專利名稱：：生產(chǎn)多粒超硬材料燒結(jié)體的合成腔體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)多粒超硬材料燒結(jié)體的六面頂壓機(jī)合成塊中合成腔體，屬于超硬材料燒結(jié)體成型
技術(shù)領(lǐng)域：
。用于六面頂壓機(jī)合成人造金剛石，立方氮化硼的燒結(jié)體。超硬材料的燒結(jié)體制造，通常是將低品級(jí)的超硬材料和結(jié)合劑混合粉末裝入石墨模具中，再將此石墨模具裝入傳壓介質(zhì)中組裝成合成塊，送至六面頂液壓機(jī)；由液壓機(jī)六個(gè)方向的頂錘向中心頂壓合成塊，使合成腔體內(nèi)形成高壓，并隨之使合成腔體在大電流作用下形成高溫；該高壓高溫狀態(tài)應(yīng)位于超硬材料的熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。石墨模具中的混合粉末經(jīng)高溫高壓燒結(jié)一定時(shí)間后成為預(yù)定尺寸的大顆粒超硬材料，可供制造鉆頭、鋸片、刀具、拉絲模等使用。目前，六面頂壓機(jī)生產(chǎn)小于φ6mm直徑的超硬材料燒結(jié)體，通常采用小于φ14mm腔體的合成塊合成，這是由于燒結(jié)體在燒結(jié)過程中比生產(chǎn)超硬材料本身需要更高的溫度和壓力，這種合成腔體效率較低，產(chǎn)品成本較高，也未最大限度地利用設(shè)備的生產(chǎn)能力。因此，對于一定大小的燒結(jié)體制造來講，合成塊腔體的合理擴(kuò)大可以提高合成塊的單產(chǎn)，提高臺(tái)機(jī)生產(chǎn)能力，充分利用現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)能力，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型的目的是給出一種六面頂壓機(jī)制造超硬材料燒結(jié)體的更大的合成塊合成腔體，以使在現(xiàn)在的六面頂壓機(jī)生產(chǎn)條件下實(shí)現(xiàn)φ18mm腔體的燒結(jié)體制造工藝，充分發(fā)揮壓機(jī)的潛力，提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品成本。本實(shí)用新型選用傳壓介質(zhì)-葉臘石正立方塊，其邊長為36～37mm，將合成塊的合成腔體直徑擴(kuò)大為φ18mm，合成腔體內(nèi)裝多粒直徑φ6mm以下的燒結(jié)體。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述圖1為本實(shí)用新型的合成塊組裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3～圖8為φ6mm以下孔眼數(shù)分別為3、4、7、9、13和19的石墨模具圖示(即圖1的A-A剖視圖)。本實(shí)用新型合成塊為一葉臘石正立方塊3，正立方塊3內(nèi)有一個(gè)φ18mm的孔腔，孔腔底部有一個(gè)臺(tái)階11，孔腔內(nèi)放組裝塊8，孔腔兩頭放置環(huán)形中空的堵頭1，堵頭1中空處填葉臘石3。緊靠上下兩堵頭1處各有兩片碳片4，每兩片碳片4之間放有金屬片5，金屬片5厚度為0.5～1mm。金屬片的加入起增壓和控制聚晶形狀的作用，可顯著提高產(chǎn)品的成品率。上下碳片之間裝有兩塊石墨模具6，兩塊石墨模具6中間夾一實(shí)心碳片10，厚度為0.9～1.1mm。每塊石墨模具6與碳片10接觸端上帶有孔眼12，孔眼12的深度為0.5～1.0mm，孔眼12內(nèi)裝粉料，如金剛石、立方氮化硼等超硬材料，或者其它硬質(zhì)材料如Al2O3，金屬陶瓷等。直徑φ18mm合成腔體中石墨模具6上的孔眼數(shù)與孔眼直徑關(guān)系如下(燒結(jié)體直徑為6mm以下)</tables>對直徑φ18mm合成腔體合成塊的石墨模具6，當(dāng)孔眼直徑為7.2mm以下時(shí)，模具6尺寸要求為1)模具上的外緣孔眼與模具圓周周邊距離為1.0～1.7mm，2)孔眼與孔眼之間的孔眼周邊距為1.0～1.7mm，3)模具6中的孔眼等距離均勻分布。葉臘石塊一端堵頭1的周邊罩有一個(gè)葉臘石環(huán)2進(jìn)行密封。另一端由孔腔底部的臺(tái)階11密封。本實(shí)用新型的工作過程如下本實(shí)用新型采用噸位不小于800噸×6的六面頂壓機(jī)，頂端錘端尺寸設(shè)計(jì)為27.0mm×27.0mm～30mm×30mm，最佳為27.5mm×27.5mm；葉臘石立方塊邊長為36.5mm，內(nèi)孔為φ18mm；石墨模具根據(jù)燒結(jié)體的規(guī)格按圖3～圖8設(shè)計(jì)。