人工合成高品质金刚石理论与实践项目通过鉴定

近期，由中国矿业大学(北京校区)承担的国产大型六面顶超高压设备人工合成高品质金刚石理论与实践项目通过了教育部科技发展中心组织的鉴定。该项目主要研究成果如下：一、提出了临界体积的概念，发现了叶蜡石在高压密封区的流动规律，提出可通过加强叶蜡石对顶锤的侧向支撑，将顶锤的材质问题变成高压技术问题的技术解决方案，提出了六面顶超高压技术原理。     

提高合成金刚石六面顶压机中超高压油泵使用寿命的研究

作为合成人造金刚石六面顶压机的动力源而设计超高压油泵通常最高工作压力可达120 MPa,在极高压力的恶劣工况下,油泵柱塞副、配流阀、密封等关键结构的设计制造直接影响油泵使用寿命.在传统径向柱塞泵的基础上,通过对油泵关键结构的设计,提高了油泵的使用寿命,实现了替代传统六面顶压机增压器的目标.     

六面顶硬质合金顶锤最佳几何参数的选择

本文根据六面顶型超高压装置的特点和工作原理,通过对大质量支承原理、可塑性传压介质及密封问题的分析,并依据光弹实验及不同几何尺寸顶锤的寿命试验,从而找出了六面顶型顶锤较合理的几何参数。     

PCD和PDC合成中超高压有效利用率的研究

本通过对顶锤和叶蜡石组装的改进，提高了超高压的有效利用率，使六面顶压机，在合成金刚石的压力条件下，生产出合格的PCD和PDC。     

高品级金刚石生产的四大技术支撑

经过40多年的不懈探索，终于盼来了高品级全刚石生产技术跨入世界先进行列的这一天，从而结束中国只能生产中、低品位金刚石的历史。本文将从高压腔体大型化、六面顶高压腔体结构创新、粉末触媒，以及温压控制技术智能化等四大支撑技术进行简要阐述。指出，高品级金刚石生产技术不仅是一个系统工程，而且还应是一个精细工程。在高品级金刚石生产技术体系中，它们既是一个独立的技术体系，但又不是孤立的，正是由于这些独立优势的综合效应，方使我们的高品级金刚石生产技术取得重大突破。为此，可用以下模式来概括： 超高压设备的大型化＋高压腔体结构的“两面砧”化＋原料（触媒与碳素）的粉末化＋温度、压力控制的智能化=高品级金刚石产品。     

浅谈六面顶液压机电液控制模式

对六面顶压机合成腔体的压力、温度场进行分析，结合当前通用的几种控制模式进行对比，提出符合大腔体合成工艺要求的六面顶液压机整体解决方案。     

浅析六面顶压机的合成腔体

根据六面顶压机的设计吨位和工作缸直径，设计合成腔体和选用与之相适应的顶锤直径。     

铰链式六面砧高压高温装置

超高压高温包括超高压高温的产生及其控制技术两大部分。国内外实践业已证明 ,人造金刚石科研、生产技术水平的高与低 ,和超高压高温技术的先进性是密切相关的。因此 ,人们一直将超高压高温技术的进步视为是提高人造金刚石科研、生产技术水平的一项十分重要的一项基础性任务。虽然 ,产生超高压高温装置的种类很多 ,但用于人造金刚石生产的装置有三种 ,即年轮式两面砧 (Ｂｅｌｔ)装置 ,双凹砧装置和铰链式六面砧装置 ,本文仅就我国用于人造金刚石生产的六面砧装置的技术特点及其进展做一概述。1　铰链式六面砧装置 (或压机 )的技术特点整个压…     

六面顶压机功率、温度压力自动控制系统

本文开发的超高压油泵、多级节流阀与嵌入式微控制器组成的控制系统,提高了六面顶压机的压力、功率、温度控制精度及自动化程度。     

我国六面顶合成设备的基本状况与腔体大型化

根据六面顶压机的设计吨位和主体工作缺直径,设计合成腔体和选用与之相适应配套的顶锤直径。     

超高压柱塞液压缸自适应变间隙密封技术研究

为解决超高压密封难题,根据间隙节流降压密封原理和圆筒形腔体受内外压差作用会产生径向弹性变形理论,设计了超高压柱塞液压缸自适应变间隙密封结构。解析计算不同壁厚、不同超高工作压力下的柱塞腔体径向变形量,数值分析不同工作压力、不同初始间隙下的柱塞径向变形量及液压缸密封间隙值分布情况并进行测试。结果表明:超高压状态下,圆筒形柱塞间隙变形量和最小间隙密封节流长度均可跟随工作压力的变化而自动调整,达到减压节流的目标。     

超高压油泵在大缸径六面顶压机上的应用

针对超高压油泵作为动力源的六面顶压机液压控制系统,进行了升压、卸压工艺过程控制的研究,通过硬件和软件的优化设计,进一步增强了超高压油泵替代增压器的生产稳定性,实现升压、卸压的精确控制。超高压油泵的机械效率高,动力传输环节少,经测试其能源利用率高于普通高压泵和增压器的升压模式。     

