專利名稱：復(fù)合葉蠟石組裝塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超硬材料加工裝置，特別涉及一種高溫高壓下的壓力傳遞與密封裝置。
背景技術(shù)：
超硬材料包括金剛石、立方氮化硼及其聚晶等，由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性能，在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。超硬材料生產(chǎn)過程中均需要高溫高壓環(huán)境，其通常采用由普通葉蠟石和白云石壓制成的整體型葉蠟石塊作為傳壓密封介質(zhì)，起壓力密封、壓力傳遞、保溫及絕緣作用，外部的超高壓力通過上述傳壓密封介質(zhì)傳遞至合成腔內(nèi)形成超高壓力，外部電流通過葉蠟石塊內(nèi)置的石墨體發(fā)熱產(chǎn)生高溫。而由于適合超硬材料生長條件的超高壓是通過葉蠟石和白云石等材料實現(xiàn)壓力傳遞的，因此在合成腔內(nèi)不可避免地存在壓力梯度。與純?nèi)~蠟石粉壓塊相比，這種由葉蠟石和白云石復(fù)合的傳壓密封介質(zhì)在一定程度上減少了高溫高壓下葉蠟石發(fā)生脫水、相變及體積收縮導(dǎo)致內(nèi)部壓力降低的問題，使傳壓和保溫效果得到提升，但仍存在如下不足為保證葉蠟石復(fù)合塊的密封效果，其烘焙溫度整體偏低，這難以使傳壓材料的高傳壓性能發(fā)揮徹底，同時，葉蠟石所占復(fù)合塊的比例仍很大，僅通過傳壓材料的保溫性能實現(xiàn)對溫度場的影響，其改善效果有限。因此，現(xiàn)有合成腔內(nèi)壓力和溫度分布存在不合理處，且和超硬材料合成及生長所需的溫度和壓力不匹配，并隨著高溫高壓合成腔尺寸的擴大變得越來越明顯。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能提高內(nèi)壓并改善合成腔內(nèi)部的壓力和溫度分布，滿足超硬材料合成及生長條件的復(fù)合葉蠟石組裝塊。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為由結(jié)構(gòu)上下對稱的上組裝體和下組裝體對合而成，所述的上組裝體或下組裝體均包括外殼和鑲嵌在外殼內(nèi)部的傳壓件，所述的外殼為中部設(shè)有同軸且相連通的安裝孔和通孔的矩形體，所述的傳壓件為一端大、一端小的回轉(zhuǎn)體，其外形與安裝孔相匹配，中部設(shè)有與外殼通孔相一致的孔，其中所述上組裝體中外殼的通孔在上、安裝孔在下，傳壓件為上端小、下端大的回轉(zhuǎn)體；所述下組裝體中外殼的安裝孔在上，通孔在下，傳壓件為上端大、下端小的回轉(zhuǎn)體。按上述方案，所述傳壓件的通孔為直通孔或變徑通孔。按上述方案，所述外殼采用葉蠟石復(fù)合材料。按上述方案，所述傳壓件采用白云石復(fù)合材料。按上述方案，所述傳壓件材料采用添加金屬(或非金屬)導(dǎo)體粉末(或顆粒)的白云石復(fù)合材料，金屬(或非金屬)導(dǎo)體粉末(或顆粒)如鐵、鋁、鉬、石墨、碳化鎢-鈷硬質(zhì)合金、 含堿金屬的β -Al2O3等，而實現(xiàn)進一步保溫和輔助發(fā)熱的作用。按上述方案，所述傳壓件為圓錐臺或一端大、一端小的圓柱體或一端設(shè)有收縮錐的圓柱體或半腰鼓形塊體。本實用新型提供的復(fù)合葉蠟石組裝塊為分體式組合結(jié)構(gòu)，因此可對傳壓件和外殼設(shè)計獨立的熱處理工藝，且所述傳壓件沿軸向由外到內(nèi)壁厚呈增大的趨勢即中心壁厚大于外端壁厚，這進一步提高了傳壓件所占葉蠟石復(fù)合塊的體積比例，即增加了高溫高壓下物相穩(wěn)定、無明顯體積收縮、熱導(dǎo)率更低的傳壓和保溫性能更優(yōu)越的傳壓件白云石的比例，減少了高溫高壓下發(fā)生脫水、相變及體積收縮和熱導(dǎo)率較高的葉蠟石的體積比例，提高了合成腔內(nèi)的壓力并改善了合成腔內(nèi)的壓力分布。同時，由此形成的沿軸向不同位置電阻不同的輔助發(fā)熱及保溫結(jié)構(gòu)，可對合成腔內(nèi)的石墨發(fā)熱體形成并聯(lián)旁路作用，使石墨發(fā)熱體沿軸向的中區(qū)溫度適當降低，結(jié)合傳壓件的優(yōu)良保溫性能，可促進合成腔體內(nèi)溫度更趨于平衡，同合成腔內(nèi)部的壓力梯度更匹配，使合成腔內(nèi)超硬材料合成的生長溫度和壓力區(qū)域變寬，更容易合成及生長出優(yōu)質(zhì)的人造金剛石、立方氮化硼及其聚晶等超硬材料。本實用新型的有益效果采用分體式組合結(jié)構(gòu)，可對傳壓件和外殼設(shè)計獨立的熱處理工藝；改善了傳壓性能，提高了內(nèi)壓并改善了合成腔內(nèi)的壓力和溫度分布，降低了超硬材料的合成所需的外部壓力；通過采用添加金屬(或非金屬)導(dǎo)體粉末(或顆粒)的白云石復(fù)合材料所述作傳壓材料，可使其輔助發(fā)熱和保溫增強，提高合成腔內(nèi)溫度場的均勻性以及溫度場和壓力場的匹配性。