采用圖1的合成塊組裝結(jié)構(gòu)。合成時(shí)腔體內(nèi)壓力為4.5～5.5GPa，溫度在1400℃～1800℃，加熱50～90s。經(jīng)過2500次φ4×2、φ5×3、φ6×4人造金剛石、立方氮化硼聚晶的生產(chǎn)試驗(yàn)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，(如拉絲模用JR1金剛石聚晶耐磨性為1∶100×103以上)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)主要有1.顯著提高合成塊及臺(tái)機(jī)生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)潛力。以生產(chǎn)φ4×2拉絲模聚晶為例φ18腔體合成塊單產(chǎn)7×2＝14粒，而φ14腔體合成塊單產(chǎn)3×2＝6粒，φ18腔體合成塊單產(chǎn)為φ14腔體合成單產(chǎn)的2.33倍?？紤]合成時(shí)間的差距后，φ18腔體比φ14腔體的臺(tái)機(jī)效率提高87％。2.產(chǎn)品成本降低。由于單機(jī)生產(chǎn)效率的提高，帶來以下幾個(gè)方面的消耗的降低1)錘耗；2)葉臘石塊；3)鋼圈；4)石墨模具；5)水電、設(shè)備折舊；6)人員工資。從而使產(chǎn)品生產(chǎn)成本比φ14腔體生產(chǎn)成本下降0.4元～0.5元/粒。若以一臺(tái)壓機(jī)單獨(dú)生產(chǎn)φ4×2規(guī)模金剛石聚晶為例，一臺(tái)壓機(jī)年產(chǎn)40萬粒，即可增加收入20萬元左右。3.合成塊組裝結(jié)構(gòu)顯著提高了產(chǎn)品成品率，以生產(chǎn)φ4×2、φ5×3規(guī)格的金剛石聚晶為例，該組裝結(jié)構(gòu)合成塊成品率為80～95％。4.石墨模具的設(shè)計(jì)充分利用了有限的面積，合成最多的燒結(jié)體粒數(shù)。六面頂壓機(jī)φ18腔體合成多粒超硬材料燒結(jié)體的制造技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。本實(shí)用新型也適用于φ16以下的單粒超硬材料聚晶或復(fù)合片的制造。本實(shí)用新型適用于φ6mm以下的鉆探用聚晶，拉絲模用聚晶，刀具用聚晶等的石墨模具設(shè)計(jì)。權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)多粒超硬材料燒結(jié)體的合成腔體，由葉臘石塊，碳片，石墨模等組成，其特征在于所說的合成腔體為直徑18mm腔體，合成腔體內(nèi)裝多粒直徑6mm以下的燒結(jié)體，燒結(jié)體放在合成腔體中的石墨模具(6)中的孔眼(12)中，燒結(jié)體直徑為6mm以下時(shí)，石墨模具(6)上的孔眼數(shù)與孔眼直徑關(guān)系如下</tables>2.如權(quán)利要求1所述的腔體，其特征在于石墨模具(6)的尺寸要求為1)模具上的外緣孔眼與模具圓周周邊距離為1.0～1.7mm，2)孔眼與孔眼之間的孔眼周邊距為1.0～1.7mm，3)模具(6)中的孔眼(12)等距離均勻分布。3.如權(quán)利要求1或2所述的腔體，其特征在于在每兩片碳片(4)之間放有金屬片(5)，金屬片(5)的厚度為0.5～1mm。4.如權(quán)利要求1或2所述的腔體，其特征在于葉臘石正立方塊(3)的邊長為36～37mm。5.如權(quán)利要求3所述的腔體，其特征在于葉臘石正立方塊(3)的邊長為36～37mm。專利摘要本實(shí)用新型為一種生產(chǎn)多粒超硬材料燒結(jié)體的合成腔體,屬于超硬材料燒結(jié)體成型
技術(shù)領(lǐng)域：
。該合成腔體為直徑18mm腔體,合成腔體內(nèi)裝多粒直徑6mm以下的燒結(jié)體,燒結(jié)體放在合成腔體中的石墨模具6中的孔眼12中,本實(shí)用新型給出孔眼數(shù)與孔眼直徑的關(guān)系以及石墨模具6的尺寸要求。在每兩片碳片4之間放有金屬片5。本實(shí)用新型可提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品成品率,降低產(chǎn)品成本。文檔編號(hào)B01J3/06GK2279953SQ9624935公開日1998年4月29日申請日期1996年12月17日優(yōu)先權(quán)日1996年12月17日發(fā)明者劉一波,孫林,齊秀華申請人:冶金工業(yè)部第一地質(zhì)勘查局超硬材料研究所