專利名稱：一種金剛石壓機新型加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及超硬材料行業(yè)，特別涉及一種金剛石壓機的加熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人造金剛石單晶、金剛石復合片、立方氮化硼單晶、立方氮化硼復合片等超硬材料 的合成需要數(shù)萬大氣壓的高壓和1000攝氏度以上的高溫。六面頂金剛石壓機是一種能夠 同時產(chǎn)生以上高溫高壓的設備。六面頂金剛石壓機裝配有六個硬質(zhì)合金頂錘從上下、前后、 左右六個方向同時加壓，能夠產(chǎn)生數(shù)萬大氣壓的高壓。一般六面頂金剛石壓機都裝配有一套加熱系統(tǒng)對合成塊進行加熱。加熱方式可以 有交流和直流兩種方式。而現(xiàn)有的六面頂金剛石壓機都只能使用其中兩個頂錘通電作為加熱錘，比如上下 頂錘，或前后頂錘，或左右頂錘。為了使用時的方便，一般上下兩個頂錘被用作加熱錘，而其 它四個頂錘被稱為非加熱錘。這樣加熱方向被局限為垂直方向。當使用前后或左右頂錘作 為加熱錘的時候，加熱方向就被局限于水平方向。總之，現(xiàn)有的加熱法只能在單一方向加 熱。另外，現(xiàn)有的六面頂金剛石壓機單方向加熱時，由于加熱錘本身的發(fā)熱，加熱錘長 時間處于較高溫度狀態(tài)，其壽命同非加熱錘相比一般較短，更容易破損。頂錘破損時容易引 起“放炮”現(xiàn)象的發(fā)生，對其它頂錘和設備會造成損壞，同時會耽誤研究或生產(chǎn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有六面頂金剛石壓機的加熱系統(tǒng)只能單方向加 熱而使合成塊內(nèi)加熱溫度不均勻的問題，提供一種改進的新型加熱系統(tǒng)，可以從多個方向 上加熱合成塊，使之受熱均勻，提高合成品質(zhì)，減少頂錘放炮現(xiàn)象的發(fā)生，使各頂錘的壽命 更均衡。為了實現(xiàn)本實用新型的目的，可以采取如下的技術(shù)方案每臺六面頂金剛石壓機設置兩套以上的加熱系統(tǒng)，包括至少兩個加熱電源，在持 續(xù)穩(wěn)定不停電加熱的基礎上，可以讓兩個加熱電源給多個加熱元件通電加熱，以使六個頂 錘都可以用來通電加熱。并且，通電方向?qū)⒉辉倬窒抻趶纳系较拢驈那暗胶?，或從左到右?而可以有各種不同的組合。比如從上到右，從左到下，從前到右等等。通過不同的加熱方式 的組合，有助于在合成塊內(nèi)部建立均勻，穩(wěn)定的溫度場。更具體的技術(shù)方案如下一種金剛石壓機新型加熱系統(tǒng)，包括加熱電源和通過頂錘與加熱電源連接的加熱 元件，以及與加熱電源連接的控制裝置，所述加熱元件設置在合成塊內(nèi)，其特征在于，所述 加熱電源至少為兩個，所述加熱元件至少為兩個，每個加熱元件通過一對相對的頂錘與其 中一個加熱電源連接。一個更具體的實施方式是，所述加熱元件數(shù)量比加熱電源多，所述加熱元件與通過控制裝置連接。加熱元件可以通過控制裝置切換與加熱電源之間的連接，以實現(xiàn)加熱電 源對多個加熱元件的供電，以產(chǎn)生熱量，同時，還可以在切換部分加熱元件時，有另一部分 加熱元件不斷電，以保證合成塊內(nèi)的持續(xù)加熱。另一個更具體的實施方式是，所述加熱系統(tǒng)還包括溫度監(jiān)控裝置，溫度監(jiān)控裝置的溫度探頭設置在合成塊內(nèi)，所述溫度監(jiān)控裝置與控制裝置連接。本實用新型采用了上述技術(shù)方案，其有益效果是通過在合成塊內(nèi)設置兩個或兩個以上的加熱元件，以及通過一對相對頂錘與加熱 元件連接的加熱電源，需要時可以讓每個頂錘都用來作加熱錘，并且可以實現(xiàn)從上到下，或 從前到后，或從左到右，或從上到右，或從左到下，或從前到右多個方向的加熱，以及上述多 個加熱方向的組合，從而使合成塊內(nèi)部的溫度場更均勻，各頂錘的壽命更均衡。而且本實用新型還可以應用在金剛石復合片的生產(chǎn)上，也可以增加金剛石復合片 及立方氮化硼復合片的的均勻燒結(jié)，提高其耐熱性，磨耗比，抗沖擊性等各項指標，并且有 利于保持其產(chǎn)品的重復性。

圖1是現(xiàn)有六面頂金剛石加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的六面頂金剛石加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標號分別為1-上頂錘，2-右頂錘，3-下頂錘，4-左頂錘，5-合成塊，6-加 熱元件，7-加熱電源，8-第二加熱元件，9-第二加熱電源。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作詳細的說明。金剛石或立方氮化硼單晶或其復合片等超硬材料的合成需要在數(shù)萬大氣壓的高 壓，及1000攝氏度以上的高溫下進行。為了提高金剛石或立方氮化硼單晶的質(zhì)量和單產(chǎn)， 合成塊內(nèi)部的溫度均勻性非常重要。特別是當前壓機的缸徑越來越大，合成腔體的直徑越 來越大的的情況下，溫度的均勻性就越來越重要。選擇適當?shù)奶畛洳牧峡梢愿纳魄惑w內(nèi)的 溫度場，但是很難從根本解決問題。現(xiàn)有技術(shù)的加熱系統(tǒng)如圖1所示。