专利名称：复合叶蜡石组装块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超硬材料加工装置，特别涉及一种高温高压下的压力传递与密封装置。
背景技术：
超硬材料包括金刚石、立方氮化硼及其聚晶等，由于其优异的物理化学性能，在现代工业领域中应用广泛。超硬材料生产过程中均需要高温高压环境，其通常采用由普通叶蜡石和白云石压制成的整体型叶蜡石块作为传压密封介质，起压力密封、压力传递、保温及绝缘作用，外部的超高压力通过上述传压密封介质传递至合成腔内形成超高压力，外部电流通过叶蜡石块内置的石墨体发热产生高温。而由于适合超硬材料生长条件的超高压是通过叶蜡石和白云石等材料实现压力传递的，因此在合成腔内不可避免地存在压力梯度。与纯叶蜡石粉压块相比，这种由叶蜡石和白云石复合的传压密封介质在一定程度上减少了高温高压下叶蜡石发生脱水、相变及体积收缩导致内部压力降低的问题，使传压和保温效果得到提升，但仍存在如下不足为保证叶蜡石复合块的密封效果，其烘焙温度整体偏低，这难以使传压材料的高传压性能发挥彻底，同时，叶蜡石所占复合块的比例仍很大，仅通过传压材料的保温性能实现对温度场的影响，其改善效果有限。因此，现有合成腔内压力和温度分布存在不合理处，且和超硬材料合成及生长所需的温度和压力不匹配，并随着高温高压合成腔尺寸的扩大变得越来越明显。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能提高内压并改善合成腔内部的压力和温度分布，满足超硬材料合成及生长条件的复合叶蜡石组装块。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为由结构上下对称的上组装体和下组装体对合而成，所述的上组装体或下组装体均包括外壳和镶嵌在外壳内部的传压件，所述的外壳为中部设有同轴且相连通的安装孔和通孔的矩形体，所述的传压件为一端大、一端小的回转体，其外形与安装孔相匹配，中部设有与外壳通孔相一致的孔，其中所述上组装体中外壳的通孔在上、安装孔在下，传压件为上端小、下端大的回转体；所述下组装体中外壳的安装孔在上，通孔在下，传压件为上端大、下端小的回转体。按上述方案，所述传压件的通孔为直通孔或变径通孔。按上述方案，所述外壳采用叶蜡石复合材料。按上述方案，所述传压件采用白云石复合材料。按上述方案，所述传压件材料采用添加金属(或非金属)导体粉末(或颗粒)的白云石复合材料，金属(或非金属)导体粉末(或颗粒)如铁、铝、钼、石墨、碳化钨-钴硬质合金、 含碱金属的β -Al2O3等，而实现进一步保温和辅助发热的作用。按上述方案，所述传压件为圆锥台或一端大、一端小的圆柱体或一端设有收缩锥的圆柱体或半腰鼓形块体。本实用新型提供的复合叶蜡石组装块为分体式组合结构，因此可对传压件和外壳设计独立的热处理工艺，且所述传压件沿轴向由外到内壁厚呈增大的趋势即中心壁厚大于外端壁厚，这进一步提高了传压件所占叶蜡石复合块的体积比例，即增加了高温高压下物相稳定、无明显体积收缩、热导率更低的传压和保温性能更优越的传压件白云石的比例，减少了高温高压下发生脱水、相变及体积收缩和热导率较高的叶蜡石的体积比例，提高了合成腔内的压力并改善了合成腔内的压力分布。同时，由此形成的沿轴向不同位置电阻不同的辅助发热及保温结构，可对合成腔内的石墨发热体形成并联旁路作用，使石墨发热体沿轴向的中区温度适当降低，结合传压件的优良保温性能，可促进合成腔体内温度更趋于平衡，同合成腔内部的压力梯度更匹配，使合成腔内超硬材料合成的生长温度和压力区域变宽，更容易合成及生长出优质的人造金刚石、立方氮化硼及其聚晶等超硬材料。本实用新型的有益效果采用分体式组合结构，可对传压件和外壳设计独立的热处理工艺；改善了传压性能，提高了内压并改善了合成腔内的压力和温度分布，降低了超硬材料的合成所需的外部压力；通过采用添加金属(或非金属)导体粉末(或颗粒)的白云石复合材料所述作传压材料，可使其辅助发热和保温增强，提高合成腔内温度场的均勻性以及温度场和压力场的匹配性。
