專利名稱：高品級粗顆粒金剛石合成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于人造金稱]石合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高品級粗顆粒金剛 石合成裝置。
技術(shù)背景目前國內(nèi)的人造金剛石合成^^t中，通常采用六面頂壓機壓制合成，其合 成裝置是在葉蠟石塊的腔體內(nèi)置故由觸媒及金剛石原料制成的合成心柱，心柱 的兩端分別設(shè)置有石墨導龜片和等徑導電鋼圈。而且，為了保護頂錘避免產(chǎn)生 應(yīng)力集中而被燒蝕損壞，盡量增大合成腔體的容積，導致導電鋼圈的直徑也隨 之增大。該合成裝置雖然在結(jié)構(gòu)上比較簡單，但由于導電鋼豳表面積大，熱量 散失大，加之葉蠟石塊壁厚較薄以及密封不嚴，因而存在加熱速度慢、密封性 和保溫性差，抗壓能力低等缺陷，無法適應(yīng)高品級、粗顆粒金剛石晶粒對高溫、 高壓、長時間生長條件的需要。因此，現(xiàn)有合成裝置只能生產(chǎn)中低檔次、細顆粒的金剛石，而生產(chǎn)的金剛石達到30/40粒度以上的只占5% ，品級在ZND2140 以上的基本上沒有，并且生產(chǎn)的金剛石晶體表面有缺損，內(nèi)部有氣泡裂紋等缺 陷，沖擊指標Ti值<50%、 TTi值<30%，靜壓強度值10kgf 15kgf。國外 生產(chǎn)粗顆粒金剛石通常采用的方法，是利用兩面頂壓機進行高溫、高壓長時間 合成，此種方法合成出的金剛石韌性差。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種能夠生產(chǎn)出抗壓強度高，沖擊韌性好，內(nèi)部質(zhì) 量好的高品級金陶石，而且產(chǎn)蠻髙、耗能少、并在密封性、保溫性方面有根本 改善的高品級粗顆粒金剛石合^裝置。
實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案是該裝置具有葉蠟石塊合成的 套筒腔、導電圈、石墨加熱片，其中，在套筒腔的內(nèi)壁嵌裝有套筒狀的外絕緣 保溫管和內(nèi)絕緣保溫管，內(nèi)外保溫管之間設(shè)有加熱管，中心部位裝有金剛石原 料合成的心柱，芯柱的上下端分別設(shè)置有絕緣保溫片、內(nèi)導電金屬片和隔熱環(huán)， 隔熱環(huán)內(nèi)穿裝有金屬導電圈。所述金屬導電圈是由外導電片和一個直徑小于外導電片的導電管構(gòu)成，其 中，外導電片與葉蠟石塊套筒腔的端面平齊，其直徑與套筒腔端部的內(nèi)徑相等， 導電管的內(nèi)部裝有保溫填料，外部套裝有隔熱環(huán)。所述外導電片與導電管之間可以是分體的焊接件，也可以是連為一體的整 體件。所述隔熟環(huán)是由白云石環(huán)和葉蟮石環(huán)組成，白云石環(huán)與內(nèi)導電金屬片相接觸。所述葉蠟石塊的兩端壁厚設(shè)置在至少lOnm以上。按照上述方案制作的金剛石合成裝置，不僅能夠保證生產(chǎn)溫度的有效傳入 和腔體加熱的均勻性，而且能夠增強合成腔體的密封性，減少散熱面積，提高 合成腔體的保溫性能，同時還能夠滿足延長合成時間的需要，從而達到了粗顆 粒高品級金剛石生長的要求。使用該裝置合成的金剛石，其粒度在30/40以上 的可達50%以上，品級在ZND2140以上的金剛石顆?？蛇_30% ，且表面光澤， 無裂紋，顏色呈金黃色，透明度好，沖擊指標TTi達84%,靜壓強度在25kgf 以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該裝置具有加熱速度快，生產(chǎn)效率高，耗用電能少等 優(yōu)點。 辨鵬說嘛


圖1是本實用薪繼的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參看
