专利名称：一种人造金刚石合成块的制作方法
技术领域：
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、合成棒等组装在一起。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。见郑州磨料磨具磨削研究所主办的《(金刚石与磨料磨具工程》杂志，2001年第4期第32页，郑州新亚复合超硬材料有限公司庞贵彬、苏桂发表的《新型传压介质的研究》一文，及化学工业出版社1993年11月第1版，1994年6月第2次印刷的人造金刚石、立方氮化硼及其制品实用大全(第一册)《人造金刚石立方氮化硼基础与标准》第23页。
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，由于传压方式的不合理，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、不变形，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、合成棒，组装方式是合成棒两端为导电堵头，装入叶腊石块的圆孔中，在合成棒与导电堵头之间设置一金属环内填充非金属材料的调整垫，调整垫与合成棒接触一端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和合成棒接触一端的金属环的截面宽度尺寸比在5～12之间，导电堵头通过调整垫实现与合成棒的传压和电连接。
设置在人造金刚石合成块中的调整垫与导电堵头接触一端的金属环具有内阶梯孔。
设置在人造金刚石合成块中的调整垫与导电堵头接触一端的金属环具有阶梯外圆。
设置在人造金刚石合成块中的调整垫的金属环具有锥形内孔。
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是本实用新型具有碗状形式导电堵头及调整垫金属环具有内阶梯孔形式的结构示意图。
图2是本实用新型有碗状形式导电堵头及调整垫金属环具有阶梯外圆形式的结构示意图。
图3是本实用新型具有碗状形式导电堵头及调整垫金属环具有锥形内孔形式的结构示意图。
图4是本实用新型具有博士帽式导电堵头及调整垫金属环具有矩形截面形式的结构示意图。
图5是本实用新型具有博士帽式导电堵头及调整垫金属环具有内阶梯孔形式的结构示意图。
例1 如
图1所示，人造金刚石合成块，合成棒(3)两端依此为调整垫(2)和碗状形式导电堵头(1)，装入叶腊石块(4)的圆孔中，构成合成块。调整垫(2)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(2)金属环为内阶梯孔形式，调整垫(2)与合成棒(3)接触一端的金属环外径与合成棒(3)的直径的公称尺寸相同，合成棒(3)的直径为40毫米时，与调整垫(2)和合成棒(3)接触一端的金属环的截面宽度尺寸比为8.5，导电堵头(1)通过调整垫(2)实现与合成棒(3)的传压和电连接。
例2 如图2所示，人造金刚石合成块组装、传压、电连接方式同例1，导电堵头(1)为碗状形式，调整垫(2)金属环为内阶梯孔形式，合成棒(3)的直径为30毫米时，与调整垫(2)和合成棒(3)接触一端的金属环的截面宽度尺寸比为10。
例3 如图3所示，人造金刚石合成块组装、传压、电连接方式同例1，导电堵头(1)为碗状形式，调整垫(2)金属环为锥形内孔形式，合成棒(3)的直径为36毫米时，与调整垫(2)和合成棒(3)接触一端的金属环的截面宽度尺寸比为5。
例4 如图4所示，人造金刚石合成块组装、传压、电连接方式同例1，导电堵头(1)为博士帽式，调整垫(2)金属环为矩形截面形式，合成棒(3)的直径为20毫米时，与调整垫(2)和合成棒(3)接触一端的金属环的截面宽度尺寸比为12。
例5 如图5所示，人造金刚石合成块组装、传压、电连接方式同例1，导电堵头(1)为博士帽式，调整垫(2)金属环为内阶梯孔形式，合成棒(3)的直径为50毫米时，与调整垫(2)和合成棒(3)接触一端的金属环的截面宽度尺寸比为5。
权利要求1.一种人造金刚石合成块，包括叶腊石块、导电堵头、合成棒，组装方式是合成棒两端为导电堵头，装入叶腊石块的圆孔中，其特征在于在合成棒与导电堵头之间设置一金属环内填充非金属材料的调整垫，调整垫与合成棒接触一端的金属环外径与合成棒的直径公称尺寸相同，合成棒的直径与调整垫和合成棒接触一端的金属环的截面宽度尺寸比在5～12之间，导电堵头通过调整垫实现与合成棒的传压和电连接。
2.根据权利要求1所述的人造金刚石合成块，其特征在于调整垫与导电堵头接触一端的金属环具有内阶梯孔。
3.根据权利要求1所述的人造金刚石合成块，其特征在于调整垫与导电堵头接触一端的金属环具有阶梯外圆。
4.根据权利要求1所述的人造金刚石合成块，其特征在于调整垫的金属环具有锥形内孔。
5.根据权利要求1所述的人造金刚石合成块，其特征在于调整垫的金属环具有矩形截面。
专利摘要本实用新型公开了一种人造金刚石合成块,其特点是在合成棒与导电堵头之间设置一金属环内填充非金属材料的调整垫,调整垫与合成棒接触一端的金属环外径与合成棒的直径公称尺寸相同,合成棒的直径与调整垫和合成棒接触一端的金属环截面宽度尺寸比在5～12之间,调整垫的金属环具有多种形式,导电堵头通过调整垫实现与合成棒的传压和电连接。具有合成温度、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的优点。
文档编号B01J3/06GK2506339SQ0127398
公开日2002年8月21日 申请日期2001年11月12日 优先权日2001年11月12日
发明者唐明周, 孔令春 申请人:唐明周