電力機車受電弓浸銅碳滑板的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及電力機車受電弓滑板，具體來講設及一種電力機車受電弓浸銅碳滑板 的生產方法，屬于受電弓滑板器件技術領域。
[0002]
【背景技術】
[0003] 鐵路的電力機車化程度是發達國家交通的一個重要標志，大力發展電氣化鐵路是 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中 的最重要集電元件，它安裝在受電弓上，直接與接觸網導線接觸，屬于滑動接觸觸頭材料范 疇。通過受電弓滑板與輸電網線的接觸，將輸電網上的電流引導下來，傳輸給機車供電系 統，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 了導線磨損過快的問題，是目前被認為對線適應能力較強的滑板類型。
[0005] 我國鐵路高速化發展較晚，在滑板的研制，特別是應用方面處于落后狀態。目前， 隨著我國鐵路運輸主干線路電氣化程度的進一步加大，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負了向客車供電任 務，使得受電弓滑板的重要性更為突出，它的技術狀態直接影響到列車的安全運行，現有的 材料己不能滿足要求，急需研制開發新型滑板，W滿足我國電氣化鐵路的發展要求。今后我 國電力機車干線將主要采用銅合金導線，接觸網導線在使用過程中磨耗嚴重，甚至發生斷 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是主要影響因素。從考慮成 本的首要原則是應先保護好導線，所W與銅合金接觸導線匹配性能最好的浸金屬碳滑板和 碳基復合材料滑板是今后的主要發展方向，其應用范圍將越來越廣。但目前國產浸銅碳滑 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電氣化線路，該兩條線路上使用的 滑板均從德國進口，每根價值人民幣近一萬元。研究開發出其替代產品，既可節省外匯，又 有利于發展國內受電弓浸銅滑板生產企業，打破壟斷，其經濟及社會效益將十分顯著。
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【發明內容】

[0007] 針對現有技術存在的上述不足，本發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方法。
[0008] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是該樣的： 電力機車受電弓浸銅碳滑板的生產方法，其特征在于：步驟如下， 1)復合碳滑板的制備； 1. 1)按如下質量份備料；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，冷混20-120分鐘，然后加 入添加劑--娃化石墨粉，繼續混合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條件下放入烘箱內固 化8-9小時，將經過固化的一階段料柱放入擠壓機內，擠出需要規格的復合碳滑板毛巧；將 復合碳滑板毛巧放入畜爐中賠燒，出爐即得復合碳滑板； 2)復合碳滑板浸銅； 將復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 相蝸內并置于1300-1400°C電爐里預熱2-3小時；再將1300-1500°C烙化的過量銅液倒入上 述相蝸中W將復合碳滑板浸沒，再將相蝸置于油壓機中罩內，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；將液態娃在1800-1850°C高溫下滲透進入 碳石墨基體孔隙中，在此高溫下液態娃與碳發生反應生成碳化娃-碳復合材料，該復合材 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 構成，兩種粒徑的份數相同。
[0011] 本發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，形成錯綜復雜的導電網狀結構，提高了浸銅碳滑板的 導電性，降低電阻率，且該結構能增加滑板機械強度和提高銅浸潰的浸潤角，進而提高滑板 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，本發明生產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，使用壽命長等優點。經測試對比，產品性能遠遠超過國內其他同系列 產品，達到了國外先進生產技術水平。本方法切實可行，產品性能穩定可靠，可大規模生產， 產品可代替進口浸銅碳滑板，實現浸銅碳滑板的國產化，具有良好的市場前景。
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【具體實施方式】
[0014] 本發明電力機車受電弓浸銅碳滑板的生產方法，步驟如下， 1)碳滑板的制備； 1. 1)按如下質量份備料；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目兩種粒徑構成，兩種粒徑的份數相同。粒度的大小會影響受 電弓滑板的密度和孔隙率，進而影響滑板的電阻率、硬度、抗拉強度。漸青焦粉是作為粘結 劑，不同粒徑的漸青焦粉作為粘結劑，主要是提高粘結性能，防止滑板的掉塊現象和抗沖擊 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，將液態娃在 1800-1850°C高溫下滲透進入機械用碳M106碳石墨基體孔隙中，在此高溫下液態娃與碳發 生反應生成碳化娃-碳復合材料，該復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，冷混 20-120分鐘，然后加入添加劑--娃化石墨粉，繼續混合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的油壓機上預壓成一定規格的一階段料柱，將一階段 料柱在120-14(TC條件下放入烘箱內固化8-9小時，將經過固化的一階段料柱放入擠壓機 內，擠出需要規格的復合碳滑板毛巧；將復合碳滑板毛巧放入畜爐中賠燒，出爐即得復合碳 滑板。
[0017] 2)復合碳滑板浸銅； 將復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 溫石墨相蝸內并置于1300-1400°C電爐里預熱2-3小時；再將1300-1500°C烙化的過量銅液 倒入上述相蝸中W將復合碳滑板浸沒，再將相蝸置于500噸油壓機中罩內，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] 本方法可生產的浸銅碳滑板的規格可達25mm*35mm*1350mm，是目前國內唯一能生 產長度為1350mm的整體浸銅碳滑板。
[0019] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0020] 實施例1 ;1)按如下質量份備料；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，冷混20分鐘，然后 加入添加劑--娃化石墨粉，繼續混合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的油壓機上預壓成一定規格的一階段料柱，將一階段料柱在120-140°C條件下放入烘 箱內固化8-9小時，將經過固化的一階段料柱放入擠壓機內，擠出所需規格的碳滑板毛巧； 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