六面顶压机卸压气泡产生机理的探究

在合成金刚石的过程中,叶蜡石密封性能的降低会出现气泡,影响顶锤寿命,给企业带来较大的经济损失。笔者根据实际生产情况,建立叶蜡石密封边流变性与六面顶顶锤结构之间的模型,并提出因顶锤模型设计的原因,叶蜡石密封边两端的相对压缩密度比中间小,造成密封边两端密封性能较弱,这就是气泡常在密封边两端产生的重要原因之一。     

高温高压作用后叶蜡石腔体密度分布及流动规律探讨

文章对高温高压合成金刚石后叶蜡石块不同部位进行了密度测试,通过对叶螬石不同方向密度的对比分析,讨论和分析了叶蜡石在高温高压下的塑性流动规律.结果表明,叶蜡石外部密度大于内部密度,有从外部向内部流动的趋势；上部密度大于下部密度,有从上向下流动的趋势；叶蜡石密封边中部密度大于顶角处密度,有从密封边中部向硕角处流动的趋势；叶蜡石外表面顶角密度大于中心密度,与三顶锤接触的叶蜡石块项角位置附近区域是叶蜡石块中密度最高部位,这是在顶锤之间的叶蜡石密封边已建立起高压密封情况下造成的.     

一种特殊的金刚石合成结构装置

人造金刚石的合成通常在六面顶压机上进行,是在高温超高压状态下,在触媒的参与下,使石墨向金刚石进行转化的过程。目前国内六面顶压机采用的组装结构都是圆柱形石墨柱,利用外方内圆形叶蜡石块进行密封,经过分析可知,贴着顶锤的叶蜡石是不起密封作用的,所以设计一种特殊的金刚石合成结构装置,能够提高合成效率,降低压力损失和减少合成过程中的热量散失,节约合成成本。     

新锤面顶锤在六面顶压机合成工业金刚石中的应用

针对目前六面顶压机人工合成工业金刚石所使用的硬质合金顶锤重新进行锤面设计。经过设计,制作成品后进行测量,新锤面顶锤相比原先的增大了6.5%。设计新的工业单晶合成块结构,运用帕斯卡原理,对顶锤底面的实际压力值进行推导计算出新的合成块在合成过程中的设备所需油压,并且进行实际实验合成工业金刚石。对使用新型顶锤的六面顶压机在合成过程中测量六面顶压机梁耳处的形变量,对六面顶压机设备的安全性进行分析;对使用新型顶锤和原有顶锤所合成出的工业金刚石进行综合性评估及对比。实验结果显示新锤面顶锤合成工业金刚石在保证六面顶压机设备安全及金刚石质量稳定的情况下,金刚石产量增加约7.5%,经济效益明显增加。     

六面顶压机顶锤的小斜边角度模拟分析

以有限元法为理论分析手段对六面顶顶锤进行科学计算,模拟分析了不同倒角的顶锤.根据有限元模拟分析结果,探寻出XKY-6×2000 MN型六面顶压机顶锤倒角的最佳角度范围应取为41.5°～43.5°.模拟分析结果与金刚石的高压合成实验事实相符,在理论上解释了顶锤角度的选取原则,对于提高大顶锤使用寿命,降低生产成本有着重要的现实意义.模拟计算了在超高压状态下无法通过实验直接获知的顶锤上的应力分布等重要信息,为新型六面顶压机的研制提供了良好的基础.     

新型导电钢圈对合成工业金刚石顶锤温度和锤耗的影响

使用新型导电钢圈在六面顶压机上合成工业金刚石的过程中,利用新型导电钢圈的结构性先天优势,在合成电流不变的情况下,增大与顶锤接触区域附近的导电钢圈横截面积,减少大电流在顶锤与导电钢圈接触部位附近的电阻引起的发热,从而来降低加热顶锤的温度,进而达到在合成工业金刚石的过程中,降低加热顶锤锤耗,增大合成工业金刚石的经济效益。     

基于主应力法对六面顶压机密封边受力的分析

运用主应力法,推导修正了密封边受力函数,分析了密封边沿顶锤小斜边的受力分布,指出合成腔体内部高压沿密封边方向成指数负相关递减。密封边侧压影响叶蜡石块传压效率、密封性,与顶锤小斜边的角度、密封边的厚度、叶蜡石块及顶锤之间的摩擦系数关系密切。     

我国六面顶压机大型化的优势及压机继续大型化的难点和对策

文章从受力状态原理、硬质合金消耗、高品质金刚石单晶的可同样获得、金刚石生产成本、投入产出比和设备成本、生产品种等诸多方面看六面顶压机的优势,以防止今后在六面顶压机继续大型化时走回头路.但是目前中国六面顶压机继续大型化(φ(800～850) mm缸径以上)真正遇到了操作、大型顶锤、传压介质等不少问题.我们将如何对待,如何处理？文章提出了自己的见解,供探讨.     

基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置(下)

主要介绍基于国产六面顶压机构建的二级6-8型大腔体静高压装置的力学结构,压力标定,加热组装设计,温度标定,以及采用金刚石复合材料作为二级顶锤产生超高压的一些探索性工作。一系列的结果表明,基于六面顶压机的二级增压装置的研发成功,促进了国内高压科学与技术及新型超硬材料的发展。实验表明,自行研制的多晶金刚石—硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面顶压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20GPa提高到35GPa以上,拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围。应用这一技术,我们期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化,在基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置压腔中产生超过50GPa的高压。     

基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置(上)

主要介绍基于国产六面顶压机构建的二级6-8型大腔体静高压装置的力学结构,压力标定,加热组装设计,温度标定,以及采用金刚石复合材料作为二级顶锤产生超高压的一些探索性工作。一系列的结果表明,基于六面顶压机的二级增压装置的研发成功,促进了国内高压科学与技术及新型超硬材料的发展。实验表明,自行研制的多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面项压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20 GPa提高到35 GPa以上,拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围。应用这一技术,我们期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化,在基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置压腔中产生超过50 GPa的高压。     

压力利用率与锤耗的关系研究

主要从六面顶压机顶锤对合成块施压的过程中合成块所承受压力的受力分析,研究压力变化对锤耗的影响,总结出合成块组装高度设计、试验的理论依据,提出了检验组装高度的技术指标.     

