[发明专利]一种受电弓碳滑板复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及碳滑板制备技术领域，更具体而言，涉及一种受电弓碳滑板复合材料的制备方法，通过在原料中加入铁红、钴粉、氧化铪、镍粉、铜粉、炭黑、石墨粉等，与原料中的其他材料相融合，可以补充成品碳滑板的机械强度，使其在运行中不易折断和破裂；其制备工艺是，首先对原料进行研磨，再通过模压成型、浸铜工艺、最后烧结炭化处理，可以增加碳滑板材料的密度和强度。制备的受电弓碳滑板复合材料体积密度8.0‑9.0g/cm³、抗拉强度≥180Mpa、冲击韧性≥12J/cm²、20℃电阻率≤0.20µΩ·m、洛氏硬度（HBS）60‑100。

技术领域

本发明涉及碳滑板制备技术领域，更具体而言，涉及一种受电弓碳滑板复合材料的制备方法。

背景技术

受电弓滑板是电力机车上的重要集电元件，安装在受电弓的最上部，直接与接触网导线接触，在列车走行过程中，从接触网导线上获得电流为机车供应电力。

受电弓碳滑板碳滑条材料必须具有良好的减磨性和自润滑性、良好的耐热和耐电弧性、一定的耐磨性、足够的抗冲击强度以及稳定的电阻率和接触电阻。

受电弓滑板通常采用石墨粉、焦碳粉、碳黑、粘结剂焦、石油焦等作为主要原料，中温煤粘结剂做粘结剂，铜、铝等材料做为浸渍剂等，使其自润滑性和减磨性能好，在与铜接触导线摩擦时可在导线上持续补给润滑炭膜，具有减少导线磨损及电导率的效果。但碳滑板在自然环境运行中遇到导线硬点容易造成滑板折断或破裂，特别是在雨季和潮湿地区，易局部拉沟，出现弓网事故。

随着电气化铁路朝着高密度、载重大、高速度的趋势发展，继续开发一种工艺简单、安全可靠的电力机车用受电弓滑板。

针对现有技术的缺陷，特提出本发明。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种受电弓碳滑板复合材料的制备方法，以提高受电弓碳滑板的机械强度、电导性和耐冲击性能。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种受电弓碳滑板复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、预热：将铁红、钴粉、钛粉、镍粉、铜粉分别在200-300℃的预热炉中预热，预热时间为30-60min；

S2、研磨：将上述所配得的铁红、钴粉、钛粉、镍粉、铜粉进行研磨，要求纯度为99.99%；研磨转速为350～600r/min，所述研磨的颗粒比为10-30:15-20:1-10；

S3、一次干混：将铁红、钴粉、钛粉、镍粉、铜粉按上述比例进行混捏，混捏温度为150℃～250℃，混捏时间为1～1.5h；混捏后粉料自然冷却至常温；

S4、二次干混：将一次干混后的原料与炭黑、石墨粉按上述比例进行混捏，混捏温度为160℃～220℃，混捏时间为1.5～3h，混捏后的粉料自然冷却至常温；

S5、湿混：二次料混粉后的混合料与粘结剂环氧树脂进行混捏，湿混粘结剂温度为120-170℃，湿混时间为40-60分钟；混捏机包括设置在混捏机上的自动报警装置，且自动报警装置用于设定时间到达时进行报警；混捏机内部的温度设置为160-220℃和120-170℃；

S6、模压成型：将湿混后的材料倒入模具中，利用双向压制模压成型制成一定形状和尺寸的压坯，并使之具有一定的密度和强度；利用冷却设备对碳滑板初胚进行冷却处理；

S7、一次焙烧为：将预成型的生坯装入焙烧炉中进行焙烧得到第一次坯体，焙烧温度为20℃～1250℃，并在1250℃温度下保温48h，焙烧时间为240h，出炉后自然冷却至常温；