[发明专利]一种用于实验室单件碟簧高温保温过程中防氧化的石墨烯碳粉混粉保护工艺

说明书

本发明涉及一种用于实验室单件碟簧高温保温过程中防氧化的石墨烯碳粉混粉保护工艺，（1）将85g碳粉、15g石墨烯混合得到混合物，然后将混合物放在星型研磨机中研磨5分钟，得到混粉；（2）将混粉倒入研磨臼中，使用研磨棒顺时针研磨5min,然后逆时针研磨3min；（3）将研磨后的一部分混粉平铺在保护器皿中，混粉平铺厚度为10mm，将单件碟簧放在混粉上，将剩余的混粉铺在碟簧上，混粉厚度为30mm，最后在保护器皿上盖上保护盖；（4）将盖上保护盖的保护器皿放入高温炉保温。本发明可以用于实验室单件碟簧高温保温过程中防止碟簧氧化，使其不产生网状组织，从而达到工业应用要求的压缩性能。

技术领域

本发明涉及一种用于实验室单件碟簧高温保温过程中防氧化的石墨烯碳粉混粉保护工艺，是一种对碟簧热处理过程中的保护工艺，可以大幅度提高碟簧的压缩性能，对实验室中碟簧热处理起到了重要的作用，属于机械零部件热加工领域。

背景技术

碟簧作为一种基础零部件，被广泛应用于航空航天，军事装备，重型机械，海洋工程，电气工程等众多领域。

随着制造业和航空军事工业的快速发展，碟簧面临着承载能力低，压缩性能不足，传统盐浴热处理过程污染严重等问题。因此实验室中采用电阻炉代替盐浴炉研究新型绿色热处理工艺很有必要，在提高碟簧压缩性能的同时又降低污染。

但是实验室电阻炉在高温保温过程中，空气中的氧气会使碟簧发生氧化，使其出现网状组织，致使碟簧的压缩性能降低，无法满足工业应用要求。

然而，目前实验室里采取的防氧化保温工艺主要是覆盖碳粉作为保护层，然而碳粉量过少会影响保护效果，碟簧中仍然出现网状组织，碳粉量过多会影响碟簧的保温温度，使碟簧无法有效的达到预定的保温温度。

石墨烯具有非常好的热传导性能，是迄今为止导热系数最高的碳材料，同时石墨烯粉末颗粒小于碳粉粉末颗粒。粗细颗粒混合可以有效的阻止空气的渗透。

实验室单件碟簧在电阻炉中高温保温时，炉内空气中的氧会扩散进入合金内部，与合金中较活泼的组元发生反应而形成颗粒状氧化物沉积在合金内部，这一过程称为内氧化。一般合金中的Cr、Si含量是氧化行为的主要因素，较高的Cr、Si含量可以起到良好的耐蚀性，但是也容易导致氧化物的形成，导致合金脆化。实验室所用碟簧为60Si2Mn，其中Si的含量为1.5-1.73%，Mn的含量0.60-0.90%，所以极易与氧反应生成氧化物。

网状组织的裂纹产生在晶界处，这是因为金属中的合金元素容易在晶界上富集，刚好在晶界上形成金属氧化物并形成裂纹，并且内氧化使得颗粒状氧化物沉积在裂纹内部。

发明内容

本发明是针对上述问题，提供一种用于实验室单件碟簧高温保温过程中防氧化的石墨烯碳粉混粉保护工艺，基于申请人长期对实验室碟簧高温保温过程中存在问题的研究，进行设计和发明的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种用于实验室单件碟簧高温保温过程中防氧化的石墨烯碳粉混粉保护工艺，其特征是，包括以下步骤：

（1）、将85g碳粉、15g石墨烯混合得到混合物，然后将混合物放在星型研磨机中研磨5分钟，得到混粉；

（2）、将混粉倒入研磨臼中，使用研磨棒顺时针研磨5min,然后逆时针研磨3min；

（3）、将经步骤（2）研磨后的一部分混粉平铺在保护器皿中，混粉平铺厚度为10mm，将单件碟簧放在混粉上，将剩余的混粉铺在碟簧上，混粉厚度为30mm，最后在保护器皿上盖上保护盖；

（4）、将盖上保护盖的保护器皿放入高温炉保温。

步骤（3）中，所述的保护器皿为304不锈钢盆。

步骤（4）中，保护器皿放入高温炉保温温度为850-950℃，保温时间为20-40min。