小型化顶锤在合成金刚石过程中的应用

使用了优化后的小型化硬质合金顶锤代替原先的一体化大顶锤,运用至六面顶压机中合成工业金刚石及大单晶金刚石。采用原先的原材料合成块,以及相关匹配好的合成工艺,能够正常合成出相对应的工业金刚石以及大单晶金刚石。小型化顶锤进行有限元模拟,受力分析结果显示小型化顶锤能替代原先的一体化大型顶锤,不影响合成金刚石的质量并能降低单个顶锤硬质合金使用量40%,从而降低生产金刚石过程中的顶锤消耗,增加超硬材料企业的经济效益。     

长方体叶腊石在大腔体合成工艺中的应用初探

通过长方体叶腊石与传统立方体叶腊石在六面顶合成中的对比实验,认为设计合理的长方体叶腊石块在合成中可有效降低顶锤消耗,改善合成中的多种工艺参数,提高金刚石的产量和质量.     

提高硬质合金顶锤使用寿命的途径及方法

研究硬质合金顶锤的使用寿命与其科学使用技术之间的关系问题,可保持顶锤与压缸品种的发展和质量的提高。文中叙述了硬质合金顶锤研制进展的情况,对顶锤在高压高温合成状态下工作中破裂的因素、破裂的特征及提高顶锤使用寿命与降低消耗的途径及方法进行研究。结果认为,改善硬质合金顶锤的使用条件和提高其使用的科学性,有助于提高顶锤的使用寿命。     

冷却循环水对六面顶压机合成宝石级金刚石的影响

使用六面顶压机高温高压合成宝石级金刚石的过程中,加热合成块产生的多余热量大部分都被冷却循环水带走。为保护硬质合金顶锤以及提高宝石级金刚石产量,控制优晶,温度场的均衡性,需要对冷却水的进水温度以及流量调节优化至合理的区间,让冷却水散热比稳定在一个相对恒定的数值。研究表明控制循环水进水温度以及流量在一定区间内,顶锤的使用寿命延长,并且宝石级金刚石的产量提升15%,优晶提升11%,粒度主峰集中值提升20%,经济效益明显提高。     

叶蜡石块组装方式与合成工艺关系的研究

在六面顶压机上采用粉末工艺技术进行了Φ40腔体组装高度不变和组装块高度提高合成金刚石产品的试验。分析了试验中出现的现象,表明组装块高度提高不仅提高了金刚石产品的产量,并且有效降低了万克拉顶锤的消耗。对试验效果的分析表明,合成腔体与合成压力一定的情况下,组装高度不变比组装块高度提高合成金刚石的生产效益要差很多,并且顶锤消耗也高。因此,提高组装块的高度是降低顶锤消耗、提高单次合成产量的选择方向。     

合成气压缩机高压缸事故原因分析及改进

某公司合成气压缩机发现高压缸干气密封泄漏严重,手动停车。事故原因可以追溯到之前的低压缸入口压力低联锁停车,在停车过程中,高压缸转子上产生的轴向力导致止推盘从原装配位置退出2.6mm,同时在驱动端干气密封部位发生了碰摩。驱动端干气密封压缩量的增加和干气密封部位的碰摩,最终造成了驱动端干气密封损坏。文章对故障产生的原因进行了分析并介绍了对高压缸的改进措施。     

金刚石合成叶蜡石腔体不同区域相结构计算分析

选取高温高压合成金刚石后的固体密封传压介质叶蜡石为研究对象,将WC顶锤与白云石之间的叶蜡石分成四个层面,采用X射线衍射对四个层面都进行了相结构测试与分析,并同时对四个层面的物相成分进行了半定量分析.结果表明:高温高压条件下叶蜡石的晶体结构发生了明显的变化,并逐渐相变成硬水铝石、柯石英、方英石;半定量分析结果表明,表层叶蜡石质量分数为83％,硬水铝石17％,靠近白云石的叶蜡石质量分数为59％,硬水铝石30％,柯石英8％,方石英3％,由叶蜡石粉压块表层到内部,叶蜡石结构逐渐被破坏,其它物相含量增加.这对于开展计算机模拟合成金刚石腔体温度场、压力场分布的工作提供了更加准确的物性参数获得方式.     

百万吨乙烯装置裂解气压缩机干气密封失效原因分析

干气密封是压缩机的重要密封部件,通过对低压缸、中压缸和高压缸密封拆解后呈现的现象进行分析,造成密封失效的可能原因为:二级密封静环卡滞、动环传动方式不合理、在盘车及低转速下干气密封接触以及密封气供气系统压力变化。建议通过改进干气密封的设计结构、选用钻石面涂层技术、增设一级密封气专用管线等措施来保障压缩机的连续平稳运行。     

复合叶蜡石对合成工业金刚石及锤耗的影响

使用复合叶蜡石调整白云石保温内衬的厚度及高度,解决了合成块内部的热量散失过多的问题,保证了整个合成块内部的温度场得到平衡,进而使合成工业金刚石的过程中,顶锤温度下降,工业金刚石质量得到提升;对工业金刚石的Ti、TTi、磁化率、氮氧元素含量进行检测并分析;对复合叶蜡石的生产制造过程中存在的问题进行简单阐述;生产工业金刚石过程中综合效益得到提升。