CN100396510C - 一种受电弓纯碳滑板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种受电弓纯碳滑板，是包含(重量百分比)石墨粉50-80%，树脂粘合剂15-35%，炭黑3-15%和硬脂酸2-5%，是通过原料筛选、粉碎、混合、球磨、基体成型、烧结而成，通过在碳基体材料中加入炭黑等，抑制碳素材料机械性能差，提高韧性、强度，避免高速导致滑板受损，在特定的条件下对滑板进行烧结，本发明为一体，长度达到1250毫米，具有良好的导电性、耐电弧性、耐腐蚀性和摩擦性能，使用寿命长，对接触网导线摩擦小，其抗冲击性轻量化、曲线形状等性能能够满足高速受电弓滑板的需要。
Description
一、技术领域
本发明属于电力机车技术领域，尤其是涉及一种受电弓纯碳滑板及其生产方法。
二、背景技术
随着经济的发展，我国电气化铁路建设有了很大的发展，而且向高速化发展，电气化铁路的高速化，必然会遇到的关键问题之一就是高速受流，良好的高速受流性能取决于受电弓滑板和接触线之间的相互匹配构成的摩擦副，受电弓滑板是关键技术，目前国内的受电弓滑板一般采用金属滑板、浸金属滑板，尽管具有自身耐磨、抗冲击的特点，但是其对导线磨损大，国内生产的碳滑板，由于受配方和加工工艺的限制，寿命较短，而且是由较短的碳滑板组合成符合使用要求的长滑板，因而其性能不好，主要表现为抗冲击强度、耐磨性、集电性、使用寿命较低和重量较重，不适宜国内高速电气化铁路建设的需要。
三、发明内容
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种滑板为一体、长度达到1250毫米、电阻率及接触电阻小、载流容量大、磨耗小、润滑性好、强度高、高熔点和热导率、耐电弧和腐蚀性好、重量轻的受电弓碳滑板及其生产方法。本发明的目的是这样实现的，一种受电弓纯碳滑板，其特点是由以下重量百分比的原料制成：石墨粉65-80％，树脂粘合剂15-24％，炭黑3-15％和硬脂酸2-5％。
树脂粘合剂为环氧树脂、酚醛树脂。
树脂粘合剂优选环氧树脂6101、1551、1681，酚醛树脂中的6400A、2893A。
硬脂酸优选使用硬脂酸甘油酯、硬脂酸锌和硬脂酸钙。
本发明一种受电弓纯碳滑板的生产方法，是该方法包括以下步骤：
a、按配方检验选取材料；
b、原材料粉碎，将石墨粉粉碎为30-80目粒度；
c、原材料混合，将选取准备好的材料放入混提锅混合0.5-2小时；
d、原材料研磨，将混合后的原料放入球磨机内进行球磨；
e、成型，将球磨好的原料进行热压成型，温度保持在200℃，压力12-18Mpa；
f、烧结，将热压成型的滑板装炉烧结；
g、检验，将烧结后的滑板进行检验入库。
烧结是烧结时间为200小时。
烧结过程中在常温至130℃烧结10小时，130℃-200℃烧结15小时，200℃-450℃烧结40小时，450℃-650℃烧结50小时，650℃-850℃烧结40小时，850℃-600℃烧结20小时，600℃-360℃烧结25小时。
在烧结过程中纯碳滑板与空气隔绝。
在烧结过程中纯碳滑板与空气隔绝可以采用装炉过程中采用碳粉或者三氧化二铝作为填充物填充纯碳滑板间空隙，也可以使用氮气作为保护气体，还可以使用真空炉进行烧结。
