一種擴大金剛石合成單次產量的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超硬材料合成技術領域，尤其是一種超硬材料合成過程中提高合成效率和合成品質的裝置。
【背景技術】
[0002]人造金剛石在六面頂壓機上的合成過程，在高溫超高壓條件下，由于觸媒的參與，降低石墨和金剛石之間進行轉化的相平衡點。而合成裝置的加熱類型和密封性能會影響金剛石合成過程中的安全性，密封效果不好直接會導致放炮。而一味的追求安全性，則會影響合成效率，從而降低單塊合成效益。
[0003]目前國內六面頂壓機采用的都是圓柱形石墨柱，利用方形葉臘石塊進行密封，經過效果分析和理論計算可知:每個頂錘面中心20mm范圍的葉臘石是不起密封作用的，相應地還會影響到合成裝置的傳壓性能和保溫效果，所以改進金剛石合成結構裝置，能夠加大合成效率，能夠在金剛石制造業創造出更大的效益。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種擴大金剛石合成單次產量的裝置，更充分的利用內部空間，更合理的結構分配，提高金剛石合成效益。
[0005]本發明的技術方案是:
[0006]—種擴大金剛石合成單次產量的裝置，包括導電圈和從外到里依次套設的座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球，石墨球為球形，座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球均為兩個，座體為上部設有碗狀凹槽的長方體，外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗均為上方開口的碗狀，兩個座體扣合后形成一個中部為球形空腔的長方體，兩個外襯保溫碗相對扣合后形成一個完整的殼狀球體，兩個石墨碗相對扣合后也形成一個完整的殼狀球體，兩個內襯保溫碗相對扣合后也形成一個完整的殼狀球體，兩個內襯保溫碗扣合后形成的圓球形空腔內放置石墨球；座體的碗狀凹槽所在面與外襯保溫碗的外側面相接觸且形狀相適配，外襯保溫碗的內側面與石墨碗的內側面接觸且形狀相適配，石墨碗的內側面與相鄰的內襯保溫碗的外側面接觸且形狀相適配，內襯保溫碗的內側面與相鄰的石墨球的外側面接觸且形狀相適配；
[0007]所述座體、外襯保溫碗的底部中間位置均設有豎向連通的通孔，導電圈包括底板和立柱，立柱為上側開口的空心柱體，立柱的底端固定連接在底板上，所述立柱插入座體以及外襯保溫碗的通孔內，立柱的頂端與石墨碗的外側面接觸，
[0008]所述石墨球材質為石墨，所述石墨碗的材質為石墨，所述石墨碗的碗口厚度大于碗底的厚度，從碗口向碗底逐漸過渡變薄。
[0009]所述外襯保溫碗的碗口厚度小于碗底的厚度，外襯保溫碗的壁厚從碗口向碗底逐漸加厚。
[0010]外襯保溫碗的碗底最厚處的壁厚為7_。
[0011]所述座體、外襯保溫碗的底部中間位置豎向開設的通孔的位置相對應且二者的孔徑均為12mm。
[0012]立柱的中間填裝白云石粉。
[0013]外襯保溫碗和內襯保溫碗的材料均為白云石和石墨的混合材料。
[0014]座體的材質為葉臘石。
[0015]空心的立柱的外徑為12mm，壁厚為2mm，高度為12mm。
[0016]本發明為超硬材料合成過程中提高單產合成產量和安全性能的裝置。本發明的裝置包括球型石墨柱、刨體葉臘石塊、碗狀白云石、碗狀碳紙片、導電圈等。通過對金剛石合成腔內部特征的計算和分析，內部成分和組成改進，有效地控制了熱量的流失，提高了傳壓性能和保溫性能，提高金剛石合成效益，為超硬材料的發展起到了推動性作用。
[0017]本發明適用于所有合成金剛石合成行業，其優越性和實用性主要表現在以下幾個方面:
[0018]1、成本低廉:本發明的結構較正常組裝結構相比，一次性輔助材料減少，有效材料增多，在超硬材料合成領域有更好的發展空間。
[0019]2、能創造更多經濟效益:利用本發明的結構，可以提高單次合成量22% ;同時使用了更多的傳壓材料，使合成壓力降低；還具有較好的保溫性能，減少了合成過程中熱量的浪費，同時擁有優良的隔熱性能，使傳導在頂錘上的熱量減少，降低了頂錘的消耗。
[0020]3、安全性好:該結構增加了邊角薄弱部位密封材料使用量，提高了高壓腔體的密封效果，減少甚至避免了放氣泡事故。
[0021]本發明具有經濟效益明顯、安全性好、節省材料等諸多優勢，減少一次性輔助材料的消耗，為企業節約成本并創造更大的利益。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的裝置的結構示意圖；
[0023]圖2是座體的結構示意圖；
[0024]圖3是外襯保溫碗的結構示意圖；
[0025]圖4是石墨碗的截面不意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，本發明的裝置包括導電圈11和從外到內依次包裹的座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球15。座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球15互相之間相鄰接觸面的形狀相適配，彼此接觸面之間沒有間距。石墨球15為球形，材質為石墨。座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗均為上下分體的結構，分為上下兩個，上下兩個的形狀相同。上下兩個外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗的開口扣合形成一個殼狀球體，座體上下兩半的開口扣合形成一個長方體。
[0027]如圖1、2所示，座體為外方內碗狀，外側為長方體，上側的開口為碗狀的凹槽。座體的底部豎向開設有座體孔9。座體為兩個，分別為上座體1和下座體2。上座體1和下座體2的開口相對扣合。座體的材質為葉臘石，現有的座體為外方內圓桶狀，本發明改為分體式外方內碗狀結構，底部開有直徑為12mm的座體孔9，分體式的殼體外形尺寸高度變為原來的一半，兩塊扣一起之后較原來的一塊體積減少10個百分點(因為內部空腔體積的增大，可以減少葉臘石用量)。
