CN104648162A - 受电弓滑板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓滑板，其包括托架、碳滑条和将托架与碳滑条粘结为一体的导电胶，其中，托架的上端面开设一条第一凹槽；碳滑条的下端面开设第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽内安置有密封条，其中，密封条的第一部分安置在碳滑条的第二凹槽内，密封条的第二部分安置在托架的第一凹槽内，且密封条第二部分的底部端面与第一凹槽之间形成密闭的气道。本发明的受电弓滑板，结构简单，制造容易，密封性能好，托架与碳滑条之间的接触面积大，受电弓滑板的整体电阻小，当碳滑条破裂时，气道内的压缩气体很快泄露，从而保证受电弓自动降弓，安全性能好，且生产成本低；本发明还提供一种制造上述受电弓滑板的方法。

Description

受电弓滑板及其制造方法

技术领域

本发明涉及电力机车用滑板技术领域，尤其涉及一种配合自动降弓装置使用的电力机车受电弓滑板及其制造方法。

背景技术

机车在运行过程中，受电弓滑板不断受接触网的冲击和频繁振动。当滑板破裂时，在不断地受接触网的冲击和振动的条件下，破裂处的强度大幅下降，边缘极易碎裂脱落形成一个槽。当机车转弯时接触网容易被卡住造成弓、网的损坏，甚至严重的安全事故。为此人们开发了一种用于受电弓的自动降弓系统，以避免上述情况的发生。自动降弓系统的基本原理是：滑板内气道由风源系统从受电弓向其供应压缩空气。当压缩空气从碳滑板气道中泄漏时，快速降弓阀将排除受电弓抬升装置中的空气，实现快速降弓，也就是说，滑板破裂造成气道中的压缩空气泄漏，自动降弓才会实现。

一种公知的自动降弓装置是在滑板旁外加支路气道来实现自动降弓功能，该结构的缺点是额外增加了受电弓底架以上部位的重量，改变了受电弓在同一高度范围内升降弓的压力差，影响到受电弓与接触网线的接触压力，降低了受电弓与接触网线的接触性能。另外安装在弓头的气控管路增加了滑板的接触电阻，降低了受电弓的良好的受流性能，提高了受电弓的温升，使受电弓的使用寿命减少。而且该气道在其环境条件下易与网线拉弧破损，使受电弓产生误动作，影响机车的正常运行。此外，公知的滑板与托架之间多采用螺纹联结的方式，其抗冲击力小，易破损。

为了解决上述问题，人们开发了一种在碳滑条与托架接合处形成气道的技术，中国专利文件CN2568462Y就公开这样的专利技术。图6显示了该专利文件所披露的电力机车受电弓用碳滑板的立体图；图2显示了该专利文件所披露的滑条结构；图3显示了该专利文件所披露的设有皮管的气道结构。

该电力机车受电弓用碳滑板包括滑条1’和托架2’，该滑条1’可为碳滑条或浸金属滑条，托架2’可为金属托架。滑条1’及托架2’至少其中之一的接合面上沿长度方向设有凹槽3’，可以如图7所示，在滑条1’与托架2’相联接的底面上设有一个凹槽3’，该凹槽可为矩形，半圆形或其它适当的形状。所述凹槽3’位于滑条1’与托架2’的接合处，该滑条1’与托架2’藉由高强度导电胶4’而粘结为一体，该滑条1’与托架2’之间构成气道7’。滑条1’与托架2’间设有金属丝网5’，该金属丝网可为铜丝网或于丝网表面镀铜层，可提高滑板的电导率。

气道7’与受电弓自动降弓装置的气道相联接，当出现弓网故障时，如滑板达到磨损极限或受电弓与接触网线有较大冲击时，由于受电弓受损使气道内的压缩空气由气道7’内泄出，压力下降，使受电弓自动降弓装置启动，快速排出气道内的压缩空气，使受电弓快速脱离接触网线。

由于气道7’是通过滑条1’与托架2’粘接形成的，不能保证气道7’的密闭性能，也就是说气道7’容易漏气而失去作用。为此，该专利文件提供了图8所示的用于解决此问题的气道结构，即在滑板气道7内可嵌置脆性金属或非金属薄皮管6’，该脆性金属或非金属薄皮管6与受电弓自动降弓装置的气道相联通。

