[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

本發明涉及碳滑板制備技術領域，更具體而言，涉及一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，通過在原料中加入鐵紅、鈷粉、氧化鉿、鎳粉、銅粉、炭黑、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，可以增加碳滑板材料的密度和強度。制備的受電弓碳滑板復合材料體積密度8.0?9.0g/cm³、抗拉強度≥180Mpa、沖擊韌性≥12J/cm²、20℃電阻率≤0.20μΩ·m、洛氏硬度（HBS）60?100。

技術領域

本發明涉及碳滑板制備技術領域，更具體而言，涉及一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法。

背景技術

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。

受電弓滑板通常采用石墨粉、焦碳粉、碳黑、粘結劑焦、石油焦等作為主要原料，中溫煤粘結劑做粘結劑，銅、鋁等材料做為浸漬劑等，使其自潤滑性和減磨性能好，在與銅接觸導線摩擦時可在導線上持續補給潤滑炭膜，具有減少導線磨損及電導率的效果。但碳滑板在自然環境運行中遇到導線硬點容易造成滑板折斷或破裂，特別是在雨季和潮濕地區，易局部拉溝，出現弓網事故。

隨著電氣化鐵路朝著高密度、載重大、高速度的趨勢發展，繼續開發一種工藝簡單、安全可靠的電力機車用受電弓滑板。

針對現有技術的缺陷，特提出本發明。

發明內容

為了克服現有技術中所存在的不足，本發明提供一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，以提高受電弓碳滑板的機械強度、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：

一種受電弓碳滑板復合材料的制備方法，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：將上述所配得的鐵紅、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、銅粉按上述比例進行混捏，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；