[实用新型]一种新型轴向增压金刚石合成块

说明书

技术领域

本实用新型属于超硬材料合成技术领域，特别涉及一种新型轴向增压金刚石合成块。 

背景技术

在超硬材料合成领域，超高温高压条件下的合成块是由石墨与触媒混合粉制成的石墨柱、石墨柱外围的绝缘元件和加热元件、石墨柱两端的导电钢圈、传压密封介质按照一定方式组装而成的块状体。具体组装方式为：从外到内依次组装，外围采用叶蜡石与白云石复合介质作为传压密封材料，两端采用导电钢圈进行通电加热，导电钢圈与内侧的加热元件紧密接触，通电时通过导电钢圈使加热元件本身发热，然后经过加热元件内侧紧密接触的绝缘元件将热量传至与绝缘元件内侧紧密接触的石墨柱，使石墨与触媒在超高温高压条件下转化为金刚石。 

从合成块的组装方式上看，在超高温高压条件下，石墨柱中压力的分布规律为：沿轴向方向，两端压力高，中间压力低；沿径向方向，外围压力高，内部压力低，石墨柱中心部位的压力最低。因此，合成块越小，其各部位压力梯度越小，但单次合成产量低，生产效率低，经济效益差；合成块越大，其各部位压力梯度就越大，由于压力梯度大使单次合成产量没有明显提高，质量却明显下降。 

近几年随着技术水平的不断进步，超硬材料行业六面顶压机合成设备合成金刚石的合成腔体迅速扩大，合成块大，导致其各部位压力梯度大，石墨柱从外到内呈现的压力分布情况为越来越小，压力分布不均，从而造成石墨柱内虚。合成块的内虚情况容易使生成的金刚石颗粒内部气泡、杂质多，缺陷多，且颗粒小，严重影响金刚石的产品产量和质量。 

若一味的提高合成压力，则会造成石墨柱外围压力高，使外围生长的金刚石成为聚晶，而且会直接影响到六面顶压机合成设备及其辅助配件的使用寿命，严重者直接导致设备在高温高压下断裂爆炸，不但大大提高了生产成本，而且还存在一定的安全隐患。石墨棒内虚问题，从而提高六面顶压机合成设备和各辅助配件的使用寿命以及金刚石产品的产、质量。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、受力均匀、可有效防止石墨柱内虚、安全可靠的新型轴向增压金刚石合成块。 

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种新型轴向增压金刚石合成块，包括石墨柱、石墨柱两端的导电钢圈和石墨柱与导电钢圈外围的叶蜡石块，导电钢圈内填充有复合填料，石墨柱外围设有加热元件，所述石墨柱由端面对接的两个石墨柱半块构成，石墨柱半块对接端面之间设有石墨片，石墨片与石墨柱半块端面之间设有叶蜡石片。 

所述叶蜡石片与石墨柱半块端面大小相等。 

所述加热元件和石墨柱半块之间设有绝缘元件。 

所述绝缘元件由套装在石墨柱半块上的两个绝缘帽构成，石墨片直径与绝缘帽外径相等，两个绝缘帽顶压在石墨片上。 

与现有技术相比，本实用新型的优点是： 

1、合成块的石墨柱由端面对接的两个石墨柱半块构成，石墨柱半块对接端面之间设有石墨片，石墨片与石墨柱半块端面之间设有叶蜡石片，形成轴向增压组装方式，结构简单，由于叶蜡石传压性能良好，在超高温高压条件下石墨柱中部轴向设置的叶蜡石棒可以起到从中间向两端传压的作用，叶蜡石片可有效弥补合成块中部压力不足，使合成块内压力分布均匀，防止石墨柱内虚，安全可靠，石墨片使石墨柱半块温度均匀，能大大提高产品产量和质量，使金刚石产品的优晶比例从30%提高到40%左右。

2、本实用新型可延长六面顶压机合成设备及其辅助配件的使用寿命，降低合成成本，安全可靠。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示的新型轴向增压金刚石合成块，其包括石墨柱、石墨柱两端的导电钢圈2和石墨柱与导电钢圈2外围的叶蜡石块1，石墨柱由端面对接的两个石墨柱半块5构成，石墨柱半块5对接端面之间设有石墨片9，石墨片9与石墨柱半块5端面之间设有叶蜡石片6，叶蜡石片6与石墨柱半块5的端面大小相等，石墨柱半块5由石墨和触媒粉压制而成。导电钢圈2内填充有叶蜡石与白云石复合填料7，导电钢圈2设置在石墨柱半块5外端，叶蜡石块1设置在石墨柱半块5与导电钢圈2的外围。在石墨柱半块5外围设有加热元件，加热元件由外至内向石墨柱半块5导热，加热元件由包裹在石墨柱半块5外周面上的加热管3和石墨柱半块5外端面上的加热片8构成。在加热元件和石墨柱半块5之间设有绝缘元件，绝缘元件由套装在石墨柱半块5上的两个绝缘帽4构成，石墨片9的直径与绝缘帽4外径相等，两个绝缘帽4顶压在石墨片9上，石墨片9与外围的加热管3相接触。 

本实用新型组装时：首先把两个石墨柱半块5分别放进两个绝缘帽4内，接着在石墨柱半块5端面上分别放置一个叶蜡石片6，将绝缘帽4有叶蜡石片6的一端对接，并在叶蜡石片6之间放置石墨片9；然后在绝缘帽4外部设置加热元件，再将其全部放置于叶蜡石块1中；最后在叶蜡石块1的两端放入导电钢圈2，从而形成轴向增压金刚石合成块。