但是在实践中发现，当滑板受外力冲击破裂而不断裂时，上述金属或非金属薄皮管6’并不一定会断裂，使得与其连接的自动降弓系统会降弓，从而造成弓、网的损坏。

为了解决上述问题，中国专利文件CN101722860B提供了这样一种方案：如图9所示，该电力机车受电弓滑板包括：具有粘结面的托架12’；具有粘结面的碳滑条11’，在碳滑条11’粘结面，沿长度方向开设一条凹槽13’；以及导电胶层14’，碳滑条11’的粘结面通过导电胶层粘结所述托架12’的粘结面；其中，碳滑条11’的凹槽13’表面具有通过镀覆导电浆而形成的镀覆层15’。

其中，镀覆层15’与导电胶层14’通过贴合固化，形成用于连接受电弓风源系统的气道16’。或者，镀覆层通过固化单独形成用于连接受电弓风源系统的气道16’。

由于CN101722860B公开的受电弓滑板的气道由导电浆构成的镀覆层和导电胶层构成，因此具有极好的密封性能；并且，由于在凹槽内形成镀覆层，从而增加了托架与碳滑条的接触面积，降低了受电弓滑板的整体电阻。但是该受电弓滑板的制造过程复杂，并且在使用中也存在碳滑条受外力冲击破裂而不断裂时，气道内的压缩气体不会被及时泄露出去，从而使得与其连接的自动降弓系统不会及时降弓，造成弓、网的损坏。

发明内容

本发明的目的就是基于上述出发点，提供一种受电弓滑板，其结构简单，制造容易，密封性能好，托架与碳滑条之间的接触面积大，受电弓滑板的整体电阻小，当碳滑条破裂时，气道内的压缩气体很快泄露，从而保证受电弓自动及时降弓，保证弓、网的安全，且生产成本低；本发明还提供一种制造上述受电弓滑板的方法。

为实现本发明的上述目的，本发明的提供一种受电弓滑板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A）在托架的用于连接碳滑条的上端面，沿长度方向开设一条第一凹槽；

B）在碳滑条的用于连接托架的下端面，沿长度方向开设一条与第一凹槽位置对应的第二凹槽；

C）将密封条的第一部分安置在碳滑条的第二凹槽内；

D）利用导电胶将具有密封条的碳滑条粘结到托架的上端面，使密封条的第二部分安置在托架的第一凹槽内；

E）经过加热固化处理，将碳滑条与托架结合成一体，使密封条第二部分的底部端面与第一凹槽之间形成密闭的气道。

其中，所述步骤A）包括以下步骤：

A1）在托架的用于连接碳滑条的上端面，以托架的中心线为对称中心，在其两侧且沿托架的长度方向对称开设两条第三凹槽，使两条第三凹槽之间形成沿托架长度方向的凸台；

A2）在凸台的中部开设沿其高度方向延伸的第一凹槽。

其中，所述碳滑条的组分包括：石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末、改制沥青。

优选的，所述碳滑条各组分的重量份配比为：石油焦粉28-43、沥青焦粉25-28、喷雾炭黑10-12、硫磺2-5、氮化硼3-5、碳纤维5-8、天然石墨4-6、人造石墨5-7、氯化钙粉末1-3、改制沥青30-35。

