電力機車受電弓浸銅碳滑板的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力機車受電弓滑板，具體來講設(shè)及一種電力機車受電弓浸銅碳滑板 的生產(chǎn)方法，屬于受電弓滑板器件技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 鐵路的電力機車化程度是發(fā)達(dá)國家交通的一個重要標(biāo)志，大力發(fā)展電氣化鐵路是 提高運輸能力、提高鐵路參與市場競爭能力的最有效方法。受電弓滑板是機車供電系統(tǒng)中 的最重要集電元件，它安裝在受電弓上，直接與接觸網(wǎng)導(dǎo)線接觸，屬于滑動接觸觸頭材料范 疇。通過受電弓滑板與輸電網(wǎng)線的接觸，將輸電網(wǎng)上的電流引導(dǎo)下來，傳輸給機車供電系 統(tǒng)，來維持電力機車正常運行。
[0004] 浸銅碳滑板是將碳基體中存在的大量氣孔填滿金屬，形成實用的凝體，集中了碳 材料和銅材料的優(yōu)點，既具有粉末冶金滑板機械強度高、電阻率小的特點，又具有純碳滑板 對導(dǎo)線磨損小的特點，基本解決了碳滑板機械強度低的問題，耐磨性大大提高，同時也解決 了導(dǎo)線磨損過快的問題，是目前被認(rèn)為對線適應(yīng)能力較強的滑板類型。
[0005] 我國鐵路高速化發(fā)展較晚，在滑板的研制，特別是應(yīng)用方面處于落后狀態(tài)。目前， 隨著我國鐵路運輸主干線路電氣化程度的進(jìn)一步加大，作為牽引動力的電力機車在全路機 車中的比例逐年上升。特別是第五次提速之后，客運牽引電力機車又擔(dān)負(fù)了向客車供電任 務(wù)，使得受電弓滑板的重要性更為突出，它的技術(shù)狀態(tài)直接影響到列車的安全運行，現(xiàn)有的 材料己不能滿足要求，急需研制開發(fā)新型滑板，W滿足我國電氣化鐵路的發(fā)展要求。今后我 國電力機車干線將主要采用銅合金導(dǎo)線，接觸網(wǎng)導(dǎo)線在使用過程中磨耗嚴(yán)重，甚至發(fā)生斷 線事故，究其原因，有多方面影響因素，其中受電弓滑板的材質(zhì)是主要影響因素。從考慮成 本的首要原則是應(yīng)先保護(hù)好導(dǎo)線，所W與銅合金接觸導(dǎo)線匹配性能最好的浸金屬碳滑板和 碳基復(fù)合材料滑板是今后的主要發(fā)展方向，其應(yīng)用范圍將越來越廣。但目前國產(chǎn)浸銅碳滑 板使用壽命短，強度差，耐磨性和自潤滑性方面均有待提高，使用過程中還存在很大問題。 哈大線和廣深線是目前我國己投入運營的速度最快的準(zhǔn)電氣化線路，該兩條線路上使用的 滑板均從德國進(jìn)口，每根價值人民幣近一萬元。研究開發(fā)出其替代產(chǎn)品，既可節(jié)省外匯，又 有利于發(fā)展國內(nèi)受電弓浸銅滑板生產(chǎn)企業(yè)，打破壟斷，其經(jīng)濟(jì)及社會效益將十分顯著。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電阻率低，機械強度 高，耐磨性強，使用壽命長的電力機車受電弓浸銅碳滑板的生產(chǎn)方法。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該樣的： 電力機車受電弓浸銅碳滑板的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟如下， 1)復(fù)合碳滑板的制備； 1. 1)按如下質(zhì)量份備料；漸青焦粉60-80份，石墨粉12-16份，娃化石墨粉10-15份， 高溫漸青30-35份； 1. 