本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明碳滑板是包含石墨粉、树脂粘合剂、炭黑和硬脂酸，石墨具有耐高温性、导电、导热性、润滑性、化学稳定性等，树脂粘合剂具有耐高温、粘结强度高、抗化学性和热处理性，添加硬脂酸主要是增加了糊料塑性，便于大规格形状复杂、压缩比比较大的产品，在生产过程中减少摩擦力，其本身起润滑剂的作用。炭黑是由平均直径为2～3nm的球状或链状粒子聚积而成的，内部是含有直径3～500nm的微结晶结构，可以和各种游离基反应，炭黑主要作为增强剂使用，其他还用作颜料(油墨、塑料、涂料用)，导电剂，催化剂载体、超硬质合金材料。
本发明使用上述原料通过原料筛选、粉碎、混合、球磨、基体成型、烧结而成，通过在碳基体材料中加入炭黑等物质，抑制脆性，提高韧性、强度，避免高速行车导致滑板受损，在特定的条件下对滑板进行烧结，烧结是在隔绝空气的情况下进行，目的在于排除挥发份，是粘结剂焦化，使滑板具有一定的理化性能，降低电阻，缩小体积。本发明纯碳滑板的主要指标如下：密度(g/cm3)在1.68-1.80，硬度(HS)在62-79，电阻率(μΩm)26.7-28.18，抗弯强度(Mpa)47.1-65.3，抗压强度(Mpa)93-136，冲击韧性(T/cm2)0.13-0.17，接触线磨耗比(mm2/万弓架次)0.10，滑板磨耗比(mm/万机车公里)0.6-1.5，各项指标均超过国家标准。
四、具体实施方案
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1，一种受电弓纯碳滑板，是称取石墨粉80kg，树脂粘合剂15kg，炭黑3kg和硬脂酸2kg，树脂粘合剂为环氧树脂中的1551，硬脂酸使用硬脂酸钙，将石墨粉粉碎为30-80目粒度，将选取准备好的材料放入混提锅混合0.5-2小时，本实施例混合2小时，将混合后的原料放入球磨机内进行球磨，将球磨好的原料进行热压成型，温度保持在200℃，压力12-18Mpa，将热压成型的滑板装炉烧结，装炉时采用三氧化二铝预埋方式，使碳滑板与空气隔绝，将烧结后的滑板进行检验入库即可，烧结过程是常温至130℃烧结10小时，130℃-200℃烧结15小时，200℃-450℃烧结40小时，450℃-650℃烧结50小时，650℃-850℃烧结40小时，850℃-600℃烧结20小时，600℃-360℃烧结25小时。
实施例2，一种受电弓纯碳滑板，是称取石墨粉70kg，树脂粘合剂20kg，炭黑5kg和硬脂酸5kg，树脂粘合剂为环氧树脂中的1681，硬脂酸使用硬脂酸锌，将石墨粉粉碎为30-80目粒度，将选取准备好的材料放入混提锅混合0.5-2小时，本实施例混合0.5小时，将混合后的原料放入球磨机内进行球磨，将球磨好的原料进行热压成型，温度保持在200℃，压力12-18Mpa，将热压成型的滑板装炉烧结，烧结时采用氮气作为保护气体，使碳滑板与空气隔绝，将烧结后的滑板进行检验入库即可，烧结过程是常温至130℃烧结10小时，130℃-200℃烧结15小时，200℃-450℃烧结40小时，450℃-650℃烧结50小时，650℃-850℃烧结40小时，850℃-600℃烧结20小时，600℃-360℃烧结25小时。
实施例3，一种受电弓纯碳滑板，是称取石墨粉75kg，树脂粘合剂14kg，炭黑9kg和硬脂酸2kg，树脂粘合剂为酚醛树脂中的6400A，硬脂酸使用硬脂酸锌，将石墨粉粉碎为30-80目粒度，将选取准备好的材料放入混提锅混合0.5-2小时，本实施例混合1.5小时，将混合后的原料放入球磨机内进行球磨，将球磨好的原料进行热压成型，温度保持在200℃，压力12-18Mpa，将热压成型的滑板装炉烧结，采用真空炉烧结，将烧结后的滑板进行检验入库即可，烧结过程是烧结200小时，其中常温至130℃烧结10小时，130℃-200℃烧结15小时，200℃-450℃烧结40小时，450℃-650℃烧结50小时，650℃-850℃烧结40小时，850℃-600℃烧结20小时，600℃-360℃烧结25小时。