圖1是本實用新型一個實施例總裝結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2是本實用新型一個實施例總裝結(jié)構(gòu)的俯(仰)視圖；圖3是本實用新型中一個實施例傳壓件的示意圖；圖4是本實用新型中一個實施例外殼的示意圖；圖5、圖6、圖7分別是本實用新型中傳壓件和相應(yīng)外殼結(jié)構(gòu)的幾種變形示意圖，圖中1傳壓件，2外殼，3通孔。
具體實施方式
由圖1-4所示復(fù)合葉蠟石組裝塊，由結(jié)構(gòu)上下對稱的上組裝體和下組裝體對合而成，所述的上組裝體或下組裝體均包括外殼(2)和鑲嵌在外殼內(nèi)部的傳壓件(1)，所述的外殼為中部設(shè)有同軸且相連通的安裝孔(4)和通孔(3)的矩形體，通孔的外徑小于安裝孔小端的外徑，所述的傳壓件為一端大、一端小的圓錐臺，其外形與安裝孔相匹配，中部設(shè)有與外殼通孔相一致的孔，其中所述上組裝體中外殼的通孔在上、安裝孔在下，傳壓件為上端小、下端大的圓錐臺；所述下組裝體中外殼的安裝孔在上，通孔在下，傳壓件為上端大、下端小的圓錐臺。所述外殼采用葉蠟石復(fù)合材料；傳壓件采用白云石復(fù)合材料。該復(fù)合葉蠟石組裝塊可采用如下方法制作首先壓制兩個帶中空內(nèi)腔的圓錐臺 (分別作上組裝體和下組裝體的傳壓件)，再在另一模具中壓制與傳壓件外形相匹配的外殼，作上組裝體和下組裝體的外殼。將傳壓件和外殼進行獨立熱處理，確保獲得高密封性能的外殼和高傳壓性能的傳壓件。使用時，將上(下)組裝體的傳壓件分別壓入上(下)組裝體的外殼中完成組合塊的上(下)組裝體，再將對稱的上組裝體和下組裝體對合獲得整個復(fù)合葉蠟石組合塊。[0021] 本實用新型中復(fù)合葉蠟石組裝塊的傳壓件和外殼均可進行相應(yīng)變形，如圖5、圖6 和圖7所示所述傳壓件分別可為一端設(shè)有收縮錐的圓柱體或一端大、一端小的圓柱體或半腰鼓形塊體。
權(quán)利要求1.復(fù)合葉蠟石組裝塊，由結(jié)構(gòu)上下對稱的上組裝體和下組裝體對合而成，所述的上組裝體或下組裝體均包括外殼和鑲嵌在外殼內(nèi)部的傳壓件，所述的外殼為中部設(shè)有同軸且相連通的安裝孔和通孔的矩形體，所述的傳壓件為一端大、一端小的回轉(zhuǎn)體，其外形與安裝孔相匹配，中部設(shè)有與外殼通孔相一致的孔，其中所述上組裝體中外殼的通孔在上、安裝孔在下，傳壓件為上端小、下端大的回轉(zhuǎn)體；所述下組裝體中外殼的安裝孔在上，通孔在下，傳壓件為上端大、下端小的回轉(zhuǎn)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合葉蠟石組裝塊，其特征在于所述傳壓件的通孔為直通孔或變徑通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合葉蠟石組裝塊，其特征在于所述外殼采用葉蠟石復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合葉蠟石組裝塊，其特征在于所述傳壓件采用白云石復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合葉蠟石組裝塊，其特征在于所述傳壓件為圓錐臺或一端大、一端小的圓柱體或一端設(shè)有收縮錐的圓柱體或半腰鼓形塊體。
專利摘要本實用新型涉及一種復(fù)合葉蠟石組裝塊。復(fù)合葉蠟石組裝塊，由結(jié)構(gòu)上下對稱的上組裝體和下組裝體對合而成，所述上組裝體或下組裝體均包括外殼和鑲嵌在外殼內(nèi)部的傳壓件，所述外殼為中部設(shè)有同軸且相連通的安裝孔和通孔的矩形體，傳壓件為一端大、一端小的回轉(zhuǎn)體，其外形與安裝孔相匹配，中部設(shè)有與外殼通孔相一致的孔，其中上組裝體中外殼的通孔在上、安裝孔在下，傳壓件為上端小、下端大的回轉(zhuǎn)體；下組裝體中外殼的安裝孔在上，通孔在下，傳壓件為上端大、下端小的回轉(zhuǎn)體。其采用分體式組合結(jié)構(gòu)，可對傳壓件和外殼設(shè)計獨立的熱處理工藝；同時減少外殼所占體積比例，提高內(nèi)壓并改善合成腔內(nèi)的壓力和溫度分布，更好地滿足超硬材料合成及生長條件。
文檔編號B01J3/06GK202179955SQ20112022247
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者肖湘平, 趙海洋 申請人:武漢銳特金剛石有限公司