2)具體制備；按配比將漸青焦粉和石墨粉放入混捏鍋內(nèi)，冷混20-120分鐘，然后加 入添加劑--娃化石墨粉，繼續(xù)混合40-60分鐘，再加入溶化后的高溫漸青，在160-180°C的 溫度條件下混合1-6小時，停止加熱，冷卻再磨粉，粒度為250-350目；將磨成250-350目的 混合粉體在油壓機上預(yù)壓成一階段料柱，將一階段料柱在120-14(TC條件下放入烘箱內(nèi)固 化8-9小時，將經(jīng)過固化的一階段料柱放入擠壓機內(nèi)，擠出需要規(guī)格的復(fù)合碳滑板毛巧；將 復(fù)合碳滑板毛巧放入畜爐中賠燒，出爐即得復(fù)合碳滑板； 2)復(fù)合碳滑板浸銅； 將復(fù)合碳滑板用清水洗干凈，放入烘箱中烘3-5個小時，冷卻后將其裝入耐高溫石墨 相蝸內(nèi)并置于1300-1400°C電爐里預(yù)熱2-3小時；再將1300-1500°C烙化的過量銅液倒入上 述相蝸中W將復(fù)合碳滑板浸沒，再將相蝸置于油壓機中罩內(nèi)，蓋上中罩蓋子，W免碳滑板浮 出銅液面，然后通入氮氣加壓，達(dá)到180-25化g/cm2,并在該壓強下保溫3-5分鐘使銅液在 壓力下滲透進(jìn)入碳滑板孔隙中，泄壓后將碳滑板從銅液中取出，冷卻即得電力機車受電弓 浸銅碳滑板。
[0009] 其中娃化石墨粉由如下方法制備得到；將液態(tài)娃在1800-1850°C高溫下滲透進(jìn)入 碳石墨基體孔隙中，在此高溫下液態(tài)娃與碳發(fā)生反應(yīng)生成碳化娃-碳復(fù)合材料，該復(fù)合材 料即為娃化石墨，將娃化石墨磨成粉體即為娃化石墨粉。
[0010] 所述石墨粉為320目，娃化石墨粉為100目；漸青焦粉由150目和40目兩種粒徑 構(gòu)成，兩種粒徑的份數(shù)相同。
[0011] 本發(fā)明在配方中加入特制的娃化石墨粉添加劑，在浸銅碳滑板中起到骨架的作 用，使金屬與石墨完全吸附在微孔中，形成錯綜復(fù)雜的導(dǎo)電網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了浸銅碳滑板的 導(dǎo)電性，降低電阻率，且該結(jié)構(gòu)能增加滑板機械強度和提高銅浸潰的浸潤角，進(jìn)而提高滑板 的耐磨性和自潤滑性，使浸銅碳滑板更耐磨，不傷干線，不掉塊，抗沖擊能力強，增加浸銅碳 滑板的使用壽命。
[0012] 總之，本發(fā)明生產(chǎn)的受電弓浸銅碳滑板具有電阻率低，機械強度高，耐磨性強，自 潤滑性好，不傷干線，使用壽命長等優(yōu)點。經(jīng)測試對比，產(chǎn)品性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國內(nèi)其他同系列 產(chǎn)品，達(dá)到了國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平。本方法切實可行，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，可大規(guī)模生產(chǎn)， 產(chǎn)品可代替進(jìn)口浸銅碳滑板，實現(xiàn)浸銅碳滑板的國產(chǎn)化，具有良好的市場前景。
[0013]
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明電力機車受電弓浸銅碳滑板的生產(chǎn)方法，步驟如下， 1)碳滑板的制備； 1. 1)按如下質(zhì)量份備料；漸青焦粉60-80份，石墨粉12-16份，娃化石墨粉10-15份， 高溫漸青30-35份；本發(fā)明對各原料粒徑作如下要求；石墨粉為320目，娃化石墨粉為100 目；漸青焦粉由150目和40目兩種粒徑構(gòu)成，兩種粒徑的份數(shù)相同。粒度的大小會影響受 電弓滑板的密度和孔隙率，進(jìn)而影響滑板的電阻率、硬度、抗拉強度。漸青焦粉是作為粘結(jié) 劑，不同粒徑的漸青焦粉作為粘結(jié)劑，主要是提高粘結(jié)性能，防止滑板的掉塊現(xiàn)象和抗沖擊 性能。石墨的自身潤滑性能很好，可有效解決對導(dǎo)線的磨耗問題。
