钨钢顶锤、钨钢压缸

顶锤全称是硬质合金顶锤，是静压法构成超高压高温装置合成人造金刚石的关键部件. 顶锤多数采用钨钻系列硬质合金制成，具有高强度，耐磨性和良好的韧性及热稳定。由于顶锤是安装在六面顶压机活塞的大垫块顶部使用的，当受油缸驱动一组六个顶锤闭合形成高压腔时, 腔体内可达到10—20GPa以上的压力和摄氏1500℃以上的温度, 承受着压应力，拉应力，剪切应力和抗压强度处于超临界状态下工作。

钨钢顶锤、钨钢压缸

钨钢顶锤、钨钢压缸是静压法构成超高压高温装置合成人造金刚石的关键部件

钨钢顶锤的正确使用的研究

1）六个钨钢顶锤的精确调整 压机六缸加工的对中累计误差是至关重要的。有学者认为，可用偏心套装等调整压机本身的对中性，这只能说在没有办法时的补救办法，特别是压机越大累计对中误差也会加大。但当我们在压机加工中能做到在设计范围内，则不要以偏心套调整而放松要求。钨钢顶锤的上下、左右、前后三组应调整到一个中心点上，否则剪切力将会起较大的作用。
2）钨钢顶锤开机前的预热 凡开机前均要通电预热15min或更长，然后正式合成。经验证明，这是提高钨钢顶锤寿命的重要途径。一般压力在工作压力的1/3左右为宜。现在也有预热一小时以上的，这倒没有必要，预热到微烫手为适度。
3）钨钢顶锤预留压力 每次停机前，不要把压机的压力全部卸掉、压腔打开。一天或若干天合成后，钨钢顶锤几十次、几百次或几千次地连续升温、降温，升压、降压。热应力、压应力反复作用，这时突然把合成腔打开任其自由释放内应力，往往会造成钢环前沿边的钨钢顶锤掉了头；即使未掉头的，寿命也不长。一般这种预留压力在表压上是20~30MPa左右。
4）不停顿的合成 有的工作都认为压机开动后，到一定的阶段应停下来“休息休息”。这种观点是极其错误的，是静止看问题的结果。我们主张一旦开机，除非特殊机故，不得随意停机。这是因为它升温升压；降温、降压，在整个过程中已造成了一种动态平衡。这种动态平衡越是稳定对提高钨钢顶锤寿命越有利，这种运动动态平衡不易获得，一旦获得金刚石产量高、质量好，消耗极低。
5）加热钨钢顶锤顶部平面不得有叶蜡石粉 这是非常容易发生的事，一旦发生极易烧伤钨钢顶锤，造成小裂纹，最终使钨钢顶锤碎裂。
6）合理的堵头 以前笔者曾提到防止“点”接触改为“面”接触。后来有工作者改为整体钢堵头，不再加钼片。笔者认为这种改变是很好的，只是随着腔体的不断变化，堵头的“面”也应该有所变大，否则又成了“点”，而达不到目的。在研究大腔体粉末触媒合成块时开始是用腔体多大，堵头多大的大堵头，作者曾建议用小堵头，当时这种意见并没有接受，但后来实践小堵头确实有优越性，所以很快在全国推广，这是很好的例证。堵头长了锈易烧钨钢顶锤，有叶蜡石粉易烧钨钢顶锤，都同出一原因。
7）冷却钨钢顶锤 以前谈到改变钢环设计，加强水冷问题。但亦不得过冷。过冷会造成棒温差过大，对稳定地提高金刚石质量有影响。这里再提出是油箱冷却问题，可用紫铜蛇形管；也可用汽车的水冷却器，使压机整个体系温度降下来，保证了压机性能的稳定性，这在炎热的夏天或南方更显重要。

Belt模具是两面顶合成金刚石的关键部件之一。而其中的钨钢压缸是最令人关注的，可谓是重中之重。一方面，硬质合金价格比较昂贵，因此硬质合金使用寿命的高低将直接影响金刚石生产成本，国际上，硬质合金消耗费用在金刚石直接成本中占55%~60%，在总成本中占35%~40%。另一方面钨钢压缸的使用寿命对生产效率以及金刚石的质量也有很大影响，频繁地更换钨钢压缸必然会使合成金刚石的机时数重复性和稳定性受损，同时也会对Belt模具的使用寿命带来不利影响。正因为如此，提高钨钢压缸的寿命一直是多年来我们孜孜以求的目标。经过一代人多年的努力，我们在模具寿命及大型化方面已取得了长足的进步，它有很好的抗压性能，与国外的不同在于，我们的模具外部预应力环采用钢丝缠绕代替多层钢环，这种结构不仅受力合理，制造容易，而且完全避免了钢环的断裂，使用十分安全，可以说是厦门中钨在线科技有限公司科研人员对我国超硬材料事业的一个创造性贡献。

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