一種粗顆粒人造金剛石合成工藝的製作方法

2023-05-23 10:57:46

專利名稱：一種粗顆粒人造金剛石合成工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種粗顆粒人造金剛石生產的工藝方法。
人造金剛石作為超硬材料在工業上得到愈來愈廣泛的利用，其需求量日益增長。人造金剛石的生產一般都採用靜態超高壓法即高溫高壓合成法，在金屬觸媒的參與作用下石墨在一定高溫高壓條件下相變轉化為金剛石。目前在細顆粒人造金剛石已有較好發展的同時，人造金剛石的生產在向粗粒度、高強度方向發展，人們都在尋求生產較大粒度或粗粒度人造金剛石產率較高的工藝條件。
現行的粗粒度、高強度人造金剛石合成工藝一般都採用「交替升壓升溫」即「二次升壓」的生產工藝。在較低或不太高的壓力下開始一次性升溫，升溫的同時升壓至一定壓力時，暫停升壓若干秒後再繼續升壓至合成平衡壓力。按此工藝合成的粗顆粒金剛石往往易含雜質包裹體、顏色深、透明度不好，晶體質地疏鬆抗壓強度低。其工藝效果對粗粒度、高強度人造金剛石的提取率較低。
本發明提出的粗顆粒人造金剛石生產工藝的目的旨在提高粗粒度、高強度人造金剛石的提取率。
本發明提出的三次升壓工藝的高壓下升溫是在比現有相應工藝的開始升溫壓力值範圍2000兆帕至3200兆帕(合成腔壓強)高得多的3500兆帕至4800兆帕(合成腔壓強)的高壓下才開始升溫(對工藝效果人造金剛石峰值粒度為大於50～60目即大於250μm的粗顆粒合成工藝升溫壓力值範圍)。
本發明提出的三次升壓工藝中第一次從常壓下開始升壓，兩次停止升壓的壓力值範圍。第一次停壓範圍為3550兆帕至4900兆帕;第二次停壓範圍為4700兆帕至5100兆帕(合成腔壓強)，停壓時間分別為若干秒鐘。
靜態超高壓法生產人造金剛石，在較高的壓力下升溫一般只能合成細顆粒，低品級的金剛石，高升溫壓力和三次加壓，兩次停壓結合才能合成粗粒度、高強度的人造金剛石。
下面結合實例說明。
靜態超高壓合成金剛石的裝置國內以鉸鏈式六面頂油壓機最為通用。以HDY5-A型1000/6000T鉸鏈式六面頂液壓機為例，合成腔體直徑為φ20毫米，石墨片、鎳錳鈷觸媒片、葉臘石方塊、葉臘石粉壓圈、金屬堵頭、充塞錫箔紙通用方式組裝，上機前放入120℃左右烘箱內烘烤4小時左右使用。
實例一，9.5分鐘工藝，金剛石峰值粒度為45/50或50/60。開始升溫的壓力值為4659兆帕(合成腔壓強以下同)至壓力為4846兆帕時停壓(25秒)。繼續升壓至約5032兆帕再停壓(30秒)。再繼續加壓至合成壓力約5218兆帕時保壓9.5分鐘。初始合成電流值為1290A-1380A，加熱頂錘冷卻水流量為50-100升/小時。
實例二，12.5分鐘工藝，金剛石峰值粒度為35/40或40/45，開始升溫壓力為4038兆帕(合成腔壓強以下同)，至壓力為4224兆帕停壓(25秒)，繼續升壓至為4846兆帕再次停壓(35秒)。再繼續升壓至5156兆帕保壓12.5分鐘。初始合成電流值為1290A-1380A。加熱頂錘冷卻水流量為50-100升/小時。
本發明提出的粗顆粒人造金剛石合成工藝，較好地控制了合成中粗粒度人造金剛石的質量，使粗顆粒、高強度的人造金剛石的提取率有了很明顯的提高。
權利要求
1.一種靜態超高壓法合成粗顆粒人造金剛石的工藝，在高溫高壓下進行。本發明的特徵是在高壓力時開始一次性連續升溫，升壓過程中兩次停止加壓後升至合成平衡壓力。
2.據權利要求1所述的超高壓法合成粗顆粒人造金剛石工藝，其特徵在於，開始升溫的合成腔內壓力值範圍是3500兆帕至4800兆帕。
3.據權利要求1所述的超高壓法合成粗顆粒人造金剛石工藝，其特徵在於升壓過程中兩次停壓的壓力值範圍，第一次為3550兆帕至4900兆帕，第二次停壓範圍是4700兆帕至5100兆帕。
全文摘要
一種靜態超高壓法合成粗粒度人造金剛石的工藝，在較高的壓力下開始一次性連續升溫升壓的過程中兩次停壓，其工藝效果較好地控制了粗顆粒人造金剛石的晶體質量和強度，一定程度的提高了粗顆粒高強度人造金剛石的提取率增加了人造金剛石的生產效益。
文檔編號B01J3/06GK1047461SQ89105729
公開日1990年12月5日 申請日期1989年5月24日 優先權日1989年5月24日
發明者羅丕志 申請人:羅丕志