60MN六面頂超高壓合成裝備

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60MN六面頂超高壓合成裝備60MN六面頂超高壓合成裝備、關鍵技術及系列產品開發，無機非金屬材料、複合材料、材料合成與加工工藝。

關鍵詞： 六面頂超高壓裝備；金剛石/立方氮化硼複合片；寶石級金剛石；

目錄

應用領域

地質石油鑽探，高速數控刀具，3c通訊高精密加工刀具

成果簡介

本項目採用鼓形鉸鏈梁和「凸凹」工作缸與活塞匹配結構及先進製造工藝，提高了壓機整體結構剛性、對中性和運行安全平穩性，解決了壓機「掉底」、「裂耳」及「裂缸」等問題；採用雙作用往復式增壓器，精密濕式液壓閥件和集成板式連接以及步進電機無級卸壓技術，研製了新型一拖二液壓站；採用計算機智能控制技術研製了一拖四控制系統，提高了壓機控制精度和智能化水平。在該項目開發的60MN六面頂超高壓合成裝備上，率先實現了Φ60-62mmPDC/ PCBN刀具材料及高速數控刀具的產業化推廣應用,並實現了寶石級金剛石快速高質量生長，開發了各種顏色的1-3克拉的寶石級金剛石以及鑽飾產品。 該項目針對我國特色六面頂超高壓設備、合成寶石級金剛石大單晶及大直徑複合超硬材料有關技術開展了系統的研究，取得的創新性成果如下：發明了鼓形鉸鏈梁和「凸凹」工作缸與活塞匹配結構的60MN六面頂壓機主機;採用了雙作用往復式增壓技術，研製了一拖二液壓站;採用了一拖四大屏幕控制技術開發了60MN六面頂超高壓成套裝備，在15天內油壓控制精度≤0.3MPa，加熱功率控制精度≤0.1%;採用ANSYS優化了大型頂錘結構設計，克服了頂錘傳壓效率與使用壽命之間的矛盾;通過葉蠟石高壓高溫下物理力學行為及流變規律研究，發現了葉蠟石高壓燒結卸壓冷卻後的膨脹現象，深化了葉蠟石傳壓、密封和保溫機制的認識，解決了長期困擾行業的高壓「放炮」問題，頂錘消耗降低了50%;研製了高含氮深綠色寶石金剛石以及氫氮、氫硼協同摻雜金剛石大單晶，氫硼協同摻雜金剛石的電導率提高一個數量級，可望應用於金剛石半導體產業化;採用60MN六面頂超高壓成套裝備開發了寶石級金剛石快速高質量生長工藝，實現了5-7mm黃色Ib型和4-5mmⅡa型寶石級金剛石、Φ60-62mmPDC/ PCBN刀具材料的產業化。項目取得授權發明專利10項，實用新型專利18項，在國產六面頂合成裝備、工藝及產品產業化方面取得突破，促進了我國超硬材料行業及相關領域的技術進步。項目成果擁有自主知識產權，創新性強，總體達到了國際先進水平，其中60MN鉸鏈式六面頂超高壓合成裝備的性能指標達到了國際領先水平。

經濟效益與社會效益

該項目研究成果在國內多家超硬材料企業的推廣應用，創造了利潤6.8億元、稅收約4.2億元、創收外匯1.08億美元，節約硬質合金消耗約4.45億元，取得了顯著經濟社會效益。