加熱電源7通過上頂錘1、合成塊5內(nèi)部的加熱 元件6以及下頂錘3形成一個加熱回路，通過控制裝置(圖1中未示出)對合成塊5加熱。 加熱電源7可以為交流或直流。加熱元件6可以為金屬、非金屬或半導體等導電材料，其形 狀可以為管狀，片狀或絲狀等各種形狀。由于每個頂錘之間都可以用電絕緣材料隔離開，使頂錘之間互不導通。所以從原 理上來說，每個頂錘都可以用作加熱錘。本實用新型的一個實施例如圖2所示，在合成塊5內(nèi)除加熱元件6之外，還設置有 第二加熱元件8，加熱元件6通過上頂錘1、右頂錘2與第二加熱電源9形成一個加熱回路， 而第二加熱元件8通過左頂錘4、下頂錘3與加熱電源7形成另一個加熱回路。與圖1中相 同，加熱電源7和第二加熱電源9可以為交流或直流。加熱元件6、第二加熱元件8可以為 金屬、非金屬或半導體等導電材料，其形狀可以為管狀，片狀或絲狀等各種形狀。圖2中，加熱電源7、第二加熱電源9分別與控制裝置(圖2中未示出)連接，接受控制裝置的控制，以同時或依順 序?qū)铣蓧K5進行加熱。另一個實施例中，還可以有第三套加熱系統(tǒng)，通過與第三加熱電源連接的第三加 熱元件、前頂錘、后頂錘形成第三個加熱回路。上述各實施例中，加熱元件可以是多個構(gòu)成的一組，以在合成塊5內(nèi)均勻設置有 加熱元件，使合成塊內(nèi)的溫度場更均勻。上述各實施例中，還可以包括溫度監(jiān)控裝置，溫度監(jiān)控裝置的溫度探頭設置在合 成塊內(nèi)，所述溫度監(jiān)控裝置與控制裝置連接，通過溫度監(jiān)控裝置的溫度探頭探測合成塊內(nèi) 的溫度，并將相應溫度信息傳遞給控制裝置，以控制加熱電源與加熱元件的連接通斷或加 熱電源的輸出功率，以控制合成塊的加熱溫度。另一些實施例中，加熱元件的數(shù)量比加熱電源多，可以由一個加熱電源給多個加 熱元件進行同時加熱或在控制裝置控制下依順序加熱，并在切換部分加熱元件時，有另一 部分加熱元件不斷電，以保證合成塊內(nèi)的持續(xù)加熱。通過本實用新型的上述各實施例，每臺壓機可以配備兩套以上的加熱系統(tǒng)。這樣 所有六個頂錘都可以用來通電加熱。并且，通電方向?qū)⒉辉倬窒抻趶纳系较?，或從前到后?或從左到右，而可以有各種不同的組合。比如從上到右，從左到下，從前到右等等。通過不 同的加熱方式的組合，有助于在合成塊內(nèi)部建立均勻，穩(wěn)定的溫度場。從而進一步提高金剛 石單晶或立方氮化硼單晶的質(zhì)量及單產(chǎn)。還可以將本實用新型應用在復合片的生產(chǎn)上，也 可以增加金剛石復合片及立方氮化硼復合片的的均勻燒結(jié)，提高其耐熱性，磨耗比，抗沖擊 性等各項指標，并且有利于保持其產(chǎn)品的重復性。同時，通過調(diào)節(jié)使用不同的加熱頂錘，可以使各個頂錘的壽命更平均，從而減少 “放炮”現(xiàn)象，降低生產(chǎn)成本。本實用新型不僅適用于新壓機的生產(chǎn)，同樣適用于老壓機的改造。
權(quán)利要求1.一種金剛石壓機新型加熱系統(tǒng)，包括加熱電源和通過頂錘與加熱電源連接的加熱元 件，以及與加熱電源連接的控制裝置，所述加熱元件設置在合成塊內(nèi)，其特征在于，所述加 熱電源至少為兩個，所述加熱元件至少為兩個，每個加熱元件通過一對相對的頂錘與其中 一個加熱電源連接。
2.如權(quán)利要求1所述一種金剛石壓機新型加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱元件數(shù)量 比加熱電源多，所述加熱元件與加熱電源通過控制裝置連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種金剛石壓機新型加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)還 包括溫度監(jiān)控裝置，溫度監(jiān)控裝置的溫度探頭設置在合成塊內(nèi)，所述溫度監(jiān)控裝置與控制 裝置連接。
4.如權(quán)利要求1所述一種金剛石壓機新型加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱元件為多 個構(gòu)成，均勻分布于合成塊內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種金剛石壓機新型加熱系統(tǒng)，涉及超硬材料行業(yè)，特別涉及一種金剛石壓機的加熱系統(tǒng)，目的是為了解決現(xiàn)有六面頂金剛石壓機的加熱系統(tǒng)只能單方向加熱而使合成塊內(nèi)加熱溫度不均勻的問題，在每臺六面頂金剛石壓機設置兩套以上的加熱系統(tǒng)，包括至少兩個加熱電源，在持續(xù)穩(wěn)定不停電加熱的基礎上，可以讓兩個加熱電源給多個加熱元件通電加熱，以使六個頂錘都可以用來通電加熱。并且，通電方向?qū)⒉辉倬窒抻趶纳系较?，或從前到后，或從左到右，而可以有各種不同的組合。比如從上到右，從左到下，從前到右等等。通過不同的加熱方式的組合，有助于在合成塊內(nèi)部建立均勻，穩(wěn)定的溫度場。
文檔編號B01J3/06GK201815286SQ201020577029
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者李偉 申請人:李偉