[發明專利]一種碳陶材料的生產工藝及由該材料制得的滑板

有效

• 申請號: 201611090822.9
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106740136B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 吳佩芳;黨一縱
• 申請（專利權）人: 北京天宜上佳高新材料股份有限公司
• 主分類號: B60L5/20
• 分類號: B60L5/20;C04B35/52;C04B41/87;C04B41/88
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 閆聰彥

本發明提供了一種碳陶材料的生產工藝及由該材料制得的滑板，所述工藝通過在焙燒后的石墨坯體上多次浸漬聚二甲基硅烷先驅體，經高溫焙燒后可形成SiC顆粒，繼而再浸漬上銅錫合金，最終制得碳陶材料。由本發明工藝所得的碳陶材料經磨削加工而得的軌道交通用滑板，不僅能夠耐受電弧燒蝕和氧化，還能抵抗使用過程中的沖擊，有效延長了滑板的使用壽命，更重要的是本發明的碳陶滑板不會對其對偶件產生磨損，能夠滿足實際工況的需求。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種碳陶材料的生產工藝及由該碳陶材料制得的軌道交通用滑板。

背景技術

隨著經濟的飛速發展和國民生活水平的不斷提高，鐵路軌道交通逐漸發展成為我國的重要基礎設施、國民經濟的大動脈和人們出行的首選工具，特別是近年來高速鐵路動車組的引進及其國產化研制，使得我國的鐵路事業有了飛躍式發展。

滑板是高速動車組列車的受流器中的重要部件，其主要功能是從高壓電纜上汲取電能以供應整個列車運行使用。每輛列車上共有兩個受電弓，每個受電弓包含1～2根滑板。滑板作為一種易損磨耗件，其運行工況非常復雜，因而就需要滑板材料具有高耐磨性和高電導率，其中耐磨性是最為關鍵的指標，它直接決定著滑板的使用壽命及高速列車的運行安全。

從磨損機理上可將磨損分為機械磨損和電磨損，電磨損占總磨損量的近九成。目前所使用的滑板主要采用純碳或碳滲銅兩種材料，在實際使用過程中容易被電弧燒蝕而發生失重，大幅度降低滑板的使用壽命，尤其是在雨雪天氣，較大的空氣濕度極易引發上述兩種材料的放電燒蝕，導致現有的滑板難以適用于雨雪等惡劣天氣。鑒于此，為防止電弧對滑板的燒蝕和氧化，迫切需要對滑板的材質進行改進，以提高滑板對放電燒蝕的耐受性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有的軌道交通用滑板因采用純碳或碳滲銅材質而存在的易于被電燒蝕失重的缺陷，進而提供一種耐電燒蝕、強度高且不磨損對偶件的碳陶滑板。

為此，本發明實現上述目的的技術方案為：

一種碳陶材料的生產工藝，包括如下步驟：

(1)對密度為1.65～1.8g/cm³的石墨進行焙燒處理，獲得石墨坯體；

(2)配制含有聚二甲基硅烷的先驅體浸漬液，采用所述先驅體浸漬液對所述石墨坯體進行浸漬處理，將完成浸漬后的石墨坯體置于150～200℃下固化處理0.5～5h，而后再于1300～1450℃下焙燒1～2h；重復上述步驟直至所述石墨坯體的密度達到1.85～1.95g/cm³，得到半成品；

(3)采用銅錫合金熔液浸漬所述半成品，待浸漬完成后即制得碳陶材料。

優選地，所述石墨為等靜壓石墨。

優選地，步驟(1)的焙燒溫度為1800～2500℃，焙燒時間為2～3h。

優選地，所述石墨坯體的孔隙率不低于20％。

優選地，所述先驅體浸漬液由苯乙烯與聚二甲基硅烷按質量比1:5配制而成。

優選地，步驟(2)中的浸漬處理是在0.5～1MPa的壓力下進行的。

優選地，步驟(2)的焙燒溫度為1340～1420℃。

進一步地，步驟(2)還包括在每次浸漬之前對石墨坯體進行表面清潔的步驟。

優選地，所述銅錫合金熔液中銅與錫的質量比為(1～1.5)：1。

優選地，步驟(3)中浸漬的溫度為850～950℃，壓力為0.1～0.5MPa并保壓0.5～1h。