[發(fā)明專利]一種高電導(dǎo)率受電弓碳滑板及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910793530.9
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110436926B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏文賦;廖前華;吳廣寧;楊澤鋒;左浩梓;高國強
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: C04B35/532
• 分類號: C04B35/532;C04B35/622;C04B38/02;C04B41/88;B60L5/20
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種高電導(dǎo)率受電弓碳滑板及其制備方法，在碳滑板制備過程的混粉階段添加造孔劑，得到具有連通孔隙的碳滑板，從而提高碳滑板的導(dǎo)電率；采用釬料與銅金屬熔融混合浸漬受電弓碳滑板，使得銅?釬料?碳三種材料緊密結(jié)合在一起，從而增強銅?碳界面結(jié)合力；在浸漬過程中外加強磁場作用，驅(qū)動銅合金液在受電弓滑板坯體孔隙內(nèi)均勻擴散，提高浸漬效率，進而增強碳滑板的機械強度和耐電弧燒蝕能力。本發(fā)明利用添加造孔劑、釬焊、外加強磁場作用的方法可有效解決受電弓碳滑板導(dǎo)電率不高、機械強度不夠、耐電弧燒蝕性能差等問題，為制備具有高性能的受電弓碳滑板提供了新思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電弧電接觸設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高電導(dǎo)率受電弓碳滑板及其制備方法。

背景技術(shù)

電碳材料是以碳和石墨為基體的一種具有特殊功能的電工材料，用于制造電工設(shè)備的固定電接觸或轉(zhuǎn)動電接觸的零部件等，例如，用于電機的電刷，電力開關(guān)和繼電器的石墨觸頭以及受電弓等；此外，還用于弧光放電的石墨電極，光譜分析用的碳棒，碳膜及碳電阻，碳和石墨電熱元件，干電池碳棒，大型電子管石墨陽極和柵極等。受實用場合的限制，電碳材料一般需要具有優(yōu)良的導(dǎo)電率。

受電弓與接觸網(wǎng)系統(tǒng)是列車能量供給的重要途徑。為了保護接觸網(wǎng)銅導(dǎo)線，在列車受電弓上普遍采用潤滑性較好的碳滑板作為集電元件。為了進一步提高碳滑板的導(dǎo)電率，目前一般采用銅金屬液浸漬碳滑板的方法。但是，因為現(xiàn)有受電弓碳滑板內(nèi)部孔隙不連通、碳相與銅相互不濕潤、銅金屬液很難在碳滑板坯體孔隙內(nèi)均勻擴散，導(dǎo)致目前銅金屬液浸漬碳滑板的浸漬效率非常低，浸漬后碳滑板的導(dǎo)電率仍然不高、機械強度不強、耐電弧燒蝕性能也不好。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種高電導(dǎo)率受電弓碳滑板及其制備方法，以解決受電弓碳滑板導(dǎo)電率不高、機械強度不強，耐電弧燒蝕性能不好的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：提供一種高電導(dǎo)率受電弓碳滑板及其制備方法，制備方法包括以下步驟：

(1)制備坯體：將包含造孔劑的碳滑板骨料預(yù)壓為碳基柱體，然后將碳基柱體升溫至70～85℃，保溫10～20h，再升溫至100～150℃，保溫100～250h，然后復(fù)壓得受電弓碳滑板坯體；所述造孔劑為直徑為0.1～0.3mm、長度為50～100mm的線型材料；

(2)浸漬：將受電弓碳滑板坯體放入焙燒爐中，抽真空后加熱至800～1300℃，同時加熱銅合金和釬料至熔融狀態(tài)，然后將熔融態(tài)的銅合金液倒入焙燒爐中浸沒受電弓碳滑板坯體，接著充入保護氣體至焙燒爐內(nèi)壓力為3～8MPa，同時外加3～14T的磁場，保持1～2h，完成浸漬；銅合金液中釬料的質(zhì)量分數(shù)為1％～10％；

(3)燒結(jié)：在隔絕空氣的條件下，用1000～1200℃的溫度對浸漬后的碳滑板坯體進行燒結(jié)，燒結(jié)時間為15～20h，得碳滑板半成品；

(4)石墨化處理：將碳滑板半成品置于石墨化爐內(nèi)，并加熱至2300～2500℃，保溫2～4h，得高電導(dǎo)率受電弓碳滑板。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，造孔劑占碳滑板骨料總重量的1～15％。

進一步，造孔劑占碳滑板骨料總重量的5％。

進一步，碳滑板骨料的制備方法為：取以下質(zhì)量份的組分：瀝青焦粉60～70份，石墨粉20～30份，高溫瀝青5～10份以及上述三種原料總質(zhì)量1～15％的造孔劑；然后將瀝青焦粉、石墨粉和造孔劑均勻混合，再加入熔融的高溫瀝青，于160～200℃下混合2～4h，然后冷卻至室溫并將混合料磨成200～300目的粉末，得碳滑板骨料。

進一步，造孔劑為甲基纖維素或碳酸銨。

進一步，步驟(2)中抽真空后的焙燒爐的真空度為0.05～0.2Pa。