进一步的，还包括在所述步骤A）之前，制造所述碳滑条的步骤：

将石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末置于搅拌机中进行搅拌处理，制成混合干粉；

在混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，制成混捏物料；

利用所述混捏物料制成碳滑条初坯；

将碳滑条初坯冷却至室温后，进行焙烧处理，制成烧结碳滑条初坯；

将烧结碳滑条初坯依次进行浸渍、干燥处理，即得。

其中，所述步骤D）包括：

D1）在具有密封条的碳滑条的所述下端面均匀涂抹导电胶；

D2）将涂完导电胶的碳滑条中的密封条的第二部分对准并安置在托架的第一凹槽内，且使密封条第二部分的底部端面与第一凹槽之间留有空隙；

D3）将碳滑条与托架贴合在一起并用夹具固定。

其中，所述加热固化处理包括如下步骤：

将用夹具固定的碳滑条与托架在常温下放入烘箱；

第一次调节烘箱温度至20℃-80℃，保温30分钟-70分钟；

第二次调节烘箱温度至80℃-130℃，保温20分钟-60分钟；

第三次调节烘箱温度至130℃-150℃，保温180分钟，以使所述碳滑条与所述托架结合成一体。

优选的，将密封条的第一部分安置在碳滑条的第二凹槽内时，应使密封条的第一部分与碳滑条的第二凹槽紧密接触。

其中，还包括在所述步骤C）之后及所述步骤D）之前的配制导电胶的步骤，包括：

取出重量占待配制导电胶重量30±5%的胶粘剂，使其温度恢复至常温；

取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电胶重量70±5%的导电铜粉；

将所述导电铜粉全部倒入所述常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅拌均匀，配制成导电胶。

本发明还提供一种由上述制造方法制造的受电弓滑板，包括托架、碳滑条和将托架与碳滑条粘结为一体的导电胶，其中，所述托架的用于连接碳滑条的上端面，沿长度方向开设一条第一凹槽；所述碳滑条的用于连接托架的下端面，沿长度方向开设一条与第一凹槽位置对应的第二凹槽；所述第一凹槽和第二凹槽内安置有密封条，其中，密封条的第一部分安置在碳滑条的第二凹槽内，密封条的第二部分安置在托架的第一凹槽内，且密封条第二部分的底部端面与第一凹槽之间形成密闭的气道。

其中，所述托架上端面的中心线两侧开设有沿托架的长度方向对称的两条第三凹槽；两条第三凹槽之间设置沿托架长度方向延伸的凸台；其中，所述第一凹槽开设于凸台的中部且向所述托架的下端面方向延伸。

其中，所述第一凹槽的横截面呈花瓶形状。

优选的，所述第一凹槽包括：沿所述凸台高度方向开设的瓶颈部；与瓶颈部连通且朝所述托架下端面方向延伸的瓶身部。

其中，所述第二凹槽的横截面呈长方形。

或者，所述第二凹槽的横截面呈拱桥形。

其中，所述密封条的横截面呈T字形，其第一部分呈水平状，其第二部分呈竖直状。

或者，所述密封条的横截面呈伞形，其第一部分呈伞面形，其第二部分呈竖直形。

其中，所述密封条的第一部分与所述第二凹槽过盈配合。

与现有技术相比，本发明的受电弓滑板的制造方法及由该方法制造而得的受电弓滑板具有如下的有益效果：

1）本发明的受电弓滑板制造方法将密封条安置在碳滑条与托架之间，并使密封条与托架的第一凹槽形成气道，制造工艺简单，组装方便，形成气道的密封性能好；

2）本发明的受电弓滑板中，当碳滑条破裂时，碳滑条将压不住密封条，则会导致气道内的压缩气体很快泄露，从而保证受电弓自动降弓，因此安全性能更好；

3）本发明的密封条的第一部分与碳滑条的第二凹槽过盈配合，从而使由密封条第二部分的底部端面与托架的第一凹槽之间形成的气道密封性能好；

4）本发明由密封条与托架形成气道，减轻受电弓滑板的整体重量，且密封条加工容易，生产成本低；

5）本发明采用将密封条3的第一部分安置在碳滑条2的第二凹槽21内、而第二部分安置在托架1的第一凹槽11的瓶颈部11a内的方法，可以增大托架1与碳滑条2之间的接触面积，从而降低受电弓滑板的整体电阻；

6）本发明的碳滑条，采用硫磺增加润滑性和机械强度，采用氮化硼抑制火花，采用碳纤维增强机械强度，采用天然石墨增加润滑性，采用人造石墨、氯化钙粉末增加耐磨性能；

7）本发明的碳滑条，采用纯净水、肥皂片、二硫化钼配制浸渍液，采用真空浸渍和加压浸渍相结合的方式对焙烧后的碳滑条初坯进行浸渍处理，得到的碳滑条具有优异的润滑性能；

8）采用本发明的方法制造的受电弓滑板，机械强度高、抗冲击韧性好，自润滑性能好，摩擦系数低，制火花能力强，抗电弧性能好，耐磨损性能好，对输电网线的磨损低；

9）采用本发明的方法制造的受电弓滑板，适用于铁路主干线时速250km/h以上的动车及高速列车；

10）采用本发明的方法制造的受电弓滑板，可以在干燥的沙漠、潮湿的沿海、缺氧的高原、以及严寒酷暑等各种环境条件下正常工作，适用范围广。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明第一实施例的受电弓滑板的结构示意图；

