專利名稱：壓模式超硬材料合成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超硬材料合成設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓模式超硬材料合成設(shè)備。
背景技術(shù)：
六面頂壓機(jī)合成設(shè)備是金剛石生產(chǎn)專用設(shè)備，通常采用完全相同的六個(gè)鉸鏈梁組裝件通過銷軸鉸鏈連接而成，制造簡(jiǎn)單，安裝方便。但是，這種壓機(jī)的鉸鏈連接都存在間隙，配合后，累計(jì)誤差較大，壓機(jī)的六缸活塞空間位置精度差，金剛石的合成壓力穩(wěn)定性差，同時(shí)合成設(shè)備的造價(jià)高，設(shè)備投資成本高。合成塊呈圓柱型，壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)不好控制，合成塊的每個(gè)體積單元之間質(zhì)量差異大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的壓模式超硬材料合成設(shè)備。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案壓模式超硬材料合成設(shè)備，包括中央部位對(duì)應(yīng)設(shè)有半球槽的合成腔體上模和合成腔體下模，合成腔體上模遠(yuǎn)端部與動(dòng)力源活塞缸中的活塞軸向固定聯(lián)接，合成腔體下模遠(yuǎn)端部與壓機(jī)下支撐體頂部軸向固定聯(lián)接，動(dòng)力源活塞與壓機(jī)下支撐體側(cè)面通過聯(lián)接框架聯(lián)接。
合成腔體上模、下模由遠(yuǎn)端至近端由小圓柱段、錐臺(tái)段和大圓柱段組成，下支撐體頂部呈圓柱狀；活塞外端部與合成腔體上模小圓柱段及錐臺(tái)段、下支撐體頂部與合成腔體下模小圓柱段及錐臺(tái)段通過套設(shè)于其外側(cè)的由圓柱腔和椎臺(tái)腔組成的聯(lián)接套固定連接。
聯(lián)接套內(nèi)腔椎臺(tái)段與合成腔體上模、下模錐臺(tái)段呈過盈配合。
聯(lián)接套與合成腔體上模、下模配合部分內(nèi)部設(shè)有冷卻水通道。
下支撐體后部呈空心結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中，壓機(jī)機(jī)體呈一體化結(jié)構(gòu)，主要由上部的壓機(jī)動(dòng)力源活塞缸、中部的壓機(jī)合成腔體上、下模和下部的壓機(jī)下支撐體組成，動(dòng)力源活塞與壓機(jī)下支撐體側(cè)面通過聯(lián)接框架聯(lián)接。壓機(jī)動(dòng)力源活塞缸中的活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便于球型合成塊的安裝和合成完成后金剛石混合體的取出；下支撐體為后空心的上凸型實(shí)體，與壓機(jī)合成腔體下模固性連接；聯(lián)接框架可以設(shè)置對(duì)稱的兩個(gè)、三個(gè)或者四個(gè)，只要滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求即可。
本發(fā)明采用球型合成腔體，外圍的壓力場(chǎng)均指向球心，發(fā)熱源向內(nèi)傳熱方向全部是向心的路徑長(zhǎng)度相同。與圓柱型合成腔體相比，壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)的穩(wěn)定型和可控性更好，有利于合成質(zhì)量控制；合成腔體上、下模的積合端面可設(shè)計(jì)成與合成腔體匹配的類半球型，交點(diǎn)處倒圓角或者密封楔型，滿足密封材料的合理流動(dòng)和摩擦自鎖要求；活塞和合成腔體上模采用聯(lián)接套連接，合成腔體上模和聯(lián)接套的錐臺(tái)面采用過盈配合，直徑方向單側(cè)過盈量在0.1-0.5毫米之間，活塞的小頭和聯(lián)接套采用過度圓柱配合，基本無間隙，形成穩(wěn)定的上模體；壓機(jī)下支撐體和合成腔體下模的配合形式與上模體的配合形式相同，組成穩(wěn)固的上下配合壓模。上、下聯(lián)接套的靠近壓模的外周設(shè)計(jì)有密閉的環(huán)型冷卻水通道，用于壓模的散熱，使壓模溫度保持恒定，穩(wěn)定合成腔體溫度場(chǎng)，減少壓模的熱疲勞損壞。
合成腔體的保溫隔熱層可采用兩半帽子型，其內(nèi)部涂敷高電阻發(fā)熱材料，通電可以發(fā)熱提供合成金剛石所需的熱能；球型粉末混合合成塊的外表涂敷絕緣材料，保證高電阻發(fā)熱材料通電加熱時(shí)，電流不過合成塊。
