為正方錐臺形，所述的增壓塊為正方錐臺形增壓塊，正方錐臺形增壓塊4的底面邊長比六面頂液壓機活塞前端的硬質合金頂錘頂面邊長小4mm，相鄰正方錐臺形增壓塊4的最近距離為6mm，正方錐臺形增壓塊的錐角為40°，正方錐臺形增壓塊4由硬度HRA86的硬質合金制造。
[0022]該實施例同樣可使帶預制密封邊的立方體葉臘石塊I內高壓腔6中的壓力達到SGPa以上，為提高金剛石或立方氮化硼燒結體的性能提供技術支撐。
【主權項】
1.一種超高壓合成用的葉臘石組裝塊，其特征在于，包括中部帶有圓柱形高壓腔的帶預制密封邊的立方體葉臘石塊，所述的葉臘石塊的六個側面均開設有凹槽，相鄰兩側面的凹槽之間形成預制密封邊，所述的各個凹槽的底部還向下開設有增壓凹槽，所述增壓凹槽的縱向截面呈等腰梯形，且增壓凹槽的橫向截面面積隨增壓凹槽深度的增加而減小，所述的增壓凹槽內設有匹配貼合的增壓塊。
2.根據權利要求1所述的超高壓合成用的葉臘石組裝塊，其特征在于，所述的增壓凹槽的形狀為圓錐臺形或正方錐臺形，所述的增壓塊為與增壓凹槽匹配的圓錐臺形增壓塊或正方錐臺形增壓塊。
3.根據權利要求1所述的超高壓合成用的葉臘石組裝塊，其特征在于，匹配嵌入到葉臘石塊中的增壓塊，其相鄰兩增壓塊之間的距離大于3mm;增壓塊的錐角為1°?45°。
4.根據權利要求2所述的超高壓合成用的葉臘石組裝塊，其特征在于，所述的圓錐臺形增壓塊的底面直徑或正方錐臺形增壓塊的底面邊長比六面頂壓機活塞前端的硬質合金頂錘頂面邊長小2mm以上。
5.根據權利要求1所述的超高壓合成用的葉臘石組裝塊，其特征在于，所述的增壓塊由硬度HRC>55的淬火鋼或硬度HRA>80的硬質合金、工程陶瓷制成。
【專利摘要】本實用新型涉及一種超硬材料合成制造設備。一種超高壓合成用的葉臘石組裝塊，包括中部帶有圓柱形高壓腔的帶預制密封邊的立方體葉臘石塊，所述的葉臘石塊的六個側面均開設有凹槽，相鄰兩側面的凹槽之間形成預制密封邊，所述的各個凹槽的底部還向下開設有增壓凹槽，所述增壓凹槽的縱向截面呈等腰梯形，且增壓凹槽的橫向截面面積隨增壓凹槽深度的增加而減小，所述的增壓凹槽內設有匹配貼合的增壓塊。本實用新型其高壓腔壓力可達8GPa以上，可以有效提高金剛石燒結體或立方氮化硼燒結體的物理機械性能。
【IPC分類】B01J3-06
【公開號】CN204338115
【申請號】CN201420755142
【發明人】趙云良, 趙爽之
【申請人】趙云良
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月5日