一种超硬材料合成腔组装结构的制作方法

本实用新型涉及超硬材料合成装置，尤其是一种超硬材料合成腔组装结构。

背景技术：

传统的超硬材料的组装结构都是采用管式加热，无论怎么改装，温度场的分布都是中心低、周边高，在径向存在着温度梯度。在这种温场作用下，溶剂中的碳在径向上往中心流动、运输，金属溶剂向边缘流动。在这种情况下晶体生长方向由中心向外沿生长，而不是从硬质合金和多晶层界面向多晶表面方向生长，并且金属溶剂的流动方向与从硬质合金出来扩散方向相垂直，作用抵弱。这种温场作用下生长的复合片，存在着难以克服的两个问题：一个是复合片沿径向“剥层”，也就是复合片轴向结合强度低于径向结合强度；另一个是复合片性能不均匀，中心性能比边沿低30%左右，而且复合片越大差别越大，这是边沿温度高、中心温度低所致。

针对这样的问题，申请号为201510738026.0，申请名称为“一种用于合成聚晶复合片的组装件及方法”的发明专利公开了一种合成腔组装结构。这种合成腔组装结构包括两个或多个具晶复合片合成腔体，合成腔体包括中空的保温传压介质，套设在保温传压介质内壁的绝缘屏蔽介质，绝缘屏蔽介质内形成的空腔即为超硬复合材料放置的空间。合成腔体组件还包括上下对称覆盖在合成腔体上下两端面的导电片以及竖直设置在上下两个导电片之间的板状发热体，板状发热体的上下两端与导电片导电接触，导电片上对称盖设有导电钢帽。其中，板状发热体位于两个或者多个并排放置的聚晶复合片合成腔体之间，这样保证合成腔内的热量在短时间内达到均匀一致，解决了复合片性能不均匀、发生径向剥层的问题。

但是，这种合成腔组装结构的导电钢帽与方形密封传压介质的圆形通孔相匹配，为圆形钢帽，圆形导电钢帽压紧在导电片上并将上下两个导电片之间的板状发热体夹紧，这样一旦圆形导电钢帽施加给导电片的压力较大，就很容易导致上下两个导电片之间的板状发热体在上下方向上对应于导电钢帽的位置应力集中，容易被压裂，损坏合成腔组装结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种发热体不易被压裂的超硬材料合成腔组装结构。

为实现上述目的，本实用新型超硬材料合成腔组装结构的技术方案是：一种超硬材料合成腔组装结构，包括合成腔体，所述合成腔体内的中部位置设有板状发热体，所述超硬材料合成腔组装结构还包括设置在合成腔体的上下两端的与板状发热体导电接触的上、下导电片，上、下导电片的外侧分别设有导电钢帽，所述导电钢帽为具有水平边和两个平行竖直边的U型结构，导电钢帽的两个竖直边与对应的导电片导电接触，导电钢帽的两个竖直边分别位于板状发热体的左右两侧。

其中，导电片可以为铜片或者钛片或者钼片。

所述的合成腔体可以由中空叶腊石块构成。

所述的导电片可以为圆形或者方形或者菱形。

所述合成腔体的前、后、左、右四个侧面分别设有增压柱。

进一步地，所述增压柱的材质可以为金属或陶瓷或金属陶瓷复合材料。

在所述合成腔体的内部、板状发热体的左右两侧分别安装有金属杯和管状盐片，金属杯插装在管状盐片内部，金属杯的内腔形成用于放置金刚石层和硬质合金层的填料空间。

进一步地，所述的金属杯可以为钛杯或者钽杯或者钼杯或者锆杯。

所述导电钢帽内腔中装有填充物。

所述导电片上还在导电钢帽的外围、合成腔体内装有叶腊石盖板。

本实用新型的有益效果是：U型导电钢帽的与导电片导电接触的两竖直边分别位于板状发热体的左右两侧，跨过板状发热体，这样导电钢帽的压力能够均匀的作用在导电片上，相比于传统的采用圆形钢帽，消除了板状发热体受到的应力，使得这种采用垂直板式加热组装结构的内部压力场更加均匀，提高了合成硬质材料的均匀性和质量稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的超硬材料合成腔组装结构的实施例的结构示意图；

图2为导电钢帽的结构示意图。

附图中：叶腊石块1、导电钢帽2、叶腊石盖板3、填充物4、导电片5、加热碳片6、增压柱7、绝缘片8、盐片9、金属杯10、金刚石层11、硬质合金12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的超硬材料合成腔组装结构的具体实施例，如图1至图2所示,包括合成腔体，合成腔体由中空叶腊石块1形成，中空叶腊石块1的内部空腔为矩形腔体。

合成腔体内自上下两端向中部方向依次对称设有导电钢帽2、导电片5，上下两个导电片5之间夹设有板状发热体，其中，板状发热体位于合成腔体左右方向的中部位置。本实施例中，板状发热体为加热碳片6，当然，在其他实施方式中，板状发热体还可以为耐高温金属板。导电片5上还在合成腔体内、导电钢帽的外围设有叶腊石盖板3，叶腊石盖板3为矩形且中部设有安装孔的结构形式，其中部的安装孔与导电钢帽2的外形相匹配并供导电钢帽2的安装。

导电钢帽为2为具有水平边和两个平行竖直边的U型结构，在安装时，U型导电钢帽2通过叶腊石盖板上的安装孔扣在导电片5上并通过其两个竖直边与导电片5导电接触。U型导电钢帽2与导电片5、叶腊石盖板3所围成的内部空间中放置有填充物4。

导电钢帽2的两个竖直边跨在板状发热体的左右两侧，这样导电钢帽没有在上下方向上压在板状发热体上，不会出现传统的圆形或方向导电钢帽的竖向侧壁压在板状发热体上，造成板状发热体应力集中而被压坏的问题，使得这种采用垂直板式加热组装结构的合成腔内部压力场更加均匀，提高了合成硬质材料的均匀性和质量稳定性。

合成腔体内在导电片5的内侧设有外方内圆的筒状保温传压介质，保温传压介质的内腔中插装有管状盐片9，管状盐片内插装有金属杯10，金属杯10的内腔为用于填装金刚石层11和硬质合金12的填料空间。位于加热碳片一侧的管状盐片和金属杯均由上下两部分上下对合而成。其中，板状发热体和金属杯之间还装有绝缘片8。

本实施例中，合成腔体的前、后、左、右四个侧面分别设有增压柱7，增压柱7的材质为金属，在其他实施例中，增压柱的材质还可以为陶瓷或陶瓷金属复合材料。

本实施例中，导电片的材质为铜，在其他实施例中，导电片的材质还可以为钛或者钼或者其他金属材质；本实施例中，导电片的形状为圆形，在其他实施方式中，导电片的形状还可以为方形或者菱形或者其他形状；本实施例中，金属杯为钛杯，在其他实施例中，金属杯可以为钽杯或者钼杯或者锆杯或者其他金属材质所制成的杯体。

本实用新型的超硬材料合成腔组装结构采用垂直板式间接加热的形式，使超硬材料在合成过程中的温度场和压力场更加均匀，从而大大提高了超硬材料的性能均匀性和质量稳定性，有效解决了复合片沿径向“剥层”问题，减少了超硬材料开裂的现象，提高成品率。通过采用U型导电钢帽，对加热碳片起到保护。