一种石墨工件高温拉伸性能检测设备及方法与流程

本发明涉及石墨性能检测领域，尤其涉及一种石墨工件高温拉伸性能检测设备及方法。

背景技术：

石墨是一种结晶形碳，六方晶系,为铁墨色至深灰色，质软，有滑腻感,可导电。化学性质不活泼，耐腐蚀,与酸、碱等不易反应。在空气或氧气中加强热,可燃烧并生成二氧化碳。强氧化剂会将它氧化成有机酸。具有良好的导电性。石墨可以用作抗摩剂和润滑材料,也可以用来制作坩埚、电极、干电池、铅笔芯。高纯度石墨可在核反应堆上作中子减速剂，不同的行业对石墨应用的要求不一样，总体来说，石墨的应用范围很广泛，因此需求量日益增高。

石墨及碳素制品具备优良的性能，应用日益广泛，产能及效益呈快速增长趋势。随着应用的不断推广，中国石墨及碳素制品行业的竞争也日趋激烈。在市场竞争的刺激下，对石墨的品质要求也逐渐提高，高品质的石墨在市场上更具备竞争力。

因此，为了保证石墨的品质，石墨工件加工成型后，必须经过一系列检测。由于石墨是一种脆性材料，其内部存在的孔隙在受到压力或者拉力时降低了受到外力时的承载面积，更容易发生应力集中，随着石墨孔隙率的增大，会对其拉伸性能产生影响，同时也对其品质产生影响。石墨作为一种高温结构材料，在高温下石墨的拉伸性能的检测，是石墨工件检测中不可缺少的一个环节。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是检测石墨在高温下的拉伸性能的技术问题。为了解决所述技术问题，本发明提出了一种能够检测石墨工件拉伸性能设备及方法，具体是以如下技术方案实现的：

一种石墨工件高温拉伸性能检测设备，所述石墨工件高温拉伸性能检测设备包括底座、支架、基座、加压件、移动平台、夹具、连接杆、保温箱、加热管和滑轨；

所述支架垂直于底座，所述支架包括第一立杆、第二立杆和横杆，所述第一立杆和第二立杆平行，所述横杆的端部分别连接第一立杆的顶端和第二立杆的顶端；

所述第一立杆和第二立杆间设有移动平台，所述移动平台能够上下移动；

所述移动平台上设有夹具，所述夹具用于夹持石墨工件，所述夹具包括夹具底座、固定夹头和移动夹头，所述固定夹头和连接杆连接，所述连接杆连接在横杆中部；

所述移动平台与横杆中部连接滑轨，所述滑轨上设有保温箱，所述保温箱为顶部封口的中空筒状，所述保温箱能够在滑轨上移动；

所述保温箱上缠绕加热管。

将待测工件固定在夹头上，先将保温箱下移，完全罩住待测工件，启动加热管对待测工件进行充分加热，再用保温箱保温一段时间，就可以进行工件的拉伸检测。

进一步地，所述底座上设有基座，所述移动平台底部设有加压件，所述加压件和基座能够测量工件的压缩性能。将待测工件放置在基座上，调整移动平台，带动加压件向下运动，挤压待测工件，就能够测量待测工件的压缩性能。当测试工件的受力极限时，工件有可能发生破裂，因此需要紧急制动装置，在工件发生破碎时及时终止压缩。

进一步地，所述固定夹头和移动夹头具有凸字形的凹槽，所述固定夹头和移动夹头侧边开口，待测工件能够从夹头侧边放入。待测工件为两头粗中间细的工件，放入夹具后，比较粗的端头刚好卡在凸字形的凹槽中上端较细的那部分里，起到固定作用。侧边开口的夹头，也使得不用取下夹具就能够放入待测工件。

进一步地，所述立杆上设有把手，所述横杆上设有滑轮支架，所述把手安装在第一滑轮上，所述第一滑轮上与连接线的一端相连，所述连接线的另一端绕过第二滑轮和第三滑轮连接在保温箱上，所述第二滑轮和第三滑轮安装在滑轮支架上，摇动把手能够控制保温箱上下移动。连接线可以是钢丝绳等具有一定强度和韧性的线。滑轮的结构使得控制保温箱上下移动时省力且简便。

进一步地，所述移动平台下段的立杆上设有标尺。可以人工读出工件的拉伸长度，也可以将设备连接到用处理器上，通过传感器进行数据测量。

进一步地，所述保温箱顶部设有一通孔，所述连接杆穿过通孔，固定在横杆中部。连接杆用来固定夹具里的固定夹头，所述保温箱与连接杆并不相接，保温箱能够沿着连接杆上下移动。

