一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺的制作方法

本发明涉及人造金刚石合成，尤其涉及一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺。

背景技术：

1、目前，培育钻石的规模化生产以六面顶压机高温高压工艺为主，国内企业产能占全球60%以上。合成块作为电能转换、构建均匀温压场的核心耗材，其结构设计与装配工艺直接影响产品质量与生产成本。据统计，电费占合成生产成本的20%以上，研发节能型合成块结构及配套装配工艺已成为行业的核心攻关方向。

2、现有的装配工艺在进行合成块的装配时，多层保温件采用人工徒手装配，缺乏同轴定位工装，各保温层同心度差，层间形成宽窄不一的缝隙，高温高压下缝隙持续漏热，不同批次合成块能耗波动大，压机需频繁调整供电参数，造成合成块热损耗高、批次稳定性差、晶体品质不稳定的缺陷。

3、因此，本发明提供一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，旨在通过标准化装配工序解决多层梯度保温结构难以稳定装配、热损耗高、批次稳定性差及晶体品质不稳定的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，包括以下步骤：

4、s1、将高纯石墨碳源、镍铁复合触媒及金刚石晶种组装得到合成芯柱，将合成芯柱置于装配工装的中心柱顶端，并通过校正组件进行中心校准；

5、s2、通过同轴定位组件将石墨发热筒、陶瓷隔热环、氧化铝陶瓷绝热衬管和白云石保温筒依次套设在合成芯柱表面，每装配一层后校正同心度；最终得到复合保温柱；

6、s3、将台阶状的绝热垫片分别放置在两个叶腊石密封块内部的台阶壁中，并将两个叶腊石密封块分别通过定位轴定位放置在定位板表面，通过夹持组件将复合保温柱夹持在上下两个叶腊石密封块之间，利用装配组件将上下两个叶腊石密封块与复合保温柱装配在一起；

7、s4、在上下两个叶腊石密封块的中心孔内分别放入复合石墨导电层，并在叶腊石密封块的上表面和下表面放置垫板，再次放置在定位板之间，进行冷压成型；冷压成型采用三段梯度加压方式。

8、在一些实施例中，所述装配工装包括设置在工作台表面的同轴定位组件，所述同轴定位组件包括转动连接在工作台表面的中心柱以及多个定位套。

9、在一些实施例中，所述中心柱直径与合成芯柱直径相同，多个所述定位套依次相互滑动连接，最内部的所述定位套竖向滑动连接中心柱表面，多个所述定位套的长度均不相同，且呈台阶状分布在中心柱表面。

10、在一些实施例中，所述工作台上表面固定连接有固定架，所述固定架下方设置有与中心柱同轴设置的定位顶板，所述定位顶板转动连接在电动推杆下端。

11、在一些实施例中，所述固定架下方设置有用于对复合保温柱进行同轴校正的校正组件，所述校正组件包括转动连接在滑板靠近定位顶板一端的两个定位辊，所述定位辊高度与合成芯柱高度相同，所述滑板通过固定板水平滑动连接在固定架下表面。

12、在一些实施例中，所述滑板朝向定位顶板的一端设置有用于自动涂抹导热绝缘浆料的涂覆组件，所述涂覆组件包括转动连接在移动架表面的涂覆辊，所述移动架滑动连接在滑板端部，所述涂覆辊与中心柱之间的距离小于定位辊与中心柱之间的距离。

13、在一些实施例中，所述定位辊水平滑动连接在滑板端部，所述涂覆辊通过两组导向组件跟随定位辊同步滑动。

14、在一些实施例中，所述导向组件包括固定连接在定位辊端部的驱动架以及竖向滑动连接在滑板端部的升降板，所述升降板表面开设有第一导向槽和第二导向槽，所述驱动架上端固定连接有与第一导向槽相配合的第一导杆，所述移动架上端固定连接有与第二导向槽相配合的第二导杆。

