[发明专利]一种聚晶金刚石复合片及其合成块

权利要求书

1.一种用于聚晶金刚石复合片的合成块，包括用于挤压烧结聚晶金刚石坯料的合成腔，所述合成腔外依次封装有隔离层、发热层、保温层和挤压外壳，其特征在于：所述发热层包括沿轴向套装于隔离层外部且呈筒状的发热元件，所述发热元件的中部与合成腔的中部相对应，且发热元件中部的发热量小于发热元件两端的发热量；

所述挤压外壳包括沿轴向套装于保温层外部的筒状壳体，所述筒状壳体的两端口由第一传压元件封装，筒状壳体和所述第一传压元件共同构成挤压腔，筒状壳体由叶蜡石制成；

所述第一传压元件的材质为硬质合金；

所述发热元件的两端口由第一导电组件封装，发热元件和第一导电组件共同构成发热层，所述第一导电组件由内层的第一导电元件和外层的第二传压元件叠放而成；

所述第二传压元件的材质为HRC35以上的镍基、钴基、铁基或铁-镍基高温合金；

所述保温层包括沿轴向套装于发热层外部且呈筒状的第一保温元件，所述第一保温元件的两端口由相嵌装的第二保温组件和第二导电元件共同封装，所述第一保温元件、第二保温组件和第二导电元件共同构成保温层，且工作时，所述第二导电元件、第一导电元件和发热元件之间依次导通电流，其中，第二保温组件和第二导电元件的嵌装方式为：所述第二导电元件由片状导电部和设于所述片状导电部内侧面的筒状导电部组成，所述筒状导电部的轴向中心线与片状导电部所在平面相垂直，所述第二保温组件包括环设于所述筒状导电部外部的保温筒部和插接于筒状导电部内部的保温芯部。

2.根据权利要求1所述的用于聚晶金刚石复合片的合成块，其特征在于：所述合成腔的外廓与所述隔离层的内廓相适配，隔离层的外廓与所述发热层的内廓相适配，发热层的外廓与所述保温层的内廓相适配，保温层的外廓与所述挤压腔相适配。

3.根据权利要求1所述的用于聚晶金刚石复合片的合成块，其特征在于：所述隔离层包括沿轴向套装于合成腔外部且呈筒状的第一隔离元件，所述第一隔离元件的两端口由第二隔离元件封装，所述第一隔离元件和第二隔离元件共同构成隔离层，且第一隔离元件和第二隔离元件均由NaCl制成。

4.一种利用权利要求1至3任一项所述合成块制备得到的聚晶金刚石复合片，其特征在于，聚晶金刚石复合片的具体制备过程包括以下步骤：

1）组装合成块，同时将聚晶金刚石复合片坯料加入到合成腔内，形成预压合成块；

2）将所述预压合成块置于六面顶压机中进行预压，施压至2～5GPa，保压2～5min后卸压，即得预压的聚晶金刚石复合片坯料，并真空储存所得预压的聚晶金刚石复合片坯料；

3）再次组装合成块，同时将所得预压的聚晶金刚石复合片坯料加入到合成腔内，形成烧结合成块；

4）将步骤3）所得烧结合成块置于六面顶压机中，施压至6～8GPa，施压的同时加热至1500～1700℃并保持10～20min，然后以15～20℃/min的降温速率恢复至室温，同时以0.06～0.095GPa/min的降压速率将恢复至常压，即完成。

5.根据权利要求4所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，步骤1）之前，将构成所述挤压外壳的筒状壳体进行烧结处理，具体过程为：首先升温至180～230℃并保温1～2 h，然后升温至250～270℃并保温4～6h，再升温至280～300℃并保温2～3h，最后降至室温，即完成。

6.根据权利要求4所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于，步骤1）之前，将所述聚晶金刚石复合片坯料进行净化处理，具体过程为：将聚晶金刚石复合片坯料置于真空烧结炉内，抽真空至炉内气压为3×10^-3Pa，在3×10^-3Pa的条件下，升温至450～500℃并保温0.5～1h，然后充入氢气至炉内气压为0.03MPa并保持1～2h，再次抽真空至炉内气压为3×10^-3Pa，在3×10^-3Pa的条件下，升温至700～800℃并保温1～2h，最后降至室温并真空储存，上述净化处理后的聚晶金刚石复合片坯料的氧含量小于等于80ppm。