图2是本发明的托架的结构示意图；

图3是本发明第一实施例的密封条的结构示意图；

图4是本发明第二实施例的受电弓滑板的结构示意图；

图5是本发明第二实施例密封条的结构示意图；

图6是中国专利文件CN2568462Y所披露的电力机车受电弓用碳滑板的立体图；

图7是图6中碳滑条的横截面图；

图8是图6所披露的设有皮管的气道的示意图；

图9是中国专利文件CN101722860B所披露的受电弓滑板的结构示意图。

附图标记说明：1-托架；11-第一凹槽；12-第三凹槽；13-凸台；11a-瓶颈部；11b-瓶身部；2-碳滑条；21-第二凹槽；3-密封条；3a-第一部分；3b-第二部分；4-气道；1’-滑条；2’-托架；3’-凹槽；4’-导电胶；5’-金属丝网；6’-薄皮管；7’-气道；11’-碳滑条；12’-托架；13’-凹槽；14’-导电胶层；15’-镀覆层；16’-气道。

具体实施方式

本发明一方面提供了一种受电弓滑板，其结构简单，加工方便，形成的气道密封性能好。

如图1、图4所示，分别为本发明第一实施例和第二实施例的受电弓滑板的结构示意图，由图可知，受电弓滑板包括：托架1、碳滑条2和将托架1与碳滑条2粘结为一体的导电胶4，其中，托架1的用于连接碳滑条2的上端面，沿长度方向开设一条第一凹槽11；碳滑条2的用于连接托架1的下端面，沿长度方向开设一条与第一凹槽11位置对应的第二凹槽21；第一凹槽11和第二凹槽21内安置有密封条3，其中，密封条的第一部分3a通过过盈配合安置在碳滑条2的第二凹槽21内，密封条的第二部分3b安置在托架1的第一凹槽11内，且密封条第二部分3b的底部端面与第一凹槽11之间形成密闭的气道4。

本发明的受电弓滑板将密封条3安置在碳滑条与托架之间，并使密封条3的第二部分3b的底部端面与托架1的第一凹槽11形成一个气道4，而该气道4与受电弓风源系统相连接构成快速自动降弓系统。

由于密封条3被碳滑条2紧紧压住，因此当碳滑条2无损伤时，密封条3第二部分3b的底部端面与托架1的第一凹槽11之间会形成一个密闭性良好的气道，从而确保受电弓的正常工作；而当碳滑条2有损伤、破裂时，由于空气的进入，使得碳滑条2不再紧紧压住密封条3，因此密封条第二部分3b的底部端面与托架1的第一凹槽11之间所形成的气道内的压缩气体及时泄露，从而受电弓自动降弓，避免了碳滑板破裂时受电弓仍然工作的情况的发生，从而提高了安全性能。

具体的，如图2所示，本发明在托架1上端面的中心线两侧开设有沿托架1的长度方向对称的两条第三凹槽12；两条第三凹槽12之间的部分设置有沿托架1长度方向延伸的凸台13，且凸台13与两条第三凹槽12连接处倒有圆角；而在凸台13的中部开设一个沿着托架1长度方向延伸的第一凹槽11，且第一凹槽11向托架1的下端面方向延伸。

其中，如图2所示，第一凹槽11的横截面呈花瓶形状，其包括：沿凸台12高度方向开设的瓶颈部11a；以及与瓶颈部11a连通且朝托架1下端面方向延伸的瓶身部11b。

制造时，本发明的托架1采用重量轻、强度高的材料制成，如铝制成的托架，其可以是实心托架，也可以是空心托架。

而开设于碳滑条2下端面的第二凹槽21的横截面呈长方形（如图1所示），或者，第二凹槽21的横截面呈拱桥形（如图4所示）。

当第二凹槽21的横截面呈长方形时，相应的，密封条3的横截面呈T字形。如图3所示，密封条3的第一部分呈水平状、第二部分呈竖直状，且水平状的第一部分安置在碳滑条2的第二凹槽21内，竖直状的第二部分安置在托架1的第一凹槽11的瓶颈部11a内。