实施例4，一种受电弓纯碳滑板，是称取石墨粉65kg，树脂粘合剂24kg，炭黑7kg和硬脂酸4kg，树脂粘合剂为酚醛树脂中的2893A，硬脂酸使用硬脂酸锌，将石墨粉粉碎为30-80目粒度，将选取准备好的材料放入混提锅混合0.5-2小时，本实施例混合1.5小时，将混合后的原料放入球磨机内进行球磨，将球磨好的原料进行热压成型，温度保持在200℃，压力12-18Mpa，将热压成型的滑板装炉烧结，采用真空炉烧结，将烧结后的滑板进行检验入库即可，烧结过程是常温至130℃烧结10小时，130℃-200℃烧结15小时，200℃-450℃烧结40小时，450℃-650℃烧结50小时，650℃-850℃烧结40小时，850℃-600℃烧结20小时，600℃-360℃烧结25小时。
Claims (9)
1.一种受电弓纯碳滑板，其特征是由以下重量百分比的原料制成：石墨粉65-80％，树脂粘合剂15-24％，炭黑3-15％和硬脂酸2-5％。
2.根据权利要求1所述的一种受电弓纯碳滑板，其特征是树脂粘合剂为环氧树脂、酚醛树脂。
3.根据权利要求2所述的一种受电弓纯碳滑板，其特征是树脂粘合剂是环氧树脂6101、1551、1681，酚醛树脂中的6400A、2893A。
4.根据权利要求1所述的一种受电弓纯碳滑板，其特征是硬脂酸是硬脂酸甘油酯、硬脂酸锌和硬脂酸钙。
5.一种权利要求1所述的一种受电弓纯碳滑板的生产方法，其特征是该方法包括以下步骤：
a、按配方检验选取材料；
b、原材料粉碎，将石墨粉粉碎为30-80目粒度；
c、原材料混合，将选取准备好的材料放入混提锅混合0.5-2小时；
d、原材料研磨，将混合后的原料放入球磨机内进行球磨；
e、成型，将球磨好的原料进行热压成型，温度保持在200℃，压力12-18Mpa；
f、烧结，将热压成型的滑板装炉烧结；
g、检验，将烧结后的滑板进行检验入库。
6.根据权利要求5所述的一种受电弓纯碳滑板的生产方法，其特征是烧结200小时。
7.根据权利要求6所述的一种受电弓纯碳滑板的生产方法，其特征是烧结过程中在常温至130℃烧结10小时，130℃-200℃烧结15小时，200℃-450℃烧结40小时，450℃-650℃烧结50小时，650℃-850℃烧结40小时，850℃-600℃烧结20小时，600℃-360℃烧结25小时。
8.根据权利要求5所述的一种受电弓纯碳滑板的生产方法，其特征是在烧结过程中纯碳滑板与空气隔绝。
9.根据权利要求8所述的一种受电弓纯碳滑板的生产方法，其特征是在烧结过程中纯碳滑板与空气隔绝是采用装炉过程中采用碳粉或者三氧化二铝作为填充物填充纯碳滑板间空隙，或使用氮气作为保护气体，或者使用真空炉进行烧结。
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| 减磨型碳纤维复合材料受电弓滑板的研制. 高春明，凌跃成，钱振华，刘春.电力机车与城轨车辆，第27卷第4期. 2004 |
| 减磨型碳纤维复合材料受电弓滑板的研制. 高春明，凌跃成，钱振华，刘春.电力机车与城轨车辆，第27卷第4期. 2004 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1805062A (zh) | 2006-07-19 |
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