[發明專利]一種利用銅包石墨粉制備受電弓碳滑條材料的方法

在審

• 申請號: 202010035372.3
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111230097A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 魏健;張錦俊;閔潔;張培林;龐中海;武建軍;劉偉凱;紀永良;雷濤;霍有;張彥舉;呂星薄;徐保國;柴萬紅;孟鵬;陳永貴
• 申請（專利權）人: 大同新成新材料股份有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C25D15/00;C25D5/20;C25D3/38;B22F9/04;B22F1/00;B22F3/10;B22F3/26;B60L5/20
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 申紹中

1.一種利用銅包石墨粉制備受電弓碳滑條材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、銅包石墨粉的制備

（1）原料：CuSO₄、CH₃COOH、濃H₂SO₄、NaH₂PO₂·H₂O、十二烷基苯磺酸鈉、特種石墨粉；

（2）鍍液配制：將CuSO₄、CH₃COOH、濃H₂SO₄、十二烷基苯磺酸鈉、特種石墨粉混合制得電鍍液；

（3）鍍劑添加：將次亞磷酸鈉加入到步驟（2）電鍍液中，其與電鍍液比為30:70，鍍液溫度60℃；

（4）超聲攪拌：采用20KHz超聲處理鍍液中，陰極電流密度30A/dm³，電解液流速12dm³/min；

（5）烘干：將超聲攪拌后的材料在烘爐中以50-100℃的溫度進行烘烤；

（6）磨粉：將烘干后的銅包石墨粉進行碾磨；

S2、預熱：將S1中制備的銅包石墨粉和碳化硅、銅、納米碳粉、特種石墨粉分別在200-300℃的預熱爐中預熱，預熱時間為60-120min；

S3、研磨：將預熱后的銅包石墨粉、碳化硅、銅、納米碳粉、特種石墨粉進行研磨，研磨轉速為350～600r/min；

S4、一次干混：將研磨后的銅包石墨粉、碳化硅、銅、納米碳粉、特種石墨粉混捏，混捏溫度為150℃～250℃，混捏時間為1～3h；混捏后粉料自然冷卻至常溫；

S5、二次干混：在一次干混后的原料中加入瀝青焦繼續混捏，混捏溫度為160℃～220℃，混捏時間為1～5h，混捏后的粉料自然冷卻至常溫；

S6、濕混：將二次料混粉后的混合料與粘結劑改質煤瀝青進行混捏，濕混粘結劑溫度為120-170℃，濕混時間為40-60分鐘；

S7、模壓成型：將濕混后的材料倒入模具中，利用雙向壓制模壓成型制成一定形狀和尺寸的壓坯，并使之具有一定的密度和強度；利用冷卻設備對碳滑板初胚進行冷卻處理；

S8、一次焙燒：將預成型的生坯裝入焙燒爐中進行焙燒得到第一次坯體，焙燒溫度為20℃-1250℃，焙燒后自然冷卻后；

S9、浸銅：將焙燒品稱重后置入石墨坩堝中，通過預熱爐進行預熱，在預熱爐中坩堝加熱的過程中，準備金屬融化，通電前檢查電路、水路是否暢通；將準備好的銅放入到融化池中，開始通電，將電流調至220A，通電2小時后銅化為液體符合浸金屬要求，將熔融金屬進行超聲波處理，超聲頻率為100Hz，超聲功率為0-100W，超聲時間為10-30min；

將坩堝從預熱爐中拉出，放置在融化池下，將融化好的金屬溶液倒入裝有碳條的高溫坩堝中，將高溫坩堝放入真空設備中，確保無誤后開始抽真空，當真空度達到0.085MPa后，真空結束，再次放入預熱爐中預熱半小時至室溫后取出即可，增重率為33-35%；

S10、二次焙燒：將浸漬后的坯體放入焙燒爐中進行第二次焙燒得到第二次坯體，焙燒溫度為20℃-1200℃，并在1200℃溫度下保溫4h，焙燒時間為16h，利用烘干設備對浸漬處理后的燒結碳滑條材料初胚進行烘干處理；

S11、燒結：碳滑條材料放入燒結爐中，充入保護氣氬氣，直到壓力達到15-20兆帕，然后加熱至1000-1250攝氏度，保持24-32小時后取出；

S12、后續處理：根據制品性能的要求選擇適當的后續處理工藝，如精整、機械加工、化學處理、電鍍等，以滿足產品的綜合性能。