[发明专利]一种自降温导电耐磨复合式电刷及其制备方法

说明书

本发明具体涉及一种高速列车接地回流装置用自降温导电耐磨复合式电刷及其制备方法。所述自降温导电耐磨复合式电刷由多孔高导电高强固定块(1)、多孔高强耐磨摩擦块(2)组成；所述多孔高导电高强固定块(1)与多孔高强耐磨摩擦块(2)的孔隙内填有降温剂；所述降温剂的熔化温度为50‑150℃；所述多孔高导电高强固定块(1)填充降温剂前，其孔隙率为10‑15％、孔径为10‑20微米；所述多孔高强耐磨摩擦块(2)填充降温剂前，其孔隙率为6‑10％、孔径为5‑10微米。本发明所设计和制备的成品的力学性能和耐磨性能优良，导电性高，具有较大载流能力，磨损率和摩擦系数低，允许线速度高，可完全满足动车组的运行要求。

技术领域

本发明涉及一种电刷材料，具体涉及一种高速列车接地回流装置用自降温导电耐磨复合式电刷及其制备方法。

背景技术

众所周知，机车通过受电弓滑板从接触网获得特高压电源电力，以驱动机车运动，而牵引电流经车轮、轨道和大地流回牵引变电所。因此，高速动车组齿轮箱通常都安装接地装置，将车轴上的漏电电流收集起来并接地，以保护轴承和齿轮，防止其发生电蚀。接地装置则是通过接地电刷，来牵引变压器的回流线电流直接回流到车轴。作为接地装置的关键零部件，电刷性能好坏直接影响到接地装置性能的优劣，以及列车运行的安全可靠性。

石墨/铜复合材料集石墨良好的接触润滑性和低的热膨胀系数、密度以及铜的高电导率、热导率和良好的延展性为一体，因而具有优异的导电导热性，载流量大，耐磨性能高，耐电弧烧蚀和抗熔焊等性能良好，被广泛用作了高速列车的接地电刷材料。

近几年，随着电力机车的运力、时速、安全可靠性的提高，机车牵引力功率从原来(电力机车)的6400KW提高至9600KW，速度由原来的160km/h提高至250km/h(动车组)，甚至350km/h(高铁)，接地电刷的最高线速度也由20m/s(对应时速170km/h)提高到28.8m/s及以上。列车速度的大幅提高，使得电刷在与摩擦副摩擦摩擦过程中产生的摩擦热增多，摩擦面温度升高，导致石墨润滑层氧化并破坏，同时由于石墨具有耐电弧烧蚀性能，故润滑层的破坏会增大电弧发生的几率，从而导致摩擦面因电弧激发而产生电蚀坑，从而增大摩擦面的粗糙度，进而使摩擦因数增大。而且，电弧强度高而产生电弧热，摩擦表面受热变软，强度下降，致使铜基体被拔出造成质量损失，增大电刷的磨损率。

此外，在摩擦热、电阻热和电弧热的高温作用下，电刷摩擦表层的铜基体大量熔融软化，进而转移到对磨盘上，而后又粘附到电刷表而，如此反复造成了电刷和对磨盘的质量损失，显著降低了两者的使用寿命。

发明内容

本发明针对目前高速列车高功率、高速、高安全可靠性的特点，提供了一种高速列车接地回流装置用电刷，本方法制备的电刷生产工艺简单、导电性好、耐磨、自润滑性好，且使用寿命长。

本发明一种自降温导电耐磨复合式电刷，所述自降温导电耐磨复合式电刷由多孔高导电高强固定块1、多孔高强耐磨摩擦块2组成；所述多孔高导电高强固定块1与多孔高强耐磨摩擦块2的孔隙内填有降温剂；所述降温剂的熔化温度为50-150℃，进一步优选为60-100℃；所述多孔高导电高强固定块1填充降温剂前，其孔隙率为10-15％、孔径为10-20微米；所述多孔高强耐磨摩擦块(2)填充降温剂前，其孔隙率为6-10％、孔径为5-10微米。

本发明一种自降温导电耐磨复合式电刷，所述多孔高导电高强固定块1填充降温剂前，其孔隙的孔径大于所述多孔高强耐磨摩擦块2填充降温剂前所具备孔隙的孔径。

本发明一种自降温导电耐磨复合式电刷，所述多孔高导电高强固定块1所填充的降温剂的质量与多孔高强耐磨摩擦块2所填充的降温剂的质量之比为2.5-1：1。

本发明一种自降温导电耐磨复合式电刷，所述复合式石墨/铜复合材料包括高导电高强固定块1和高强耐磨摩擦块2；通过热压将高导电高强固定块1和高强耐磨摩擦块2连接成一体。