[0015] 其中娃化石墨粉的制取方法為；娃化石墨材料是采用液娃滲透法，將液態(tài)娃在 1800-1850°C高溫下滲透進(jìn)入機械用碳M106碳石墨基體孔隙中，在此高溫下液態(tài)娃與碳發(fā) 生反應(yīng)生成碳化娃-碳復(fù)合材料，該復(fù)合材料即為娃化石墨，由此獲得的娃化石墨在磨粉 機中磨成100目的娃化石墨粉。與娃反應(yīng)后保留了碳石墨基體的骨架，娃化石墨粉具有碳 和碳化娃二者的綜合性能，其物理機械性能具有導(dǎo)熱率高，硬度高，自潤滑性好，耐磨性高， 對防止碳滑板在運行時掉塊有很好的抑制作用。
[0016] 1.2)具體制備；按配比將兩種粒度的漸青焦粉和石墨粉放入混捏鍋內(nèi)，冷混 20-120分鐘，然后加入添加劑--娃化石墨粉，繼續(xù)混合40-60分鐘，再加入溶化后的高溫漸 青，在160-180°C的溫度條件下混合1-6小時，停止加熱，冷卻再磨粉，粒度為250-350目； 將磨成250-350目的混合粉體在200T的油壓機上預(yù)壓成一定規(guī)格的一階段料柱，將一階段 料柱在120-14(TC條件下放入烘箱內(nèi)固化8-9小時，將經(jīng)過固化的一階段料柱放入擠壓機 內(nèi)，擠出需要規(guī)格的復(fù)合碳滑板毛巧；將復(fù)合碳滑板毛巧放入畜爐中賠燒，出爐即得復(fù)合碳 滑板。
[0017] 2)復(fù)合碳滑板浸銅； 將復(fù)合碳滑板用清水洗干凈，放入150°C的烘箱中烘3-5個小時，冷卻后將其裝入耐高 溫石墨相蝸內(nèi)并置于1300-1400°C電爐里預(yù)熱2-3小時；再將1300-1500°C烙化的過量銅液 倒入上述相蝸中W將復(fù)合碳滑板浸沒，再將相蝸置于500噸油壓機中罩內(nèi)，蓋上中罩蓋子， W免碳滑板浮出銅液面，然后通入氮氣加壓，達(dá)到180-25化g/cm2,并在該壓強下保溫3-5 分鐘使銅液在壓力下滲透進(jìn)入碳滑板孔隙中，泄壓后將碳滑板從銅液中取出，冷卻即得電 力機車受電弓浸銅碳滑板。
[0018] 本方法可生產(chǎn)的浸銅碳滑板的規(guī)格可達(dá)25mm*35mm*1350mm，是目前國內(nèi)唯一能生 產(chǎn)長度為1350mm的整體浸銅碳滑板。
[0019] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020] 實施例1 ;1)按如下質(zhì)量份備料；漸青焦粉65份，石墨粉12份，娃化石墨粉12份， 高溫漸青30份；按配比將兩種粒度的漸青焦粉和石墨粉放入混捏鍋內(nèi)，冷混20分鐘，然后 加入添加劑--娃化石墨粉，繼續(xù)混合40分鐘，再加入溶化后的高溫漸青，在160-180°C的 溫度條件下混合1小時，停止加熱，冷卻再磨粉，粒度為300目；將磨成300目的混合粉體在 200T的油壓機上預(yù)壓成一定規(guī)格的一階段料柱，將一階段料柱在120-140°C條件下放入烘 箱內(nèi)固化8-9小時，將經(jīng)過固化的一階段料柱放入擠壓機內(nèi)，擠出所需規(guī)格的碳滑板毛巧； 將碳滑板毛巧放入畜爐中賠燒，出爐即得碳滑板。
[0021] 2)復(fù)合碳滑板浸銅； 將碳滑板用清水洗干凈，放入150°C的烘箱中烘3-5個小時，冷卻