本發(fā)明將構(gòu)成設(shè)備的六個(gè)組件簡(jiǎn)化成兩個(gè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資大幅降低；因?yàn)橹挥幸粋€(gè)壓力源，合成設(shè)備的剛度好，不存在裝配累計(jì)誤差，上、下壓模的動(dòng)作機(jī)理簡(jiǎn)單，誤差小，同軸度很好，壓力穩(wěn)定性好；采用球形合成腔體，腔體密封設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，球型發(fā)熱圓向內(nèi)部傳熱路徑相同，距離一樣，熱場(chǎng)均勻，非常有利于高品級(jí)金剛石的生長(zhǎng)。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
壓模式超硬材料合成設(shè)備，包括中央部位對(duì)應(yīng)設(shè)有半球槽的合成腔體上模1和合成腔體下模2，合成腔體上模1遠(yuǎn)端部與動(dòng)力源活塞缸3中的活塞4軸向固定聯(lián)接，合成腔體下模2遠(yuǎn)端部與壓機(jī)下支撐體5頂部軸向固定聯(lián)接，動(dòng)力源活塞4與壓機(jī)下支撐體5側(cè)面通過聯(lián)接框架6聯(lián)接。
合成腔體上模1、下模2由遠(yuǎn)端至近端由小圓柱段、錐臺(tái)段和大圓柱段組成，下支撐體5頂部呈圓柱狀、后部呈空心結(jié)構(gòu)?；钊?外端部與合成腔體上模1小圓柱段及錐臺(tái)段、下支撐體5頂部與合成腔體下模2小圓柱段及錐臺(tái)段通過套設(shè)于其外側(cè)的由圓柱腔和椎臺(tái)腔組成的聯(lián)接套7固定連接。聯(lián)接套7內(nèi)腔椎臺(tái)段與合成腔體上模1、下模2錐臺(tái)段呈過盈配合。聯(lián)接套7與合成腔體上模1、下模2配合部分內(nèi)部設(shè)有冷卻水通道8。
9為活塞缸3的缸蓋，10為合成腔體保溫隔熱層，11為合成腔體保溫保壓密封邊，12為金剛石生長(zhǎng)腔，13為合成腔體發(fā)熱膜。
權(quán)利要求
1.壓模式超硬材料合成設(shè)備，其特征在于，包括中央部位對(duì)應(yīng)設(shè)有半球槽的合成腔體上模和合成腔體下模，合成腔體上模遠(yuǎn)端部與動(dòng)力源活塞缸中的活塞軸向固定聯(lián)接，合成腔體下模遠(yuǎn)端部與壓機(jī)下支撐體頂部軸向固定聯(lián)接，動(dòng)力源活塞與壓機(jī)下支撐體側(cè)面通過聯(lián)接框架聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的壓模式超硬材料合成設(shè)備，其特征在于，合成腔體上模、下模由遠(yuǎn)端至近端由小圓柱段、錐臺(tái)段和大圓柱段組成，下支撐體頂部呈圓柱狀；活塞外端部與合成腔體上模小圓柱段及錐臺(tái)段、下支撐體頂部與合成腔體下模小圓柱段及錐臺(tái)段通過套設(shè)于其外側(cè)的由圓柱腔和椎臺(tái)腔組成的聯(lián)接套固定連接。
3.如權(quán)利要求2所述的壓模式超硬材料合成設(shè)備，其特征在于，聯(lián)接套內(nèi)腔椎臺(tái)段與合成腔體上模、下模錐臺(tái)段呈過盈配合。
4.如權(quán)利要求3所述的壓模式超硬材料合成設(shè)備，其特征在于，聯(lián)接套與合成腔體上模、下模配合部分內(nèi)部設(shè)有冷卻水通道。
5.如權(quán)利要求4所述的壓模式超硬材料合成設(shè)備，其特征在于，下支撐體后部呈空心結(jié)構(gòu)。
全文摘要
壓模式超硬材料合成設(shè)備，包括中央部位對(duì)應(yīng)設(shè)有半球槽的合成腔體上模和合成腔體下模，合成腔體上模遠(yuǎn)端部與動(dòng)力源活塞缸中的活塞、合成腔體下模遠(yuǎn)端部與壓機(jī)下支撐體頂部軸向固定聯(lián)接，動(dòng)力源活塞與壓機(jī)下支撐體側(cè)面通過聯(lián)接框架聯(lián)接。合成腔體上模、下模由遠(yuǎn)端至近端由小圓柱段、錐臺(tái)段和大圓柱段組成，下支撐體頂部呈圓柱狀；活塞外端部與合成腔體上模小圓柱段及錐臺(tái)段、下支撐體頂部與合成腔體下模小圓柱段及錐臺(tái)段通過套設(shè)于其外側(cè)的由圓柱腔和椎臺(tái)腔組成的聯(lián)接套固定連接。聯(lián)接套內(nèi)腔椎臺(tái)段與合成腔體上模、下模錐臺(tái)段呈過盈配合。聯(lián)接套與合成腔體上模、下模配合部分內(nèi)部設(shè)有冷卻水通道。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、使用效果好。
文檔編號(hào)B01J3/06GK101073758SQ20061001777
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2006年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者楊晉中, 郭留希, 馬克鍵, 劉永奇, 任彥博 申請(qǐng)人:鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心