[發明專利]一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010035661.3
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111138194A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 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;孟鵬;呂星薄
• 申請（專利權）人: 大同新成新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/532
• 分類號: C04B35/532;C04B35/622;C04B38/00;C04B41/88;C22C30/02;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

1.一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、預熱：將鐵紅、鈷粉、鈦粉、鎳粉、銅粉分別在200-300℃的預熱爐中預熱，預熱時間為30-60min；

S2、研磨：將鐵紅、鈷粉、鈦粉、鎳粉、銅粉進行研磨，要求純度為99.99%；研磨轉速為350～600r/min，所述研磨的顆粒比為10-30:15-20:1-10；

S3、一次干混：將鐵紅、鈷粉、鈦粉、鎳粉、銅粉混捏，混捏溫度為150℃～250℃，混捏時間為1～1.5h；混捏后粉料自然冷卻至常溫；

S4、二次干混：將一次干混后的原料與炭黑、石墨粉按上述比例進行混捏，混捏溫度為160℃～220℃，混捏時間為1.5～3h，混捏后的粉料自然冷卻至常溫；

S5、濕混：二次料混粉后的混合料與粘結劑環氧樹脂進行混捏，濕混粘結劑溫度為120-170℃，濕混時間為40-60分鐘；混捏機包括設置在混捏機上的自動報警裝置，且自動報警裝置用于設定時間到達時進行報警；混捏機內部的溫度設置為160-220℃和120-170℃；

S6、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；

S7、一次焙燒為：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℃，并在1250℃溫度下保溫48h，焙燒時間為240h，出爐后自然冷卻至常溫；

S8、浸銅：將焙燒品稱重后置入石墨坩堝中，將預熱爐按升溫曲線進行預熱，再次，對銅進行融化，在預熱爐中坩堝加熱的過程當中，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；

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%；

S9、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48h，焙燒時間為300h，利用烘干設備對浸漬處理后的燒結墨烯碳滑板初胚進行烘干處理；

S10、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。

2.根據權利要求1所述的一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，其特征在于：所述受電弓碳滑板復合材料原料中，主要有：鐵紅、鈷粉、鈦粉、鎳粉、銅粉、炭黑、石墨粉；粘結劑為環氧樹脂；浸漬劑為液態銅。

3.根據權利要求1所述的一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，其特征在于：所述鐵紅的粒度D₅₀為10-25nm；所述鈷粉的粒度D₅₀為15-30nm；所述鈦粉的粒度D₅₀為10-20nm；所述鎳粉的粒度D₅₀為10-35nm；所述銅粉的密度為8.92×10³/cm³；所述炭黑的粒度D₅₀為40-60nm；所述石墨粉的粒度D₅₀為20-40nm。

4.根據權利要求1所述的一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，其特征在于：所述粘結劑環氧樹脂的軟化點為85～95℃。

5.根據權利要求1所述的一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，其特征在于：所述浸漬劑液態銅為99%純銅。

6.根據權利要求1所述的一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，其特征在于：所述一次混粉為鐵紅、鈷粉、鈦粉、鎳粉、銅粉的混合料，其重量比為8:12:20:25:35。