[0028]如圖1、3所示，外襯保溫碗為上方開口的碗狀，材料為白云石和石墨的混合材料，外襯保溫碗的上側碗口厚度小于碗底的厚度，從碗口向碗底逐漸過渡加厚，外襯保溫碗的碗底最厚處的壁厚為7_。在外襯保溫碗的碗底中部豎向開設有直徑12_的通孔:碗底孔10。外襯保溫碗為兩個，分別為上外襯保溫碗3和下外襯保溫碗4。
[0029]座體孔9和碗底孔10位置相對應。
[0030]如圖1、4所示，石墨碗為上方開口的碗狀，材料為石墨，石墨碗的上側碗口厚度大于碗底的厚度，從碗口向碗底逐漸過渡變薄。石墨碗位于外襯保溫碗內，其壁厚變化與外襯保溫碗剛好相反。石墨碗包括上石墨碗5和下保溫碗6。
[0031]內襯保溫碗也為上方開口的碗狀，材料為白云石和石墨的混合材料，碗口到碗底的壁厚相同，壁厚為7mm。內襯保溫碗也為兩個，分別為上內襯保溫碗7和下內襯保溫碗8。
[0032]導電圈11包括底板12和立柱13，底板12為直徑為60mm，厚度為3mm的圓板，立柱13下端同軸焊接在底板12的中心處。立柱13為上側開口的空心柱體，空心柱體的外徑12mm、壁厚2mm、高度為12mm。立柱13的中間填裝白云石粉。
[0033]現有石墨為圓柱形，現有合成柱體積V= 31 *r2 *h，改成球體之后V=4/3* π *R3，而R2=r2+h2 ’因此預制石墨體的體積增大22%。
[0034]加熱方式，放棄原有的桶狀鋼帶或石墨管，而采用碗口薄碗底厚均勻過渡的石墨碗，由于碗口部分扣在一起后，加熱電流是成放射狀分布，因而碗底部分電流相對集中，使得發熱更加均勻平衡。
[0035]整體組裝步驟:1，把內襯保溫碗扣在石墨球15上；2、把石墨碗再扣在內襯保溫碗的外側；3、把外襯保溫碗放到座體內，且在座體下端放入導電圈；4將兩個步驟3的組合體扣在步驟2的組合體上，完成組裝。
【主權項】
1.一種擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:包括導電圈和從外到里依次套設的座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球，石墨球為球形，座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球均為兩個，座體為上部設有碗狀凹槽的長方體，外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗均為上方開口的碗狀，兩個座體扣合后形成一個中部為球形空腔的長方體，兩個外襯保溫碗相對扣合后形成一個完整的殼狀球體，兩個石墨碗相對扣合后也形成一個完整的殼狀球體，兩個內襯保溫碗相對扣合后也形成一個完整的殼狀球體，兩個內襯保溫碗扣合后形成的圓球形空腔內放置石墨球；座體的碗狀凹槽所在面與外襯保溫碗的外側面相接觸且形狀相適配，外襯保溫碗的內側面與石墨碗的內側面接觸且形狀相適配，石墨碗的內側面與相鄰的內襯保溫碗的外側面接觸且形狀相適配，內襯保溫碗的內側面與相鄰的石墨球的外側面接觸且形狀相適配； 所述座體、外襯保溫碗的底部中間位置均設有豎向連通的通孔，導電圈包括底板和立柱，立柱為上側開口的空心柱體，立柱的底端固定連接在底板上，所述立柱插入座體以及外襯保溫碗的通孔內，立柱的頂端與石墨碗的外側面接觸， 所述石墨球材質為石墨，所述石墨碗的材質為石墨，所述石墨碗的碗口厚度大于碗底的厚度，從碗口向碗底逐漸過渡變薄。2.根據權利要求1所述的擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:所述外襯保溫碗的碗口厚度小于碗底的厚度，外襯保溫碗的壁厚從碗口向碗底逐漸加厚。3.根據權利要求2所述的擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:外襯保溫碗的碗底最厚處的壁厚為7mm。4.根據權利要求1所述的擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:所述座體、夕卜襯保溫碗的底部中間位置豎向開設的通孔的位置相對應且二者的孔徑均為12mm。5.根據權利要求1所述的擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:立柱的中間填裝白云石粉。6.根據權利要求1所述的擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:外襯保溫碗和內襯保溫碗的材料均為白云石和石墨的混合材料。7.根據權利要求1所述的擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:座體的材質為葉臘石。8.根據權利要求1所述的擴大金剛石合成單次產量的裝置，其特征在于:空心的立柱的外徑為12mm，壁厚為2mm，高度為12mm。
【專利摘要】一種擴大金剛石合成單次產量的裝置，包括導電圈和從外到里依次套設的座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球，石墨球為球形，座體、外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗、石墨球均為兩個，座體為上部設有碗狀凹槽的長方體，外襯保溫碗、石墨碗、內襯保溫碗均為上方開口的碗狀，兩個座體扣合后形成一個中部為球形空腔的長方體，兩個外襯保溫碗相對扣合后形成一個完整的殼狀球體，本實用新型具有經濟效益明顯、安全性好、節省材料等諸多優勢，減少一次性輔助材料的消耗，為企業節約成本并創造更大的利益。
【IPC分類】B01J3/06
【公開號】CN204973808
【申請號】CN201520543083
【發明人】張鳳蓮, 劉乾坤, 武周軍, 王飛飛, 申辛衛, 趙靜, 李海斌, 趙勇智
【申請人】中南鉆石有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月24日