WC硬质合金顶锤理论研究与设计.doc

WC硬质合金顶锤的理论研究与设计
以有限元法作为构造剖析手段, 成立了高压碳化钨顶砧 ( 顶锤 ) 的有限元力学模型。

在六面顶顶锤工作的超高压条件下, 达成了六面顶顶锤几何参数的模拟分
析及优化设计 , 为金刚石六面顶压机重点零零件——碳化钨顶锤的设计与剖析提
供了一套较为完好的解决方案。

1. 以碳化钨顶锤小斜边末端处节点所在地点为参
考点确定了碳化钨顶锤的破碎判据。

剖析结果表示碳化钨顶锤的传压效率陪伴着斜边宽度的增添以及斜边角度
的减小而降低 ; 加热顶锤的热剪切应力值较非加热锤的热剪切应力值超出18%,在理论上解说了加热顶锤使用寿命比非加热顶锤使用寿命低的实验事实。

2. 鉴于贾晓鹏教授的“双斜边碳化钨顶锤”的设计构思, 以有限元法和金刚石高压合成实验为手段进行了设计构思的理论研究与实验考证, 成功设计出一系列新式贾氏双斜边碳化钨顶锤。

贾氏双斜边碳化钨顶锤能够提升碳化钨顶锤的传压效率, 降低超硬资料合成所需的油压值。

贾氏双斜边碳化钨顶锤能够在低油压值时成功合成出高等级工业金刚石和
优良宝石级金刚石。

3. 鉴于贾晓鹏教授的“复合式顶锤”的设计构思, 以多层压力容器设计理论为基础 , 运用有限元法对大腔体六面顶压机配套顶锤进行优化分析, 设计出一系列新式贾氏碳化钨复合顶锤。

在不降低高压腔体密封性和顶锤性
能的前提下 , 贾氏碳化钨复合顶锤的碳化钨锤头重量较原有碳化钨顶锤大幅度减
小 , 但其抗冲击能力却获取增强 ; 贾氏碳化钨复合顶锤能够成功合成出高等级工
业金刚石和优良宝石级金刚石。

4.优化设计出几种新式功能碳化钨顶锤 , 剖析结果表示新式圆角碳化钨顶锤 , 能够降低应力集中效应 , 同样使用条件下 , 圆角顶锤使用寿命能够较传统顶锤大
幅提升。

6-2 式一体“四棱锥”形碳化钨顶锤, 在不改变铰链式六面顶压机液压系统的前提下 , 其可获取的极限腔体压力可达到9.56 GPa, 将极限腔体压力较传统顶锤高升 44.2 % 。

为了增大六面顶压机合成腔体而设计的异形碳化钨顶锤能
够获取 5-6 GPa 的腔体压力 , 能够供给优良工业金刚石、立方氮化硼等超硬资料所需的合成条件。