[發明專利]一種采用冷等靜壓工藝制備電力機車（含高速列車）受電弓滑板復合材料炭芯的方法

在審

• 申請號: 201410555890.2
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104494447A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 趙飛;趙郅磊
• 申請（專利權）人: 趙飛;趙郅磊;長沙磊毅金屬材料有限公司
• 主分類號: B60L5/20
• 分類號: B60L5/20;C04B35/83;C04B35/52
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

技術領域

本發明涉及材料加工及復合材料技術領域，具體涉及一種電力機車（含高速列車）受電弓滑板復合材料炭芯的制備方法。

背景技術

我國電力機車和高速列車發展很快，電力機車鐵路里程數已經超過十萬公里，并且還在快速延伸。受電弓滑板是電力機車獲得動力來源的重要集電元件，滑板質量是影響受流質量的一個關鍵因素。受電弓滑板即是一種電接觸材料，又是一種耐磨減磨材料；既要有良好的導電性能和集電能力，又要有較好的綜合機械性能。這里所指滑板的內涵是指滑板中的關鍵材料炭芯。

電力機車受電弓滑板按材料分類，主要有粉末冶金滑板和炭素滑板兩大類。

粉末冶金滑板分為鐵基和銅基兩類。有較好的導電性，但對鐵路銅接觸網導線的磨耗比較嚴重。

炭素滑板分為純碳滑板和浸金屬碳滑板。

浸金屬碳滑板抗沖擊強度差，此外由于其生產工藝復雜，設備要求高，難度大，成本高。浸金屬碳滑板長度為250mm，通過5節才能拼接成1250mm整體式滑板，所以在與鐵路接觸網導線運動摩擦受電時，其拼接逢隙影響導電和滑動摩擦。

純碳本身就是很好的潤滑劑，自潤滑性能和減磨性能好，炭滑板對接觸網導線磨損小，滑動時電磁噪聲小，且耐高溫，不易和接觸網導線發生焊附現象。碳滑板在與銅接觸網導線摩擦時可以在導線上形成一層碳膜，大大地改善了導線的磨耗狀況。

純碳滑板為了達到1250mm長度的整體式滑板，目前主要采用擠壓工藝，生產出38×38×1250mm的坯料,擠壓工藝生產的坯料為直形，純碳滑板機械強度低，耐沖擊性差，運行中遇到導線硬質點容易造成滑板折斷和破裂，使用壽命低，特別是在雨季和潮濕地區，易局部拉溝，常出現弓網事故。

目前國內外生產的電力機車（含高速列車）受電弓滑板炭芯，大多數采用擠壓設備擠壓成形工藝生產1250mm長度的整體式滑板，都存在一定的缺陷，材料密度低，有的有微裂紋，材料機械強度差，在電力機車受電弓上使用會存在一定的安全隱患。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是:解決上述現有技術存在的問題，而提供一種炭芯導電性能好、耐熱、耐電弧、機械強度高、摩擦系數低、潤滑性能和耐磨性能好、容易實現產業化、降低生產成本的電力機車受電弓滑板炭復合材料的制備方法。

本發明采用的技術方案是：

一種采用冷等靜壓工藝制備電力機車（含高速列車）受電弓滑板復合材料炭芯的方法，包括以下步驟：

步驟一

所述滑板炭芯復合材料根據材料的導電性能和機械強度以及自潤滑特點要求選擇下述其中的一種配方：

配方一：（重量比）鱗片石墨15—30%；針狀石墨10—20%；炭纖維≤2.0%；炭粉48—75%；鱗片石墨、針狀石墨和純炭粉的粒度為180---300?目；

配方二：（重量比）鱗片石墨15—30%；高純石墨15—25%；炭纖維≤2.0%；炭粉43—70%；鱗片石墨、高純石墨和純炭粉的粒度為180---300?目；

配方三：（重量比）鱗片石墨、針狀石墨、炭纖維、純炭粉之和60—90%；樹枝狀鎳粉或銅粉10—40%；上述四者之和的內部比例為：鱗片石墨15—30%；針狀石墨10—20%；石墨纖維≤2.0%；炭粉48—75%；

配方四：（重量比）鱗片石墨、高純石墨、炭纖維、純炭粉之和60—90%；樹枝狀鎳粉或銅粉10—40%；上述四者之和的內部比例為：鱗片石墨15—30%；高純石墨15—25%；石墨纖維≤2.0%；炭粉43—70%；

配方五：（重量比）石墨28—47%；炭纖維≤2.0%；炭粉51—72%；石墨和炭粉的粒度為180---300?目；

配方六：（重量比）石墨、炭纖維、炭粉之和50—90%；樹枝狀鎳粉或銅粉10—50%；上述三者之和的內部比例為：石墨15—40%；炭纖維≤2.0%；炭粉48—85%；

步驟二

采用研磨工藝處理上述配方一、二或五配料，或者采用星行式混料工藝處理配方三、四或六配料：

研磨工藝

采用現有通用的高效機械合金法研磨工藝，處理配方一、二或五，配方一、二、五中各種碳素材料具有不同的特性，該工藝方法有效地使不同特性的碳素材料結合在一起，形成各種優勢特性的互補，滿足電力機車受電弓滑板對炭芯材料的綜合要求，研磨后粒度達180—300目；

星行式混料工藝