一種用於生產人造金剛石聚晶的模具的製作方法
2023-06-14 22:49:06
本實用新型屬於人造金剛石聚晶製造技術,尤其是涉及一種用於生產人造金剛石聚晶的模具。
背景技術:
人造金剛石聚晶的抗衝擊性優於單晶金剛石,因其具有高耐磨性,衝擊性,和可塑外形的優越性而被廣泛用於石油,地質和煤炭等鑽採工具上,特別是用於工具的圓柱面耐磨材料。其形狀通常為:圓片,圓柱,三角形,立方體和長方體(限於長徑比小於2.5)。
人造金剛石聚晶一般是採用六面頂鉸鏈式液壓機來進行生產,這種設備生產出的大部分聚晶都有一個共同特點:聚晶的長徑比小於2.5。隨著地質、石油鑽頭製造工藝的不斷進步,所需聚晶的長徑比大於2.5。針對長徑比大於2.5的人造金剛石聚晶在採用六面頂鉸鏈式液壓機生產過程中,作為傳壓介質的葉臘石塊是一立方體,六個面受到較大正壓力,長短軸相差很大的鍵形聚晶應力差最高點即是長軸的中部。比例相當大的聚晶均從此斷裂破碎,成為廢品,成品率很低。
技術實現要素:
本實用新型的目的在於提供一種用於生產人造金剛石聚晶的模具,其具有結構簡單和大大提高人造金剛石聚晶的成品率的特點,以解決現有技術中生產人造金剛石聚晶存在的上述問題。
為達此目的,本實用新型採用以下技術方案:
一種用於生產人造金剛石聚晶的模具,其包括作為傳壓介質的葉臘石塊,所述葉臘石塊上開設有容置槽,所述容置槽內設置有石墨模具,所述石墨模具上開設有若干條聚晶成型槽,所述聚晶成型槽內容置有金剛石混合粉料,其中,所述聚晶成型槽採用兩端為圓弧結構的長條形槽,成型時,所述聚晶成型槽的長度方向與石墨模具的主受力方向具有夾角A,所述夾角A的取值範圍為25°~65°。
特別地,所述若干條聚晶成型槽呈平行間隔分布於所述石墨模具上。
特別地,所述若干條聚晶成型槽垂直於水平方向分布於所述石墨模具上。
特別地,所述若干條聚晶成型槽傾斜分布於所述石墨模具上,與水平方向具有夾角A。
特別地,所述容置槽為圓形槽,所述石墨模具整體為配合所述容置槽設置的圓形結構,裝模時,所述石墨模具可轉動地放置於所述容置槽中。
本實用新型的有益效果為,與現有技術相比所述用於生產人造金剛石聚晶的模具存在如下優點:
1)對長徑比大於2.5的聚晶的聚晶成型槽進行優化設計,採用兩端圓弧形的長條形狀,亦稱「鍵形」聚晶。這種聚晶形狀減少了稜角,減少了因應力造成稜角缺損帶來的廢品率;
2)成型時,所述聚晶成型槽的長度方向與石墨模具的主受力方向具有夾角A。利用力學原理,對模具進行有序排列後,使得產品在合成過程中所受的壓力分散均勻,避免因壓力過於集中造成產品斷裂或者性能不均一。
附圖說明
圖1是本實用新型具體實施方式1提供的用於生產人造金剛石聚晶的模具的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。
請參閱圖1所示,圖1是本實用新型具體實施方式1提供的用於生產人造金剛石聚晶的模具的結構示意圖。
本實施例中,一種用於生產人造金剛石聚晶的模具包括設置於六面頂鉸鏈式液壓機1上作為傳壓介質的葉臘石塊2,所述葉臘石塊2上開設有圓形的容置槽,所述容置槽內設置有圓形的石墨模具3,裝模時,所述石墨模具3可在所述容置槽內轉動一定角度。所述石墨模具3上開設有若干條呈平行間隔排布的聚晶成型槽4,所述若干條聚晶成型槽4均垂直於水平方向布置,且所述聚晶成型槽4內容置有金剛石混合粉料,所述聚晶成型槽4採用兩端為圓弧結構的長條形槽,成型時,所述聚晶成型槽4的長度方向與石墨模具3的主受力方向具有夾角A,本實施例中,所述夾角A=45°,採用該形式的設計使聚晶長軸方向的受力減少,使得產品在合成過程中所受的壓力分散均勻,避免因壓力過於集中造成產品斷裂或者性能不均一。
金剛石混合粉料採用的是230/270以細金剛石粉加以金屬粉末如鈦(Ti),鎳(Ni),其粒度為-300#,和/或非金屬粉末如矽(Si),硼(B)其粉末粒度為-400#,按一定比例混合,再將混合好的粉料裝入預製特定形狀的石墨模具3中。並轉動一定角度,使所述聚晶成型槽4的長度方向與石墨模具3的主受力方向具有夾角A,裝好粉料的石墨模具3經過真空處理後,再放入葉臘石塊2中(壓力傳遞及隔熱介質),然後在六面頂鉸鏈式液壓機1上進行高溫高壓合成。
本實施例中,金剛石粉的粒度按粗細分為不少於5個組群的粒度。使金剛石微小顆粒在堆積擠壓過程中獲得最大的金剛石堆積密度。從而使聚晶的強度從內部結構方面獲得提高。
以上實施例只是闡述了本實用新型的基本原理和特性,本實用新型不受上述事例限制,在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下,本實用新型還有各種變化和改變,這些變化和改變都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。