而当第二凹槽21的横截面呈拱桥形时，相应的，密封条3的横截面呈伞形。此时，如图5所示，密封条3的第一部分呈伞面形、第二部分呈竖直形，且伞面形的第一部分安置在碳滑条2的第二凹槽21内，竖直形的第二部分安置在托架1的第一凹槽11的瓶颈部11a内。

采用将密封条3的第一部分安置在碳滑条2的第二凹槽21内、而第二部分安置在托架1的第一凹槽11的瓶颈部11a内的方法，可以增大托架1与碳滑条2之间的接触面积，从而降低受电弓滑板的整体电阻。

其中，本发明的碳滑条可以采用现有技术的碳滑条，也可以采用具有如下组分的碳滑条，具体包括：石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末、改制沥青。而碳滑条各组分的重量份配比为：石油焦粉28-43、沥青焦粉25-28、喷雾炭黑10-12、硫磺2-5、氮化硼3-5、碳纤维5-8、天然石墨4-6、人造石墨5-7、氯化钙粉末1-3、改制沥青30-35。

采用具有上述组分的碳滑条，由于其采用硫磺增加润滑性和机械强度，采用氮化硼抑制火花，采用碳纤维增强机械强度，采用天然石墨增加润滑性，采用人造石墨、氯化钙粉末增加耐磨性能，因此由其制造而成的受电弓滑板，机械强度高、抗冲击韧性好，自润滑性能好，摩擦系数低，制火花能力强，抗电弧性能好，耐磨损性能好，对输电网线的磨损低，适用于铁路主干线时速250km/h以上的动车及高速列车，并且，可以在干燥的沙漠、潮湿的沿海、缺氧的高原、以及严寒酷暑等各种环境条件下正常工作，适用范围极广。

本发明另一方面还提供一种制造上述受电弓滑板的方法，其包括如下步骤：

A）在托架1的用于连接碳滑条2的上端面，沿长度方向开设一条第一凹槽11；

B）在碳滑条2的用于连接托架1的下端面，沿长度方向开设一条与第一凹槽11位置对应的第二凹槽21；

C）将密封条的第一部分安置在碳滑条2的第二凹槽21内；

D）利用导电胶将具有密封条的碳滑条2粘结到托架1的上端面，使密封条的第二部分安置在托架1的第一凹槽11内；

E）经过加热固化处理，将碳滑条2与托架1结合成一体，使密封条第二部分的底部端面与第一凹槽11之间形成密闭的气道。

其中，步骤A）包括以下步骤：

A1）在托架1的用于连接碳滑条2的上端面，以托架1的中心线为对称中心，在其两侧且沿托架1的长度方向对称开设两条第三凹槽12，使两条第三凹槽12之间形成沿托架1长度方向的凸台13；

A2）在凸台13的中部，开设沿其高度方向（即托架1的下端面方向）延伸的第一凹槽11，且使第一凹槽11贯穿凸台13的整个长度。

当将密封条的第一部分安置在碳滑条2的第二凹槽21内时，应使密封条的第一部分与第二凹槽21接触紧密，即两者之间采用过盈配合的方式。

其中，本发明的方法还包括在步骤C）之后和步骤D）之前的配制导电胶的步骤，包括：

取出重量占待配制导电胶重量30±5%的胶粘剂，使其温度恢复至常温；

取出粒度为35±5μm的重量占待配制导电胶重量70±5%的导电铜粉；

将导电铜粉全部倒入常温的胶粘剂中，然后用玻璃棒充分搅拌均匀，配制成导电胶。

其中，上述的胶粘剂可以是苏州东南电碳科技有限公司生产的DEP-600胶粘剂，其配方（重量百分比）为：环氧树脂70%，双氰氨25%，用于环氧树脂固化的促进剂（如甲基四氢基邻苯二甲酸酐、甲基咪唑、二甲基咪唑等）5%，上述胶粘剂的配方还可以是：改性环氧树脂70%，改性双氰氨25%，促进剂5%。

