超高壓高溫合成塊的製作方法
2023-05-24 23:51:01 1
專利名稱：超高壓高溫合成塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及六面頂壓機進行超高壓高溫合成用的合成塊，屬於高壓合成技術領域。
金剛石、立方氮化硼及其複合超硬材料性能優異，用途廣泛。在它們的超高壓高溫合成中，合成腔內的壓力場和溫度場具有決定性意義，而它們在相當大程度上取決於合成塊的形狀與材質。現在，我國普遍使用六面頂壓機合成超硬材料，利用葉臘石等傳壓性能和電、熱絕緣性能優良的材料作超高壓高溫傳壓密封介質，製成中國專利CN2079082U所述的正方體合成塊。合成作業時，壓機的六個頂錘同時擠壓合成塊正方體的六個表面，塊體材料在壓縮作用下發生塑性流動和變形，其中一部分被擠入頂錘間的縫隙，形成密封邊，與塊體一起作為六面頂的超高壓高溫支承和密封，在塊體內的合成腔裡建立合適的壓力場和溫度場，使合成腔內的試料合成為所需的超硬材料或製品。這種正方體合成塊在合成過程中受高壓作用後才形成密封邊。塊體在發生塑性流動和變形而形成密封邊的同時，也會使合成腔及其內容物顯著變形，從而造成一系列問題裝在合成腔內的導電鋼圈、試料等處於熔融狀態，摩擦阻力小，密封能力差，容易衝破超高壓高溫密封，發生爆炸，破壞昂貴的頂錘，導致合成失敗；使試棒變為二端大中間小的雙喇叭形，改變其內阻，惡化合成腔內的壓力場與溫度場，減小其有效容積，導致合成效果下降，控溫、控壓難度增大。因此，這種合成塊的合成腔有效容積小，合成物的質量控制較難、單產低、尺寸小、成本高、成品率低，使用安全性較差。
本實用新型目的是根據合成塊在超高壓高溫合成中的工作原理與實驗結果，改進其形狀結構，減小合成塊在超高壓高溫作用下發生的塑性流動和變形，以解決上述現有技術問題。
本實用新型超高壓高溫合成塊(
圖1)以葉臘石等傳壓性能和電、熱絕緣性能優良的介質為原料，其特點是合成塊正方體1的各稜部均具有予制密封邊2，它可以是塊料的機加工成形體或者粉料的模壓成形體，也可為正方體稜部鋃嵌或粘結予制密封邊2而製成的成形體。這些合成塊在投入使用前就已在其各稜部具有密封邊2。合成塊上與頂錘頂面相應之各平面的邊長l不小於頂錘頂面邊長，予制密封邊的寬度c不大於頂錘斜面倒角寬度，傾角α≥130°。將本合成塊用到六面頂壓機上進行超高壓高溫合成時，因有予制密封邊2，塊體材料在高壓作用下所發生的塑性流動和變形大大減小。這就使合成塊之合成腔3及其內容物的變形顯著減小，試料能在幾乎保持原形條件下合成產品；還明顯改善了六面頂超高壓高溫支承和密封以及合成腔3內的壓力場和溫度場，從而改進了合成物質量，避免了試料等變形所引起的爆炸，減少了頂錘及其他原材料消耗，提高了作業安全性。
因此，與現有技術相比，本實用新型超高壓高溫合成塊具有優異的使用性能合成腔有效容積約增大20％，合成物的單產高、尺寸大，合成壓力和溫度較易控制，合成物的質量與成品率高，合成作業使用的頂錘及其他原材料消耗少，產品成本低，而且作業安全性好。
圖1是本實用新型合成塊的半剖視圖。
實施例1一種600噸級六面頂壓機用的超高壓高溫合成塊(
圖1)，具有予制密封邊2，系葉臘石粉料的模壓成形體，其與頂錘頂面相應之各平面的邊長l＝23.5mm，予制密封邊2的寬度c＝4mm，傾角α＝140°當用之於金剛石或立方氮化硼或它們的複合材料與製品的5.5GPa以上超高壓、1400℃以上高溫合成時，其合成腔3的有效直徑均可達20mm，有效容積比正方體合成塊的約增大23％，合成物的單產和尺寸相應增大，而且合成產品的質量和成品率高，成本低，合成工藝性更好，作業更安全。
實施例2一種具有予制密封邊2的超高壓高溫合成塊(
圖1)，乃葉臘石塊料的銑加工成形體，其與頂錘頂面相應之各平面的邊長l＝25mm，密封邊寬度c＝8mm，傾角α＝135°。當將此合成塊用於超高壓高溫合成時，具有與實施例1合成塊類似的優點。
權利要求1.一種適用於六面頂壓機的超高壓高溫合成塊，其特徵在於合成塊正方體(1)的各稜部均具有予制密封邊(2)。
2.按照權利要求1所述的合成塊，其特徵在於合成塊上與頂錘頂面相應之各平面的邊長l不小於頂錘頂面的邊長，予制密封邊(2)的寬度c不大於頂錘斜面倒角寬度，傾角α≥130°。
3.按照權利要求1或2所述之合成塊，其特徵在於合成塊是傳壓性能與電、熱絕緣性能優良的粉末材料的模壓成形體。
4.按照權利要求1或2所述的合成塊，其特徵在於合成塊是傳壓性能與電、熱絕緣性能優良的塊料的機加工成形體。
專利摘要一種適用於六面頂壓機的超高壓高溫合成塊，其特點是正方體1各稜部均具有予制密封邊2，合成塊上與頂錘頂面相應之各平面的邊長1不小於頂鍾頂面邊長，密封邊2的寬度c不大於頂錘斜面倒角寬度，傾角α≥130°；用於金剛石、立方氮化硼及其超硬複合材料與製品合成時，使用性能優異與正方體合成塊比，合成腔有效容積約增大20％，能相應增大合成物單產與尺寸，合成作業較易控制、更加安全，產品質量與成品率高，原材料省，成本低。
文檔編號B01J3/06GK2179788SQ9420171
公開日1994年10月19日 申請日期1994年1月20日 優先權日1994年1月20日
發明者趙雲良 申請人:鄭州新亞複合超硬材料有限公司