[发明专利]一种碳纤维增强受电弓纯碳碳滑条材料的制备方法

说明书

本发明涉及碳化条制备技术领域，更具体而言，涉及一种碳纤维增强受电弓纯碳碳滑条材料的制备方法，采用非金属导电材料碳纤维增强与改质煤沥青作为材料的导电介质，其导电性有所提高；利用碳纤维增强制备的碳滑条材料结构稳定，理化性能强、安全性能好；增强纯碳碳滑板材料的电阻率、机械强度等；采用所述工艺所制备的材料较为简单，利于大批量生产，原材料为市场广泛材料，成本低；利用本发明专利所制备的碳滑条材料完全满足或而优于《交流传动机车受电弓碳滑板技术条件》，耐大工频和冲击电流冲击，电阻稳定；耐腐蚀、无毒环保、使用寿命长、成本低。

技术领域

本发明涉及碳化条制备技术领域，更具体而言，涉及一种碳纤维增强受电弓纯碳碳滑条材料的制备方法。

背景技术

目前，纯碳质滑板是我国电气化铁路上广泛使用的主要滑板之一，是非金属中导电较好的材料，当前国内电碳厂进行生产，纯碳滑板工作时磨下来的粉末粘附在接触导线表面，形成一层很薄的碳膜，起到了良好的自润滑作用，能够减轻对导线的磨耗。据统计，使用纯碳滑板的网线寿命至少是50年，它对导线的磨耗仅为0.006mm/万次，并且对无线电话及无线电视干扰小。

因此，欧洲等一些国家如荷兰从1934年，德国从1935年便开始使用纯碳滑板，而目前不论交流或直流供电的电气化铁路道在铜导线上都采用了纯碳滑板。在日本，私营铁路全部使用纯碳滑板。可见，纯碳滑板不失为一种优良的滑板材料。

现有技术中将石油焦、沥青焦、炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、氯化钙粉等末置于搅拌机中进行搅拌处理，制成混合干粉在混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，制成混捏物料；利用所述混捏物料制成碳滑条初坯；将碳滑条初坯冷却至室温后，进行焙烧处理，制成烧结碳滑条初坯；将烧结碳滑条初坯依次进行浸渍、干燥处理，即得。

现有的受电弓碳滑条及其制造方法，生产的纯碳碳条体积密度介于最大只有1.70g/cm3；电阻率≤40μΩ.m；抗折强度≥30Mpa；抗压强度≥40Mpa；洛氏硬度介于75～78HS，而它的体积密度、电阻率等直接影响受电弓关键性能要求。现有技术的受电弓碳滑板中加入了硫磺、氮化硼、氯化钙粉等化学制剂，严格意义上讲不属于纯碳质材料；受电弓碳滑板的体积密度、强械强度和可靠性等项指标不太理想。未达到要求的理化指标，不能满足相应的使用寿命；原料的多元化高端化，如碳纤维、天然石墨等材料必然使其制造成本增加。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种碳纤维增强受电弓纯碳碳滑条材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种碳纤维增强受电弓纯碳碳滑条材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、研磨：将骨料与粉料进行研磨；

S2、混捏：将粘接剂加入到S1中研磨后混合料中进行混捏得到糊料；

S3、挤出：将S2中糊料利用装好模具的挤出机进行挤压；

S4、焙烧：将S3中挤出后装入焙烧炉中进行焙烧得到碳滑条材料；

S5、纯化：将S4中焙烧后碳滑条材料在隔绝空气的条件下，通过15A电流将焙烧品加热到1250-1500℃，保持6-8h得到纯化后碳化条材料。

进一步地，所述骨料采用沥青焦；所述粉料采用碳纤维、炭黑；所述粘接剂采用改质煤沥青。

进一步地，所述沥青焦的真密度≥2.05/cm³，灰分≤0.25%、含硫量≤0.5%、挥发份≤0.8%；所述碳纤维增强的粒度为0.15-0.30μm，电阻率≤8.0μΩm，抗折强度≥25Mpa，抗压强度≥35Mpa，灰分≤0.20%；所述炭黑粒度为0.10-0.30μm、电阻率≤3μΩ·cm；所述改质煤沥青的软化点为105-115℃，结焦值为≥56%，灰分≤0.35%