[实用新型]一种人造金刚石合成块

说明书

本实用新型涉及一种人造金刚石合成块，属于超硬材料技术领域。

目前，静态超高温高压熔媒法合成人造金刚石的合成块，主要由叶腊石块、导电堵头、金属片、合成棒组装在一起。叶腊石块外形是一个立方体，中间有一个贯穿相对两个面的圆孔，孔内由金属触媒和石墨材料组成一个合成棒。合成棒由片状金属触媒和石墨片交替叠装方式构成或由粉末金属触媒和石墨粉压制成圆柱棒的形式。在合成棒的两端各有用于对合成棒产生传压和电连接的金属片及导电堵头。导电堵头一般有碗状形式和博士帽形式，也叫做导电钢碗、导电钢圈、堵头等。它们都具有一个导电圆环。根据合成块组装设计的不同，导电堵头的导电圆环外径可以小于或等于合成棒直径，还有导电堵头的导电圆环内径大于或等于合成棒直径。见工业金刚石信息网一九九八年八月公开的《超硬材料发展35周年研讨会论文集》中，第46页北京燕郊金刚石工业公司王世库发表的《用粉状石墨和触媒材料合成锯片级金刚石》一文。

人造金刚石合成工艺要求合成棒尽量不变形，合成后的合成棒端面平整，合成棒是一个标准的圆柱体。而在实际生产中，由于导电堵头的传压截面上导电圆环和填充的非金属材料，以及导电堵头周围的叶腊石密度差和可压缩量不同，造成对合成棒端面的压强不均匀，一般中心压强大，周围压强小，造成合成棒端面不平整，而向内凹陷变形。见工业金刚石信息网一九九八年八月公开的《超硬材料发展35周年研讨会论文集》中，第150页湖南航天工业总公司7803厂肖敏发表的《合成棒变形及其对合成工艺的影响》一文。

综上所述，由于传压的方式不合理，造成合成棒变形，影响了合成腔体温度、压力的稳定和分布，造成合成棒端部及合成棒外周金刚石转化率低，影响了金刚石的单次合成产量和品级。

本实用新型的目的是提供一种人造金刚石合成块，使合成块中合成腔体温度、压力稳定和分布更加均匀，合成后合成棒端面平整，提高金刚石的单次合成产量和品级。

本实用新型的目的是以如下方式实现的。

一种人造金刚石合成块，包括叶腊石块、导电堵头、金属片、合成棒，其组装顺序是合成棒两端依次是金属片、导电堵头，装入叶腊石块的圆孔中，在合成棒与金属片之间设置一金属环内填充非金属材料的调整垫，调整垫的金属环外径与合成棒的直径的公称尺寸相同，合成棒的直径与调整垫的金属环的截面宽度比在5～12之间，调整垫通过金属片与导电堵头实现传压和电连接，调节对合成棒外周的压力。

设置在人造金刚石合成块中的调整垫的金属环还可具有锥形内孔。

设置在人造金刚石合成块中的调整垫的金属环还可具有矩形截面。

本实用新型人造金刚石合成块，具有合成温度、压力稳定和分布更加均匀，并可以降低合成压力和加热电功率，合成后合成棒端面平整、不变形，提高金刚石的单次合成产量和品级的优点。

以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

图1是本实用新型具有博士帽式导电堵头的结构示意图。

图2是本实用新型具有碗状式导电堵头的结构示意图。

图3是本实用新型调整垫的金属环具有锥形内孔的结构示意图。

图4是本实用新型调整垫的金属环具有矩形截面的结构示意图。

例1如图1所示，人造金刚石合成块，合成棒(4)两端依次为调整垫(3)、金属片(2)和具有博士帽式导电堵头(1)，装入叶腊石块(5)的圆孔中，构成合成块。调整垫(3)由一金属环内填充非金属材料制成，金属环一般由铁、钢等金属或金属合金制成，非金属材料可以是叶腊石粉、白云石粉等。调整垫(3)的金属环外径制成与合成棒(4)的直径相同，合成棒(4)的直径为40毫米时，与调整垫(3)的金属环截面宽度尺寸比为10，调整垫(3)通过金属片(2)与具有博士帽式导电堵头(1)实现传压和电连接。调整垫(3)用于调节对合成棒(4)外周的压力。

例2如图2所示，人造金刚石合成块组装、传压和电连接方式同例1，只是导电堵头(1)为碗状形式，合成棒(4)的直径为20毫米时，与调整垫(3)的金属环截面宽度尺寸比为12。

例3如图3所示，人造金刚石合成块组装、传压和电连接方式同例1，只是导电堵头(1)为碗状形式，合成棒(4)的直径为30毫米时，与调整垫(3)的金属环截面宽度尺寸比为8，调整垫(3)的金属环为锥形内孔。

例4如图4所示，人造金刚石合成块组装、传压和电连接方式同例1，只是导电堵头(1)为碗状形式，合成棒(4)的直径为50毫米时，与调整垫(3)的金属环截面宽度比为5，调整垫(3)的金属环为矩形截面。