进一步地，所述保温箱外缠绕保温材料，所述保温材料外缠绕加热管，所述加热管连接加热设备。

进一步地，所述石墨工件高温拉伸性能检测设备连接检测单元，所述检测单元用于设定检测参数。检测参数包括设定施加的力的大小，以及移动平台的移动速度等，因而可以控制检测过程。

一种石墨工件高温拉伸性能检测方法，所述方法包括：

使用夹具夹持待测工件，调整夹头间距，固定待测工件；

摇动把手控制保温箱下移，罩住待测工件；

启动加热管，加热待测工件并保温一段时间；

控制移动平台下移，拉伸待测工件；

收集检测数据，检测待测工件的拉伸性能。

在设定好移动平台对待测工件施加的拉力和移动平台的移动速度后，可以让移动平台向下移动，开始拉伸待测工件。

收集待测工件的拉伸性能的数据时，可以使用传感器等对待测工件的拉伸性能实时测量，也可以在测量结束后，通过移动平台下的标尺读出拉伸长度，从而对待测工件的拉伸性能有一个初步的认识。进一步分析拉伸后待测工件的断面，能够进一步获得待测工件的拉伸性能的相关数据。

进一步地，所述设备还能够检测石墨工件的压缩性能，具体检测方法如下；

将待测工件放置在基座上，使基座正对着加压件；

控制移动平台下移，对待测工件施压；

收集检测数据，检测待测工件的压缩性能。

测量石墨工件的压缩性能时不需要预先给石墨工件加热。在设定好移动平台对待测工件施加的压力和移动平台的移动速度后，控制移动平台下移，对待测工件施加压力。

收集待测工件的压缩性能的数据时，可以使用传感器等对待测工件的压缩性能实时测量，也可以在测量结束后，通过移动平台下的标尺读出压缩长度，从而对待测工件的压缩性能有一个初步的认识。

采用上述技术方案，本发明所述的，具有如下有益效果：

1)本发明既能够检测工件的拉伸性能也能够检测工件的压缩性能；

2)本发明结构简单，应用广泛，将工件加温和检测的步骤结合在同一设备上，缩短了工艺流程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种石墨工件高温拉伸性能检测设备的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种石墨工件高温拉伸性能检测设备的夹具示意图；

图3为本发明实施例提供的一种石墨工件高温拉伸性能检测设备的保温箱控制组件示意图；

图4为本发明实施例提供的一种石墨工件高温拉伸性能检测方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种石墨工件压缩性能检测方法的流程图；

以下对附图作补充说明：

1-支架，2-滑轨，3-连接杆，4-夹具，5-保温箱，6-把手，7-加热管，8-移动平台，9-加压件，10-基座，11-底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供了一种石墨工件高温拉伸性能检测设备，所述石墨工件高温拉伸性能检测设备包括底座11、支架1、基座10、加压件9、移动平台8、夹具4、连接杆3、保温箱5、加热管7和滑轨2；

所述支架垂直于底座11，所述支架1包括第一立杆、第二立杆和横杆，所述第一立杆和第二立杆平行，所述横杆的端部分别连接第一立杆的顶端和第二立杆的顶端；

所述第一立杆和第二立杆间设有移动平台8，所述移动平台8能够上下移动；

所述移动平台8上设有夹具4，所述夹具4用于夹持石墨工件，所述夹具4包括夹具底座、固定夹头和移动夹头，所述固定夹头和连接杆3连接，所述连接杆3连接在横杆中部；

所述移动平台8与横杆中部连接滑轨2，所述滑轨2上设有保温箱5，所述保温箱5为顶部封口的中空筒状，所述保温箱5能够在滑轨2上移动；

所述保温箱5上缠绕加热管7。

将待测工件固定在夹头上，先将保温箱5下移，完全罩住待测工件，启动加热管7对待测工件进行充分加热，再用保温箱5保温一段时间，就可以进行工件的拉伸检测。

进一步地，所述底座11上设有基座10，所述移动平台8底部设有加压件9，所述加压件9和基座10能够测量工件的压缩性能。将待测工件放置在基座10上，调整移动平台8，带动加压件9向下运动，挤压待测工件，就能够测量待测工件的压缩性能。当测试工件的受力极限时，工件有可能发生破裂，因此需要紧急制动装置，在工件发生破碎时及时终止压缩。

