[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

本發明涉及碳化條制備技術領域，更具體而言，涉及一種利用銅包石墨粉制備受電弓碳滑條材料的方法，骨料瀝青焦；粉料銅包石墨粉、碳化硅、銅、納米碳粉、特種石墨粉；粘結劑為改質煤瀝青；浸漬劑為液態銅。通過在原料瀝青焦中加入銅包石墨粉、碳化硅、銅、納米碳粉、特種石墨粉等，與原料中的其他材料相融合，可以補充成品碳滑板的機械強度，使其在運行中不易折斷和破裂；其制備工藝是，首先對原料進行研磨，再通過模壓成型、浸銅工藝、最后燒結炭化處理，可以增加碳滑條材料的密度和強度。其體積密度≤4.0g/cm³、抗折強度≥150、抗壓強度≥250、沖擊韌性≥0.3J/cm²、20℃電阻率≤6μΩ·m、洛氏硬度（HBS）≤110。

技術領域

本發明涉及碳化條制備技術領域，更具體而言，涉及一種利用銅包石墨粉制備受電弓碳滑條材料的方法。

背景技術

銅包石墨粉是一種新型的多相復合的粉末冶金材料，它性能獨特，已廣泛應用于機械制造、電力機車等行業。

受電弓滑板是電力機車上的重要集電元件，安裝在受電弓的最上部，直接與接觸網導線接觸，在列車走行過程中，從接觸網導線上獲得電流為機車供應電力。

受電弓碳滑板碳滑條材料必須具有良好的減磨性和自潤滑性、良好的耐熱和耐電弧性、一定的耐磨性、足夠的抗沖擊強度以及穩定的電阻率和接觸電阻。

現如今電力機車受電弓碳滑板分為三種：粉末冶金滑板、純碳滑板、碳基復合材料滑板。其中碳基復合材料為浸金屬碳材料、碳纖維材料及MCC材料或陶瓷材料。

碳滑條材料綜合性能是其必備條件，其中高強度、高韌性、低電阻、耐磨以及自潤滑特性的滑動電接觸材料是最佳選擇。

銅包石墨粉的主要工藝有化學鍍法和電沉積法，本專利是利用沉積法制備銅包石墨粉，再利用其制備受電弓碳滑條材料，使其具有抗熱性強、熱膨脹率低、密度、硬度、彈性模量、抗彎強度均優于各單一材料。利用其制備的碳滑板各項性能指標滿足國標要求，且工藝簡單、效率高。

發明內容

為了克服現有技術中所存在的不足，本發明提供一種利用銅包石墨粉制備受電弓碳滑條材料的方法，以提高受電弓碳滑條材料的機械強度、電導性和耐沖擊性能。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種利用銅包石墨粉制備受電弓碳滑條材料的方法，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；