[发明专利]一种高性能的自润滑铜基受电弓滑板材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能的自润滑铜基受电弓滑板材料及其制备方法；属于高速运载设备开发技术领域。所述自润滑铜基受电弓滑板材料由以下按质量份计的原料制备而成；铜锡合金粉40～70份、纯铜粉10～30份、铁铜合金粉4～12份、铜铬合金粉2～6份、铅粉5～9份、石墨粉1～4份和二硫化钼1～3份。本发明采用铜锡合金粉、铁铜合金粉和铜铬合金粉取代单质锡粉、铁粉和铬粉等作为增强相，可有效降低烧结温度，避免低熔点的单质锡粉在烧结过程流失的问题。通过强化，提高了铜基体的高温稳定性和抗烧蚀能力，抑制滑板在摩擦产生的高温环境中的变形和粘连，降低滑板的损耗，提高滑板的耐摩擦能力。

技术领域

本发明涉及一种高性能的自润滑铜基受电弓滑板材料及其制备方法；属于高速运载设备开发技术领域。

背景技术

受电弓滑板是受电弓的一个组成部分，它是通过导电胶或机械锁固定在弓头顶部的，直接与接触网导线接触。在电力机车运行过程中，受电弓滑板在接触网导线上滑动并从导线上获得电流为机车提供动力，是电力机车动力来源的重要集电元件。受电弓滑板必须同时满足多方面的性能：(1)良好的表面硬度、抗拉强度以及冲击韧性等力学性能，保证在使用过程中不被破坏；(2)良好的耐磨性能，保证一定的使用寿命；(3)优良的自润滑性能，减少对导线的磨损；(4)良好的导电性及导热性，以减少电弧烧蚀。

铜基粉末冶金滑板凭借良好的综合机械强度，较低的电阻率，良好的导热性和制造成本低的特点，获得了广泛的应用。但是，目前使用的铜基粉末冶金滑板仍存在自身不耐磨损，使用寿命低的缺点；同时，铜基粉末冶金滑板的自润滑性能差，对导线磨损较大，存在一定的安全隐患。改善滑板自身磨损和减少导线磨耗是目前受电弓滑板研究的重要方向。

公开号为CN201710918849的发明公开了一种铜基受电弓滑板及其制备方法，通过将铜粉、铁粉、石墨粉、碳化钨粉、硅粉和锡粉等多种粉末通过混料、压制和复压复烧的工艺制备了铜基滑板材料。通过添加7～12％的石墨粉，提高了滑板的润滑性能，减少对导线磨损。受电弓滑板磨损量降至3.1mm/万机车公里，导线磨损量降至0.0056mm2/万机车公里。但是随着石墨的增加，滑板力学性能会降低，特别是冲击韧性的下降，导致存在安全隐患。该发明未看到冲击韧性的数据。

公开号CN201710717511的发明公开了一种铜基受电弓滑板毛坯的制备方法，通过将铜粉、锡粉、铋粉、铬粉、二钼化碳粉、碳化钨粉和石墨粉等多种粉末通过混料、压制和复压复烧的工艺制备了铜基受电弓滑板毛坯。该方面通过加入增强相铬、碳化钨、二钼化碳和低熔点减磨组元铋，进一步提高了滑板的摩擦磨损性能。滑板的硬度60-70HB，电阻率0.25-0.32μΩm。该发明未见滑板自身磨损量和导线磨耗量的实际数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、机械性能和自润滑性能优良的，具有真正实用价值的铜基粉末冶金滑板材料及其制备方法。本发明在解决了铜基粉末冶金滑板不耐磨损和对网线磨耗大等问题的同时实现了其综合性能的优化。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

本发明一种高性能的自润滑铜基受电弓滑板材料；所述自润滑铜基受电弓滑板材料由以下按质量份计的原料制备而成；

铜锡合金粉40～70份、纯铜粉10～30份、铁铜合金粉4～12份、铜铬合金粉2～6份、铅粉5～9份、石墨粉1～4份和二硫化钼1～3份；

其中：

铜锡合金粉，含锡含量9～11％的铜锡合金粉，粉末粒度为-200目，不规则颗粒状；

纯铜粉，纯度≥99.5％，粒度为-300目，树枝状；

铁铜合金粉，含铜29～31％的铁铜合金粉，粒度为-200目，不规则颗粒状；

铜铬合金粉，含铬0.5～1％的铜铬合金粉，粒度为-300目，不规则颗粒状；