进一步地，所述固定夹头和移动夹头具有凸字形的凹槽，所述固定夹头和移动夹头侧边开口，待测工件能够从夹头侧边放入。待测工件为两头粗中间细的工件，放入夹具后，比较粗的端头刚好卡在凸字形的凹槽中上端较细的那部分里，起到固定作用。侧边开口的夹头，也使得不用取下夹具就能够放入待测工件。

进一步地，所述立杆上设有把手6，所述横杆上设有滑轮支架，所述把手6安装在第一滑轮上，所述第一滑轮上与连接线的一端相连，所述连接线的另一端绕过第二滑轮和第三滑轮连接在保温箱5上，所述第二滑轮和第三滑轮安装在滑轮支架上，摇动把手6能够控制保温箱5上下移动。连接线可以是钢丝绳等具有一定强度和韧性的线。滑轮的结构使得控制保温箱上下移动时省力且简便。

进一步地，所述移动平台8下段的立杆上设有标尺。可以人工读出工件的拉伸长度，也可以将设备连接到数据处理器上，通过传感器进行数据的实时测量，再由处理器记录处理结果。

进一步地，所述保温箱5顶部设有一通孔，所述连接杆3穿过通孔，固定在横杆中部。连接杆用来固定夹具里的固定夹头，所述保温箱5与连接杆3并不相接，保温箱5能够沿着连接杆3上下移动。

进一步地，所述保温箱5外缠绕保温材料，所述保温材料外缠绕加热管7，所述加热管7连接加热设备。

进一步地，所述石墨工件高温拉伸性能检测设备连接检测单元，所述检测单元用于设定检测参数。检测参数包括设定施加的力的大小，以及移动平台的移动速度等，因而可以控制检测过程。

本发明实施例提供了一种石墨工件高温拉伸性能检测方法，所述方法包括：

S1.使用夹具4夹持待测工件，调整夹头间距，固定待测工件。

在使用夹具4夹持住待测工件时，夹具4的夹头是侧边开口因此不需要取出夹具4就能够放入待测工件。可以略微调节移动平台，使得待测工件能够刚好卡在夹具4里，固定住待测工件。

S2.摇动把手控制保温箱5下移，罩住待测工件。

摇动把手，将卷入的连接线放出，可以使得保温箱5下移，由于保温箱5设置在滑轨2上，因此保温箱5会沿着滑轨2向下移动，直到完全罩住待测工件。保温箱5外面包裹着保温材料，保温材料上缠绕着加热管7。当加热管7停止加热后，保温箱5就能够开始对待测工件保温。

S3.启动加热管7，加热待测工件并保温一段时间。

启动加热管7，加热管7缠绕在保温箱5外部，对待测工件进行加热。当加热到需要的温度时，停止加热，不需要挪动保温箱5的位置，保温箱5可以立即开始对待测工件进行保温。

S4.控制移动平台8下移，拉伸待测工件。

在设定好移动平台8对待测工件施加的拉力和移动平台8的移动速度后，可以让移动平台8向下移动，开始拉伸待测工件。

S5.收集检测数据，检测待测工件的拉伸性能。

收集待测工件的拉伸性能的数据时，可以使用传感器等对待测工件的拉伸性能实时测量，也可以在测量结束后，通过移动平台下的标尺读出拉伸长度，从而对待测工件的拉伸性能有一个初步的认识。进一步分析拉伸后待测工件的断面，能够进一步获得待测工件的拉伸性能的相关数据。

本发明实施例还提供了一种检测石墨工件压缩性能的方法，所述设备还能够检测石墨工件的压缩性能，具体检测方法如下；

S01.将待测工件放置在基座10上，使基座10正对着加压件9。

可以将基座设定成活动基座，并加设固定件，固定待测工件和基座10。能够调节基座使得基座能够刚好对准加压件9，防止因为偏移导致待测工件的压缩性能测量不准，甚至是待测工件在加压过程中飞出等后果。

S02.控制移动平台8下移，对待测工件施压；

测量石墨工件的压缩性能时不需要预先给石墨工件加热。在设定好移动平台8对待测工件施加的压力和移动平台的移动速度后，控制移动平台8下移，对待测工件施加压力。

S03.收集检测数据，检测待测工件的压缩性能。

收集待测工件的压缩性能的数据时，可以使用传感器等对待测工件的压缩性能实时测量，也可以在测量结束后，通过移动平台下的标尺读出压缩长度，从而对待测工件的压缩性能有一个初步的认识。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。