配制导电胶的具体过程可以采用现有技术的方法，在此不再详细描述。

其中，步骤D）包括：

D1）在具有密封条的碳滑条2的下端面均匀涂抹导电胶；

D2）将涂完导电胶的碳滑条2中的密封条的第二部分对准并安置在托架1的第一凹槽11内，且使密封条第二部分的底部端面与第一凹槽11之间留有空隙；

D3）将碳滑条2与托架1贴合在一起并用夹具固定。

将碳滑条2与托架1用夹具固定后，采用加热固化处理的方法，使碳滑条2与托架1结合成一体，具体包括如下步骤：

将用夹具固定的碳滑条2与托架1在常温下放入烘箱；

第一次调节烘箱温度至20℃-80℃，保温30分钟-70分钟；

第二次调节烘箱温度至80℃-130℃，保温20分钟-60分钟；

第三次调节烘箱温度至130℃-150℃，保温180分钟，以使碳滑条2与托架1结合成一体。

其中，本发明的碳滑条2包括如下组分：石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末、改制沥青。其中，各组分的重量份配比为：石油焦粉28-43、沥青焦粉25-28、喷雾炭黑10-12、硫磺2-5、氮化硼3-5、碳纤维5-8、天然石墨4-6、人造石墨5-7、氯化钙粉末1-3、改制沥青30-35。

制作本发明的碳滑条2可以采用如下方法：

将石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末置于搅拌机中进行搅拌处理，制成混合干粉；

在混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，制成混捏物料；

利用混捏物料制成碳滑条初坯；

将碳滑条初坯冷却至室温后，进行焙烧处理，制成烧结碳滑条初坯；

将烧结碳滑条初坯依次进行浸渍、干燥处理，即得。

其中，石油焦粉粒度和沥青焦粉粒度≤100目；天然石墨和人造石墨的粒度为75μm；碳纤维的长度为5-10mm；氯化钙粉末粒度为200-300目。

其中，搅拌处理的温度为110-130℃，搅拌处理的时间为40-50min；混捏处理的温度为140-160℃，混捏处理的时间≥60min。

其中，利用混捏物料制成碳滑条初坯的步骤如下：

将混捏物料置于密炼机中进行密炼处理，得到片状物料；

将片状物料冷却至室温后，磨成粉料，然后将粉料置于立式液压机中进行预压处理，制成料柱；

将料柱进行热压处理，制成碳滑条初坯。

优选的，所述粉料中，粒度为75μm的粉料占粉料总重量的40-60%；所述预压处理的温度为130-140℃，预压处理的时间为16-20h；所述热压处理的温度为140-160℃。

其中，焙烧处理的温度为1300℃，焙烧处理的时间为8-10h。

其中，浸渍处理包括如下步骤：

1）配制浸渍液

按如下重量份配比备料

纯净水  100

肥皂片   5-8

二硫化钼 3-5

将纯净水加热煮沸，接着向沸水中加入肥皂片，搅拌溶解后，加入二硫化钼，搅拌均匀，制成浸渍液，备用；

2）将烧结碳滑条初坯进行预热处理，得到预热碳滑条初坯，其中，预热处理的温度为80-90℃，预热处理的时间为2-4h；

3）采用浸渍液对预热碳滑条初坯依次进行真空浸渍、加压浸渍处理，使预热碳滑条初坯吸附浸渍液，制得浸渍碳滑条初坯；其中，真空浸渍处理的真空度为0.008-0.1Mpa，真空浸渍处理的时间为10-15min；加压浸渍处理的压力为0.4-0.6Mpa，加压浸渍处理的时间为30-45min。

下面描述本发明的碳滑条的具体制作方法。

方法1

1）按照如下重量配比准备原料：

石油焦粉43、沥青焦粉25、喷雾炭黑10、硫磺2、氮化硼3、碳纤维5、天然石墨5、人造石墨6、氯化钙粉末1、改制沥青30

其中，石油焦粉和沥青焦粉的粒度为100目；硫磺和氮化硼均为六方晶系，纯度为99%；碳纤维长度为5mm；天然石墨和人造石墨粒径为75μm；氯化钙粉末粒度为200目。

