一种压制合成超硬材料柱体装置的制作方法

本实用新型涉及超硬材料高压合成设备技术领域，特别涉及一种压制合成超硬材料柱体装置。

背景技术：

在立方氮化硼或金刚石的合成过程中，合成柱体的压制通常都是由模具压制而成，而普通模具是由上下压头组成，压制完成后，需要手工将或利用机器将其上下压头分开，在这里容易造成模具的硬拉伤，效率较低，再者压制的立方氮化硼或金刚石合成柱体造成一端密度高，一端密度低，因为目前四柱液压机采用的是单面受压，也就是压力从上面压下或者从下面压下，而另一端采用静止不动，就会造成先受到压力的接触面压力较高，随着压力往下传递过程中，慢慢损失，到另一端时，压力相对刚接触端的压力就小很多，这样就造成了一个合成柱出现两端密度不均匀情况。再将合成柱体放入传压介质中通过六面顶压机高温高压合成时，同样会因为合成柱的密度不均匀造成合成柱的上下两端生长的立方氮化硼或金刚石料不一致。直接影响了立方氮化硼或金刚石的合成单产情况，为此发明了本实用新型既能快速退模，又能增加立方氮化硼或金刚石合成柱体成型密度的装置。

中国实用新型为一种合成cbn用外衬管的压制装置，授权公告号为：cn204172409u，授权公告日为：2015.02.25，一种合成cbn用外衬管的压制装置，该装置包括模具底座、滑动芯柱、模具缸套和模具芯棒，所述的模具底座为一个环形凸台，在凸台中心设有通孔，在通孔中设有滑动芯柱；所述的模具缸套为空心圆柱体并放置在模具底座上；所述的模具芯棒由两个同心圆柱体组成，在下方圆柱体的底部设有凹槽；所述的模具底座、滑动芯柱、模具缸套和模具芯棒能够相互配合形成一个封闭的中空圆柱体内腔。通过该装置可以以低成本的方式合成cbn所需要的外衬管，加工速度快，大大降低工人的劳动强度，节约生产成本。以上装置实现了对外衬管的快速成型，但是没有涉及如何快速卸模和使受压材料受压均匀的设计。

中国实用新型为一种压模装置，授权公告号为：cn206854463u，授权公告日为：2018.01.09，本实用新型提供了一种压模装置，包括：凹模台，所述凹模台上设有压模凹槽和安装导柱；压模架，所述压模架连接于所述安装导柱上并可沿所述安装导柱移动，所述压模架上设有凸模块，所述凸模块随所述压模架的移动而插设或远离所述压模凹槽，所述凸模块在插设于所述压模凹槽内时与所述压模凹槽之间形成压模空间；滚动件，设于所述压模空间内，所述滚动件沿所述凸模块的插入方向可转动地设于所述压模凹槽的两侧。本实用新型通过在凹模台中增加滚动件，解决了凹凸模型面接触挤压开裂现象，原料在模具生产过程中出现压伤等现象，以上装置解决了凹凸模型面接触挤压开裂现象，并没有涉及如何快速卸模和使受压材料受压均匀的设计。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种新的结构简单、成本低廉的立方氮化硼或金刚石合成柱体装置结构，在保证使用压力一致的情况下，合成柱两端密度均匀一致，后期维修使用也很方便；为达到上述目的所采取的技术方案是：

1.一种压制合成超硬材料柱体装置，包括模具底座，模具底座上插装有滑动芯柱，滑动芯柱外侧套装有模具缸套，模具缸套下端为模具底座，模具缸套上端设有模具芯棒，其特征在于，所述模具缸套上端连接有上压簧，上压簧与模具芯棒接触配合，模具缸套下端连接有下压簧，下压簧与模具底座接触配合，模具缸套与模具底座之间还可拆卸安装有垫片，垫片沿滑动芯柱径向插装在模具底座上，所述模具缸套、滑动芯柱、模具底座与模具芯棒共同配合形成柱体模腔。

优选的，模具芯棒包括同心设置的大圆柱体和小圆柱体，小圆柱体上端连接大圆柱体，小圆柱体下端同心设有与滑动芯柱上端配合的凹槽，小圆柱体外侧面与模具缸套内壁配合，模具缸套上端面连接的上压簧与大圆柱体下端面接触配合。

优选的，所述模具缸套为圆柱形套筒。

优选的，所述模具底座为柱形凸台，凸台内部设有配合插装滑动芯柱的通孔，凸台的凸出部外侧面与模具缸套内壁配合。

优选的，所述垫片为u形。

优选的，所述垫片为硬质合金材料。

优选的，所述模具缸套上、下端分别设有限位槽，上压簧、下压簧配合安装在对应的限位槽。

优选的，所述上压簧圆周阵列有至少两个，所述下压簧圆周阵列有至少两个。

本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型为一种压制合成超硬材料柱体装置，结构简单，实用性强，成本低廉，通过在原有的设备基础上进行改进，实现了通过压簧分离上下压头，避免了机器分离时易造成模具的硬拉伤或者人工分离效率太低的弊端，此外本装置采用上下两端同时对立方氮化硼或金刚石料进行施压，使合成柱受压两端密度均匀，提高合成柱的质量。