图1是本实用新型一个实施例总装结构的剖面图；图2是本实用新型一个实施例总装结构的俯(仰)视图；图3是本实用新型中一个实施例传压件的示意图；图4是本实用新型中一个实施例外壳的示意图；图5、图6、图7分别是本实用新型中传压件和相应外壳结构的几种变形示意图，图中1传压件，2外壳，3通孔。
具体实施方式
由图1-4所示复合叶蜡石组装块，由结构上下对称的上组装体和下组装体对合而成，所述的上组装体或下组装体均包括外壳(2)和镶嵌在外壳内部的传压件(1)，所述的外壳为中部设有同轴且相连通的安装孔(4)和通孔(3)的矩形体，通孔的外径小于安装孔小端的外径，所述的传压件为一端大、一端小的圆锥台，其外形与安装孔相匹配，中部设有与外壳通孔相一致的孔，其中所述上组装体中外壳的通孔在上、安装孔在下，传压件为上端小、下端大的圆锥台；所述下组装体中外壳的安装孔在上，通孔在下，传压件为上端大、下端小的圆锥台。所述外壳采用叶蜡石复合材料；传压件采用白云石复合材料。该复合叶蜡石组装块可采用如下方法制作首先压制两个带中空内腔的圆锥台 (分别作上组装体和下组装体的传压件)，再在另一模具中压制与传压件外形相匹配的外壳，作上组装体和下组装体的外壳。将传压件和外壳进行独立热处理，确保获得高密封性能的外壳和高传压性能的传压件。使用时，将上(下)组装体的传压件分别压入上(下)组装体的外壳中完成组合块的上(下)组装体，再将对称的上组装体和下组装体对合获得整个复合叶蜡石组合块。[0021] 本实用新型中复合叶蜡石组装块的传压件和外壳均可进行相应变形，如图5、图6 和图7所示所述传压件分别可为一端设有收缩锥的圆柱体或一端大、一端小的圆柱体或半腰鼓形块体。
权利要求1.复合叶蜡石组装块，由结构上下对称的上组装体和下组装体对合而成，所述的上组装体或下组装体均包括外壳和镶嵌在外壳内部的传压件，所述的外壳为中部设有同轴且相连通的安装孔和通孔的矩形体，所述的传压件为一端大、一端小的回转体，其外形与安装孔相匹配，中部设有与外壳通孔相一致的孔，其中所述上组装体中外壳的通孔在上、安装孔在下，传压件为上端小、下端大的回转体；所述下组装体中外壳的安装孔在上，通孔在下，传压件为上端大、下端小的回转体。
2.根据权利要求1所述的复合叶蜡石组装块，其特征在于所述传压件的通孔为直通孔或变径通孔。
3.根据权利要求1所述的复合叶蜡石组装块，其特征在于所述外壳采用叶蜡石复合材料。
4.根据权利要求1所述的复合叶蜡石组装块，其特征在于所述传压件采用白云石复合材料。
5.根据权利要求1所述的复合叶蜡石组装块，其特征在于所述传压件为圆锥台或一端大、一端小的圆柱体或一端设有收缩锥的圆柱体或半腰鼓形块体。
专利摘要本实用新型涉及一种复合叶蜡石组装块。复合叶蜡石组装块，由结构上下对称的上组装体和下组装体对合而成，所述上组装体或下组装体均包括外壳和镶嵌在外壳内部的传压件，所述外壳为中部设有同轴且相连通的安装孔和通孔的矩形体，传压件为一端大、一端小的回转体，其外形与安装孔相匹配，中部设有与外壳通孔相一致的孔，其中上组装体中外壳的通孔在上、安装孔在下，传压件为上端小、下端大的回转体；下组装体中外壳的安装孔在上，通孔在下，传压件为上端大、下端小的回转体。其采用分体式组合结构，可对传压件和外壳设计独立的热处理工艺；同时减少外壳所占体积比例，提高内压并改善合成腔内的压力和温度分布，更好地满足超硬材料合成及生长条件。
文档编号B01J3/06GK202179955SQ20112022247
公开日2012年4月4日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者肖湘平, 赵海洋 申请人:武汉锐特金刚石有限公司