圖1，本實用新型的高品級粗顆粒金剛石合成裝置，是由葉蠟石塊套筒1、導電圈2、葉蟮石隔熱環(huán)3、白云石隔熱環(huán)4、內(nèi)導電金屬片5、絕緣保 溫片6、芯柱7、內(nèi)絕緣保溫管8、加熱管9和外絕緣保溫管10組成，為增強 葉蠟石塊套筒腔的強度及密封性，延長合成時間，將葉蠟石塊套筒1的兩端的 壁厚設(shè)置為至少lOmm以上。在葉錯石套筒1的腔體內(nèi)壁嵌裝有套筒狀的外絕緣 保溫管10和內(nèi)絕緣保溫管8，內(nèi)外保溫管之間設(shè)有加熱管9,以保證加熱管生 產(chǎn)溫度有效的傳入合成腔體。葉蠟石塊套筒1的腔體中心部位裝有觸媒粉與金 剛石原料合成的芯柱7，芯柱7的兩端分別置放有絕緣保溫片6、內(nèi)導電金屬片 5、白云石隔熱環(huán)4和葉蟮石隔熱環(huán)3，隔熱環(huán)內(nèi)穿裝有金屬導電圈2，白云石 隔熱環(huán)4與內(nèi)導電金屬片5相接觸。導電圈2是由外導電片和一個直徑小于外 導電片的導電管構(gòu)成，二者之間可以是分體的焊接件，也可以是連為一體的整 體件。其中，外導電片與葉蠟石塊套筒1的端面平齊，其直徑與套筒端部的內(nèi) 徑相等，導電管的內(nèi)部裝有保溫填料，可減少金屬散熱面積，有效的保證腔體 內(nèi)的溫度不被擴散，導電管的外部套裝有隔熱環(huán)，可以加強合成腔體的密封。該裝置在進行金剛石合成時，先按所述結(jié)構(gòu)將各構(gòu)件組裝在葉蠟石套筒腔 內(nèi)，并將制成的觸媒金剛石粉合成的芯柱置入合成腔體內(nèi)，然后整體放置在六 面頂機內(nèi)進行加壓加熱。在六面頂?shù)膲毫晚斿N的作用下，通過導電圈、導電 片及加熱管的傳導加熱，使芯柱迅速升溫至設(shè)定范圍，并通過導電管外部的葉 蠟石環(huán)和白云石環(huán)，以及加厚的葉蠟石塊套筒的傳壓、保溫作用，使合成腔體 內(nèi)形成良好的金剛石種粒的快速生成和生長環(huán)境，再經(jīng)六面頂壓力機即可合成 出粗顆粒高品級的金糊石產(chǎn)品。
權(quán)利要求1、 一種高品級粗顆粒金剛石合成裝置，具有葉蠟石塊合成的套筒腔、導電 圈、石墨加熱片，其特征在于在套筒腔的內(nèi)壁嵌裝有套筒狀的外絕緣保溫管 和內(nèi)絕緣保溫管，內(nèi)外保溫管之伺設(shè)有加熱管，中心部位裝有金剛石原料合成 的心柱，芯柱的上下端分別設(shè)置有絕緣保溫片、內(nèi)導電金屬片和隔熱環(huán)，隔熱 環(huán)內(nèi)穿裝有金屬導電圈。所述金屬導電圈是由外導電片和一個直徑小于外導電片的導電管構(gòu)成，其 中，外導電片與葉蠟石塊套筒腔的端面平齊，其直徑與套筒腔端部的內(nèi)徑相等， 導電管的內(nèi)部裝有保溫填料，外^J套裝有隔熱環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高品級粗顆粒金剛石合成裝置，其特征在于所 述金屬導電鬭是由外導電片和一個直徑小于外導電片的導電管構(gòu)成，其中，外 導電片與葉蠟石塊套筒腔的端面平齊，其直徑與套簡腔端部的內(nèi)徑相等，導電 管的內(nèi)部裝有保溫填料，外部套裝有隔熱環(huán)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高品級粗顆粒金剛石合成裝置，其特征在于所 述外導電片與導電管之間可以是分體的焊接件，也可以是連為一體的整體件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高品級粗顆粒金剛石合成裝置，其特征在于-所述隔熱環(huán)是由白云石環(huán)和葉蟮石環(huán)組成，白云石環(huán)與內(nèi)導電金屬片相接觸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高品級粗顆粒金剛石合成裝置，其特征在于所述葉蠟石塊的兩端壁厚設(shè)置在至少10mm以上。
專利摘要本實用新型涉及一種用于高品級粗顆粒金剛石合成裝置，具有葉蠟石塊合成的套筒腔、導電圈、石墨加熱片，其主要特點是在套筒腔的內(nèi)壁嵌裝有套筒狀的外絕緣保溫管和內(nèi)絕緣保溫管，內(nèi)外保溫管之間設(shè)有加熱管，中心部位裝有金剛石原料合成的芯柱，芯柱的上下端分別設(shè)置有絕緣保溫片、內(nèi)導電金屬片和隔熱環(huán)，隔熱環(huán)內(nèi)穿裝有金屬導電圈。該裝置具有良好的快熱、保溫性能，能夠合成出晶體表面油潤光澤，內(nèi)部無裂紋，色澤金黃，透明度好，抗壓強度高，沖擊韌性好的高品級粗顆粒人造金剛石。該裝置還具有加熱速度快，生產(chǎn)效率高，耗用電能少等優(yōu)點。
文檔編號B01J3/06GK201020357SQ20072008973
公開日2008年2月13日 申請日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月20日
發(fā)明者何文江, 劉乾坤, 盧燦華, 張鳳嶺, 李玉順, 王國成, 胡來運, 攀 賈 申請人:河南中南工業(yè)有限責任公司