合成腔体大型化的几何分析

本文从几何学角度对金刚石合成腔体大型化进行分析评价 ,主要指标为合成试棒的压力利用系数和体积填充系数 ,分析仅限于六面顶压机的立方形腔体和两面顶压机的圆柱形腔体 ,其简化形状见图 1,图 2。图 1　立方形腔体图 2　圆柱形腔体Ｄ、Ｈ———合成试棒的直径与高度 ;Ａ、Ｅ———有效和轮廓腔体边长或直径 ;Ｂ———有效腔体壁厚 ;Ｃ ,Ｃ′———密封边水平和垂直投影宽度 ;Ｇ———堵头高度1　压力分配和利用系数1.1　压机总压力Ｔ分配在三部分面积上 ,即合成试棒面积上的Ｔ1,有效腔体介质面积上的Ｔ2 和密封边投影面积上的Ｔ3。六面顶和…     

六面顶金刚石合成压机——中国金刚石工业跻身世界强国的利器

中国金刚石科技工作者历经40多年的不懈探索,用具有中国自主知识产权的铰式六面顸金刚石合成压机,不但使中国金刚石工业成为世界大国,而且跻身于世界强国行列。本文将从世界用于合成金刚石的三大类型超高压高温装置,特别是六面顶与两面项压机的特点,两面顶压机在中国,走六面项及其大型化之路等问题进行阐述。指出,在解决高品级金刚石工业化生产的技术问题上,我国采用的是两面顶与六面顶并举的技术路线。．实践结果表明,两面顶技术不论是引进的,还是土生土长的,都未能在中国“开花结果”,唯独具有中国自主知识产权的六面顶压机为中国高品级金刚石走向世界立下了汗马功劳,因此,在金刚石行业内形成了“没有六面顶,就没有中国金刚石工业发展的今天”这样一个共认。用中国六面项压机合成高品级金刚石的成功,不仅满足国产高端金刚石制品发展的需要,而且跻身国际市场,更重要的是六面顶压机大大动摇了长期以来世界两大金刚石霸主的根基。更耐人寻味的是,过去西方从事金刚石制造公司所不屑一顾的中国六面顶压机,现今却竞相购买,六面顶金刚石压机成了“香饽饽”。     

热力耦合镀膜腔体的数值化设计及分析

物理气相沉积(PVD)是材料表面改性的主流发展方向,但国产化PVD设备的真空度低、密封性差及工艺性能失稳是导致国内PVD技术徘徊不前的主要原因。对PVD设备腔体的设计方法进行介绍,建立几何模型,并借助计算机数值模拟分析圆柱和正六面体炉腔在高真空及高温度状态下应力和变形情况,得出腔体几何形状与应力、变形集中的关系,并对比了两种腔体的分析数据。结果表明,两种腔体的主要受力和变形位置均与开孔位置有关,圆柱腔体的变形和受力都小于正六面体形腔体。     

六面顶压机合成过程中线性卸压机构的设计与应用

为解决六面顶压机合成过程中超高压卸压不平稳和速度慢的难题,对其卸压机构采用自动、线性方式进行设计及优化。基于液压控制理论,使用AMESim软件建立六面顶压机工作模型、控制模型及线性卸压模型;编制4类不同的卸压工艺曲线,基于经典PID(proportion integral differential)控制理论,对线性卸压模型进行仿真计算,并以阀芯半锥角及阀座节流孔直径为变量,得出满足工艺要求的线性卸压方案。对设计的线性卸压机构进行实际测试,实际压力与设定压力曲线的压力偏差绝对值≤0.01 MPa,符合预期设计要求。      

当今的超硬材料六面顶压机

本以超硬材料六面压机的设计吨位和设计表压或设计压机的工作缸径，选择设计合成腔体和与该腔体配套的顶锤大小。     

取代压机增压器的新型超高压油泵

一种压力150Mpa;流量1.8升/分结构新颖的径向柱塞式超高压油泵,经过我们多年来的研制目前已获得成功,并申报了国家专利。为了取代铰式六面顶人造金刚石合成压机上造价高,体积大、易损易漏维护频繁的超高压油增压器,我们于1980年起开始研制轴向柱塞式超高压油泵,并于1981年将首台样机用于铰式六面顶金刚石合成压机上,取代了增压器。根据使用情况,1985年又试制出新型的径向     

大吨位六面顶压机设计方法的探讨

本文详细论述了大吨位六面顶压机的设计计算过程，提出了设计计算中应当注意的问题和解决问题的方法，并通过对窗口尺寸计算来校正压机各部位尺寸并进行有限元分析，提高了压机的经济性、适用性和可靠性，使其操作、维修更加合理。实践证明，经此方法设计的大吨位六面顶压机，不仅运行经济可靠，而且使大吨位六面顶压机的设计成功率大大提高。     

六面顶压机掉压故障分析与排除

本文根据多年来对六面顶压机使用和维修的经验,参照六面顶压机的液压原理图,采用网络图的方式,系统地列出了六面顶压机掉压原因。然后逐个进行分析,排除次要原因,找出产生故障的主要原因。在分析原因的过程中,通过不断探索,找出了一些容易操作的切实可行的方法。例如,依据回油管的温度高低来判断六个工作缸是否漏油;打开并检查控制油管来判断超高压二位七通阀密封是否损坏;打开并检查回油管判断某些阀件是否漏油等。这些方法虽然简单,但判断准确。在维修时,对价格较高的六个工作缸和超高压两位七通阀的划伤,不是购买新元件,而是自行维修,这样既省时又节约了大量费用。使用这些方法,可以快速找到故障并排除故障,减少了停机率,降低了超硬材料生产成本。