一种大长径比聚晶复合片合成组装结构的制作方法

1.本实用新型涉及超硬复合材料领域，具体涉及一种大长径比聚晶复合片合成组装结构。


背景技术：

2.目前复合超硬材料合成领域广泛使用的组装结构，其设计思想通常是力求合成腔体内部的压力场及温度场尽可能均匀一致。但是传统合成组装结构由于腔体中两端温度低中间温度高的特性，在合成大长径比类型的产品明显是不合适的：为保证位于腔体外侧的复合层烧结充分则必须要保证一定的合成温度，而因腔体中间温度高导致位于腔体中间部位硬质合金基体损伤，又会影响产品的使用。


技术实现要素：

3.本实用新型针对目前现有技术存在的问题，提供一种大长径比聚晶复合片合成组装结构解决了现有组装结构中腔体中两端温度低中间温度高导致合成组装大长径比聚晶复合片困难的问题。
4.基于以上目的，本实用新型的一种大长径比聚晶复合片合成组装结构采用如下技术方案：
5.一种大长径比聚晶复合片合成组装结构，包括壳体、同轴设置在壳体中心处通孔内部的发热管和导电钢圈，所述导电钢圈为第一端导电钢圈和第二端导电钢圈，第一端导电钢圈设置在发热管第一端，第二端导电钢圈设置在发热管第二端；第一端导电钢圈的外径大于第二端导电钢圈的外径，第二端导电钢圈的外侧与通孔的内侧之间设置有保温环；所述发热管第二端外侧平行于发热管轴线方向设有均布沟槽，所述发热管沟槽内填充绝缘绝热物质。
6.所述发热管的两端与第一端导电钢圈和第二端导电钢圈之间均设置有导电金属片。
7.所述第一端导电钢圈的外径与圆柱形通孔的直径相同。
8.所述保温环的外径与壳体的直径相同，保温环的内径与第二端导电钢圈外径相同。
9.所述沟槽的深度不大于发热管的壁厚，平行于发热管轴线方向的长度不大于发热管长度的三分之二。
10.所述沟槽填充的绝缘绝热物质的形状尺寸与所述沟槽尺寸相同并互相配合。
11.本实用新型一种大长径比聚晶复合片合成组装结构的优点在于采用发热管第一端和第二端的非对称设计提高第二端的发热量，采用了第一端导电钢圈和第二端导电钢圈的非对称设计，提高第二端的保温性能，两个方面相结合提高了第二端的合成温度。
12.本实用新型提供一种大长径比聚晶复合片合成组装结构，结构简单、温度场可灵活调控并且稳定可靠，适用于大长径比聚晶复合片合成组装。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型一种大长径比聚晶复合片合成组装结构示意图；
15.图2为本实用新型的发热管结构示意图；
16.图3为本实用新型的发热管结构示意图；
17.其中：1、壳体；2、发热管；21、沟槽；3、第一端导电钢圈；4、第二端导电钢圈；5、保温环；6、金属导电片。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
19.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.一种大长径比聚晶复合片合成组装结构包括壳体1、发热管2、第一端导电钢圈3、第二端导电钢圈4、保温环5、金属导电片6，如图1所示。
21.所述壳体1为中心轴线竖直形状，例如圆柱形或立方体形，壳体1的外层材质由叶蜡石构成，内层材质由白云石构成，壳体1中心形成圆柱状的通孔，通孔贯穿壳体1的上侧和下侧，通孔竖直设置；通孔的侧壁为白云石材质。
22.所述发热管2设置于通孔内，发热管2的外侧与通孔的内侧相贴合，发热管2的长度小于通孔长度，发热管2第一端为发热管2的上部，发热管2第二端为发热管2的下部，发热管2的材质优选为石墨材质，发热管2内部传设有传压介质，发热管2第二端的外侧壁上设有沟槽21，沟槽21与发热管2轴线平行设置，沟槽21的深度小于或等于发热管2的壁厚，沟槽21平行于发热管2轴线方向的长度小于或等于发热管2长度的三分之二，发热管2第二端的沟槽21在实际设计时可以为半圆柱状(如图2所示)，也可以设置为长方体状(如图3所示)，所述沟槽21内部填充有绝缘绝热物质，所述绝缘绝热物质优选为氧化镁陶瓷，所述绝缘绝热物质的形状尺寸与所述沟槽21尺寸相同并互相配合。
23.所述金属导电片6数量为两个，发热管2的两端均设置一个金属导电片6，金属导电片6位于通孔内，金属导电片6的直径等于通孔直径，金属导电片6与通孔同轴设置，所述金属导电片6的材质优选为钛金属。
24.所述第一端导电钢圈3的外径等于通孔直径；所述第二端导电钢圈4的外径小于第一端导电钢圈3的外径；第一端导电钢圈3和第二端导电钢圈4均位于通孔内且与通孔同轴设置，第一端导电钢圈3位于发热管2第一端，第一端导电钢圈3与金属导电片6的外侧相贴，第二端导电钢圈4位于发热管2第二端，第二端导电钢圈4与金属导电片6的外侧相贴；第二端导电钢圈4与通孔之间形成环形空隙；第一端导电钢圈3和第二端导电钢圈4内部均设有碗状填充物，碗状填充物的材质为陶瓷。
25.所述保温环5为中心孔状的环形结构，保温环5位于第二端导电钢圈4与圆柱形通孔同轴的环形空隙间，保温环5的形状与环形空隙间相同，所述保温环5的外径与壳体1的通孔的直径相同，保温环5的内径与第二端导电钢圈4外径相同，保温环5的材质优选为矿物或陶瓷材质。
26.使用时，所述聚晶复合片的复合层一端朝向第二端导电钢圈4。
27.实施例二：
28.提供一种大长径比聚晶复合片合成组装结构具体尺寸：壳体1为立方体，边长45mm；通孔直径为27mm；发热管2为外径27mm，壁厚为1.5mm；第一端导电钢圈3的外径为27mm，钢质部分厚度为1.5mm，高度8mm；第二端导电钢圈4的外径13mm，钢质部分厚度为1.5mm，高度8mm；保温环5的外径为27mm，内径为13mm，高度为8mm；导电金属片6的厚度为1mm，外径为27mm。
29.设计原理：
30.通过发热管第二端带沟槽的设计，改变加热管轴向的电阻分布，使得发热管第二端电阻大于发热管第一端，在同等加热电流的条件下，电阻大的发热管第二端发热量高于发热管第一端，同时发热管第二端配合保温环提升第二端导电钢圈的保温性能，通过上述增加第二端发热量和提升保温性能的途径提高第二端的温度，即可应用于提高高温高压合成时聚晶复合片的复合层一端所在部位的温度，以保证复合层部位的正常烧结并降低基体部位的烧结温度，避免基体部位温度过高导致的过烧现象。
31.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。