附图说明

图1为本实用新型准备冷压结构示意图；

图2为本实用新型加垫片的冷压结构示意图；

图3为本实用新型取出垫片的冷压结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述。

如图1所示，一种压制合成超硬材料柱体装置，包括模具底座6，模具底座6上插装有滑动芯柱1，滑动芯柱1外侧套装有模具缸套3，优选的，所述模具缸套3为圆柱形套筒，滑动芯柱1与模具缸套3同轴设置，模具缸套3下端为模具底座6，模具缸套3上端设有模具芯棒2，所述模具缸套3上端连接有上压簧31，上压簧31与模具芯棒2接触配合，模具缸套3下端连接有下压簧32，下压簧32与模具底座6接触配合，模具缸套3与模具底座6之间还可拆卸安装有垫片5，垫片5沿滑动芯柱1的径向插装在模具底座6上，所述模具缸套3、滑动芯柱1、模具底座6与模具芯棒2共同配合形成柱体模腔4。

如图1所示，为了实现模具芯棒2与模具缸套3、滑动芯柱1配合安装，实现模具芯棒2向下压紧混料粉末7，所述模具芯棒2包括同心设置的大圆柱体21和小圆柱体22，小圆柱体22上端连接大圆柱体21，小圆柱体22下端同心设有与滑动芯柱1上端配合的柱形滑槽23，小圆柱体22外侧面与模具缸套3内壁配合，模具缸套3上端面连接的上压簧311与大圆柱体21下端面接触配合。

如图1所示，为了实现模具底座6与模具缸套3、滑动芯柱1配合安装，实现模具底座6向上压紧混料粉末7，所述模具底座6为柱形凸台，柱形凸台的内部同轴设有配合插装滑动芯柱1的通孔，模具底座6包括同轴设置的上柱台62和下柱台61，上柱台62的外径小于下柱台61的外径，上柱台62上端外侧面与模具缸套3内壁配合，上柱台62下端外侧面插装有垫片5。

如图1所示，为了方便上压簧31和下压簧32的安装限位，所述模具缸套3上设有限位槽，限位槽与上压簧31、下压簧32配合安装，限位槽包括位于模具缸套3上端的上限位槽和位于模具缸套3下端的下限位槽，上限位槽与上压簧31配合安装，下限位槽与下压簧32配合安装；所述上压簧31圆周阵列有至少两个，所述下压簧32圆周阵列有至少两个。

如图1所示，为了实现二次压紧，便于将垫片5从模具底座6上抽出，所述垫片5为u形，所述垫片5为硬质合金材料。

本实用新型的工作过程为：本实施例中针对立方氮化硼或金刚石合成柱体进行描述，

1）将六方氮化硼与触媒或者石墨与触媒粉末按照一定的比例混合均匀，装入密封的自封袋中备用；

2）预压，将混合好的混料，在等静压压机上预压，将里面的空气排出；

3）破碎，将预压过的混料在破碎机上破碎，将其破碎成30-50目以细粉末备用；

4）冷压机压制，采用硬质合金模具冷压模具压制形成立方氮化硼或金刚石合成柱体，具体过程为：如图1所示，先将滑动芯柱1插入模具底座6的通孔内，随后将硬质合金材料的垫片5插装在模具底座6上，在模具缸套3下端面的限位槽内安装下压簧32，将模具缸套3套装在滑动芯柱1上，使得下压簧32位于模具缸套3和垫片5之间，将破碎机上破碎的混料粉末7放入柱体模腔4内，放置的混料粉末7不能高于滑动芯柱1上端面，用搅拌棒将放入柱体模腔4内的混料粉末7搅拌均匀，在模具缸套3上端面的限位槽内安装上压簧31，将模具芯棒2安装在模具缸套3上端，使模具芯棒2的小圆柱体22外侧面与模具缸套3内壁配合，模具芯棒2的柱形滑槽23与滑动芯柱1上端配合安装；安装完成后，将整套装置放入冷压机上面压制，上下两端同时加压，压力为25mpa-30mpa，保压10～15s，如图2所示，然后将垫片5从模具底座6上抽出，再次将装置放入冷压机上面压制，上下两端同时加压，保压10～15s，如图3所示，此时则完成了压制，完全释放压力，上压簧31会将模具芯棒2弹出，同时下压簧32会将模具底座6弹出，完成卸模。本实用新型结构简单，使合成柱两端受压保证其密度均匀，提高合成柱的质量，同时通过压簧分离上下压头，简单易行，提高了效率，简化了成本。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。