專利名稱：超高壓高溫合成塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及六面頂壓機(jī)進(jìn)行超高壓高溫合成用的合成塊，屬于高壓合成技術(shù)領(lǐng)域。
金剛石、立方氮化硼及其復(fù)合超硬材料性能優(yōu)異，用途廣泛。在它們的超高壓高溫合成中，合成腔內(nèi)的壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)具有決定性意義，而它們?cè)谙喈?dāng)大程度上取決于合成塊的形狀與材質(zhì)?，F(xiàn)在，我國普遍使用六面頂壓機(jī)合成超硬材料，利用葉臘石等傳壓性能和電、熱絕緣性能優(yōu)良的材料作超高壓高溫傳壓密封介質(zhì)，制成中國專利CN2079082U所述的正方體合成塊。合成作業(yè)時(shí)，壓機(jī)的六個(gè)頂錘同時(shí)擠壓合成塊正方體的六個(gè)表面，塊體材料在壓縮作用下發(fā)生塑性流動(dòng)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?shù)某邏焊邷刂С泻兔芊猓趬K體內(nèi)的合成腔里建立合適的壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)，使合成腔內(nèi)的試料合成為所需的超硬材料或制品。這種正方體合成塊在合成過程中受高壓作用后才形成密封邊。塊體在發(fā)生塑性流動(dòng)和變形而形成密封邊的同時(shí)，也會(huì)使合成腔及其內(nèi)容物顯著變形，從而造成一系列問題裝在合成腔內(nèi)的導(dǎo)電鋼圈、試料等處于熔融狀態(tài)，摩擦阻力小，密封能力差，容易沖破超高壓高溫密封，發(fā)生爆炸，破壞昂貴的頂錘，導(dǎo)致合成失?。皇乖嚢糇?yōu)槎舜笾虚g小的雙喇叭形，改變其內(nèi)阻，惡化合成腔內(nèi)的壓力場(chǎng)與溫度場(chǎng)，減小其有效容積，導(dǎo)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(zhì)量控制較難、單產(chǎn)低、尺寸小、成本高、成品率低，使用安全性較差。
本實(shí)用新型目的是根據(jù)合成塊在超高壓高溫合成中的工作原理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，改進(jìn)其形狀結(jié)構(gòu)，減小合成塊在超高壓高溫作用下發(fā)生的塑性流動(dòng)和變形，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題。
本實(shí)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(yōu)良的介質(zhì)為原料，其特點(diǎn)是合成塊正方體1的各棱部均具有予制密封邊2，它可以是塊料的機(jī)加工成形體或者粉料的模壓成形體，也可為正方體棱部鋃嵌或粘結(jié)予制密封邊2而制成的成形體。這些合成塊在投入使用前就已在其各棱部具有密封邊2。合成塊上與頂錘頂面相應(yīng)之各平面的邊長(zhǎng)l不小于頂錘頂面邊長(zhǎng)，予制密封邊的寬度c不大于頂錘斜面倒角寬度，傾角α≥130°。將本合成塊用到六面頂壓機(jī)上進(jìn)行超高壓高溫合成時(shí)，因有予制密封邊2，塊體材料在高壓作用下所發(fā)生的塑性流動(dòng)和變形大大減小。這就使合成塊之合成腔3及其內(nèi)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(chǎn)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(nèi)的壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)，從而改進(jìn)了合成物質(zhì)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(yè)安全性。
因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型超高壓高溫合成塊具有優(yōu)異的使用性能合成腔有效容積約增大20％，合成物的單產(chǎn)高、尺寸大，合成壓力和溫度較易控制，合成物的質(zhì)量與成品率高，合成作業(yè)使用的頂錘及其他原材料消耗少，產(chǎn)品成本低，而且作業(yè)安全性好。
圖1是本實(shí)用新型合成塊的半剖視圖。
實(shí)施例1一種600噸級(jí)六面頂壓機(jī)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(yīng)之各平面的邊長(zhǎng)l＝23.5mm，予制密封邊2的寬度c＝4mm，傾角α＝140°當(dāng)用之于金剛石或立方氮化硼或它們的復(fù)合材料與制品的5.5GPa以上超高壓、1400℃以上高溫合成時(shí)，其合成腔3的有效直徑均可達(dá)20mm，有效容積比正方體合成塊的約增大23％，合成物的單產(chǎn)和尺寸相應(yīng)增大，而且合成產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率高，成本低，合成工藝性更好，作業(yè)更安全。
實(shí)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(yīng)之各平面的邊長(zhǎng)l＝25mm，密封邊寬度c＝8mm，傾角α＝135°。當(dāng)將此合成塊用于超高壓高溫合成時(shí)，具有與實(shí)施例1合成塊類似的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種適用于六面頂壓機(jī)的超高壓高溫合成塊，其特征在于合成塊正方體(1)的各棱部均具有予制密封邊(2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的合成塊，其特征在于合成塊上與頂錘頂面相應(yīng)之各平面的邊長(zhǎng)l不小于頂錘頂面的邊長(zhǎng)，予制密封邊(2)的寬度c不大于頂錘斜面倒角寬度，傾角α≥130°。
3.按照權(quán)利要求1或2所述之合成塊，其特征在于合成塊是傳壓性能與電、熱絕緣性能優(yōu)良的粉末材料的模壓成形體。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的合成塊，其特征在于合成塊是傳壓性能與電、熱絕緣性能優(yōu)良的塊料的機(jī)加工成形體。
專利摘要一種適用于六面頂壓機(jī)的超高壓高溫合成塊，其特點(diǎn)是正方體1各棱部均具有予制密封邊2，合成塊上與頂錘頂面相應(yīng)之各平面的邊長(zhǎng)1不小于頂鍾頂面邊長(zhǎng)，密封邊2的寬度c不大于頂錘斜面倒角寬度，傾角α≥130°；用于金剛石、立方氮化硼及其超硬復(fù)合材料與制品合成時(shí)，使用性能優(yōu)異與正方體合成塊比，合成腔有效容積約增大20％，能相應(yīng)增大合成物單產(chǎn)與尺寸，合成作業(yè)較易控制、更加安全，產(chǎn)品質(zhì)量與成品率高，原材料省，成本低。
文檔編號(hào)B01J3/06GK2179788SQ9420171
公開日1994年10月19日 申請(qǐng)日期1994年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月20日
發(fā)明者趙云良 申請(qǐng)人:鄭州新亞復(fù)合超硬材料有限公司