15、在一些实施例中，所述工作台上表面固定连接有用于对复合保温柱和叶腊石密封块定位装配的装配组件，所述装配组件包括两个定位板以及固定连接在工作台上表面的支撑架，两个所述定位板均通过同步组件同步相互靠近。

16、在一些实施例中，所述复合保温柱通过夹持组件与叶腊石密封块的中心孔同轴定位，所述夹持组件包括两个与复合保温柱外径相匹配的夹持环。

17、与现有技术相比，本发明提供了一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，具备以下有益效果。

18、1、本发明，通过保证三层梯度保温结构紧密同轴贴合，消除层间与端面散热缝隙，从装配环节降低合成腔热损耗，提升腔体温压场均匀性，提高高品级大单晶产出率，形成可流水线复制的节能合成块批量装配工艺。

19、2、本发明，通过设置同轴定位组件，在中心柱和多个定位套的作用下，将石墨发热筒、陶瓷隔热环、氧化铝陶瓷绝热衬管和白云石保温筒依次套设在相应定位套表面，实现快速同轴定位的目的，从而快速完成对复合保温柱同轴装配的目的。

20、本发明的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本发明的实践中得到教导。

1.一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述装配工装包括设置在工作台（2）表面的同轴定位组件（3），所述同轴定位组件（3）包括转动连接在工作台（2）表面的中心柱（301）以及多个定位套（302）。

3.根据权利要求2所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述中心柱（301）直径与合成芯柱（101）直径相同，多个所述定位套（302）依次相互滑动连接，最内部的所述定位套（302）竖向滑动连接中心柱（301）表面，多个所述定位套（302）的长度均不相同，且呈台阶状分布在中心柱（301）表面。

4.根据权利要求2所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述工作台（2）上表面固定连接有固定架（201），所述固定架（201）下方设置有与中心柱（301）同轴设置的定位顶板（4），所述定位顶板（4）转动连接在电动推杆下端。

5.根据权利要求4所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述固定架（201）下方设置有用于对复合保温柱进行同轴校正的校正组件（5），所述校正组件（5）包括转动连接在滑板（502）靠近定位顶板（4）一端的两个定位辊（501），所述定位辊（501）高度与合成芯柱（101）高度相同，所述滑板（502）通过固定板（503）水平滑动连接在固定架（201）下表面。

6.根据权利要求5所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述滑板（502）朝向定位顶板（4）的一端设置有用于自动涂抹导热绝缘浆料的涂覆组件（6），所述涂覆组件（6）包括转动连接在移动架（602）表面的涂覆辊（601），所述移动架（602）滑动连接在滑板（502）端部，所述涂覆辊（601）与中心柱（301）之间的距离小于定位辊（501）与中心柱（301）之间的距离。

7.根据权利要求6所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述定位辊（501）水平滑动连接在滑板（502）端部，所述涂覆辊（601）通过两组导向组件（603）跟随定位辊（501）同步滑动。

8.根据权利要求7所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述导向组件（603）包括固定连接在定位辊（501）端部的驱动架（6032）以及竖向滑动连接在滑板（502）端部的升降板（6031），所述升降板（6031）表面开设有第一导向槽（6034）和第二导向槽（6036），所述驱动架（6032）上端固定连接有与第一导向槽（6034）相配合的第一导杆（6033），所述移动架（602）上端固定连接有与第二导向槽（6036）相配合的第二导杆（6035）。

9.根据权利要求2所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述工作台（2）上表面固定连接有用于对复合保温柱和叶腊石密封块（106）定位装配的装配组件（7），所述装配组件（7）包括两个定位板（701）以及固定连接在工作台（2）上表面的支撑架（702），两个所述定位板（701）均通过同步组件（703）同步相互靠近。

10.根据权利要求9所述的一种多层保温低热损耗大单晶合成块装配工艺，其特征在于，所述复合保温柱通过夹持组件（704）与叶腊石密封块（106）的中心孔同轴定位，所述夹持组件（704）包括两个与复合保温柱外径相匹配的夹持环（7041）。