其中，硫磺可以增加碳滑条的润滑性和机械强度；氮化硼可以抑制火花；碳纤维可以增强机械强度，天然石墨可以增加碳滑条的润滑性，人造石墨可以增加碳滑条耐磨性能；氯化钙增加耐磨性能。

将石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末加入Z型搅拌机内进行搅拌处理，得到混合干粉，其中，搅拌温度为120℃，搅拌时间为45min.；

2）将混合干粉自然冷却至100℃，向混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，得到混捏物料，其中，混捏温度为150℃，混捏时间为60min；

3）将混捏物料置于密炼机中进行1-2次密炼处理，得到片状物料；

4）将片状物料冷却至室温后，加入到磨粉机中磨成粉料，其中，粒度为75μm的粉料占粉料总重量的40-60%；

5）将粉料过100目筛，接着将过筛粉料加入到双锥混合机中进行混合处理，然后将混合均匀的粉料加入到立式液压机中进行预压处理，得到圆柱体料柱；

6）将圆柱体料柱放入烘箱中进行预热处理，其中，预热处理的温度是138℃，预热处理的时间为16h；接着将预热的圆柱体料柱置于卧式液压机中进行热压处理，制成碳滑条初坯，其中，所述热压处理的温度为150℃；

7）将碳滑条初坯取出，室温下放置48h，使碳滑条初坯冷却、定型；接着将冷却定型的碳滑条初坯置于焙烧炉中，进行焙烧处理，得到烧结碳滑条初坯，其中，所述焙烧处理的升温速度≤15℃，焙烧处理温度为1300℃，焙烧处理时间为8h；

8）浸渍处理

8-A)按照如下重量配比备料：

纯净水100、肥皂片5、二硫化钼3

8-B)将纯净水加热煮沸，将肥皂片加入到沸水中搅拌溶解成糊状液体，接着加入二硫化钼，充分搅拌均匀，备用；

8-C)将烧结碳滑条初坯放入烘箱中进行预热处理，其中，预热温度为80℃，预热时间为2h；

8-D)将预热碳滑条初坯装入密封浸渍罐中，将浸渍罐抽真空，当真空度为0.009Mpa时，向浸渍罐中注入浸渍液，真空浸渍处理10min；接着向浸渍罐加压，进行加压浸渍处理，得到浸渍碳滑条初坯，其中，所述加压浸渍处理的压力为0.4Mpa，加压浸渍处理的时间为30min。

9）干燥

将浸渍碳滑条初坯放入烘箱中进行干燥处理，即得。其中，所述干燥处理的温度为105℃，干燥处理的时间为4h。

对制得的碳滑条进行性能测试，测试结果见表1。

方法2

1）按照如下重量配比准备原料：

石油焦粉28、沥青焦粉28、喷雾炭黑12、硫磺5、氮化硼5、碳纤维8、天然石墨5、人造石墨6、氯化钙粉末3、改制沥青35

其中，石油焦粉和沥青焦粉的粒度为100目；硫磺和氮化硼均为六方晶系，纯度为99%；碳纤维长度为10mm；天然石墨和人造石墨粒径为75μm；氯化钙粉末粒度为300目。

将石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末加入Z型搅拌机内进行搅拌处理，得到混合干粉，其中，搅拌温度为130℃，搅拌时间为40min.；

2）将混合干粉自然冷却至120℃，向混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，得到混捏物料，其中，混捏温度为150℃，混捏时间为70min；

3）将混捏物料置于密炼机中进行1-2次密炼处理，得到片状物料；

4）将片状物料冷却至室温后，加入磨粉机中磨成粉料，其中，粒度为75μm的粉料占粉料总重量的40-60%；

5）将粉料过100目筛，接着将过筛粉料装入双锥混合机中混合均匀，然后将混合均匀的粉料放入立式液压机中进行预压处理，得到圆柱体料柱；

6）将圆柱体料柱放入烘箱中进行预热处理，其中，预热处理的温度为140℃，预热处理的时间为20h；接着将预热的圆柱体料柱置于卧式液压机中进行热压处理，制成碳滑条初坯，其中热压处理的温度是160℃；

7）将碳滑条初坯取出，室温下放置50h，使碳滑条初坯冷却、定型；接着将冷却定型的碳滑条初坯置于焙烧炉中，进行焙烧处理，得到烧结碳滑条初坯，其中，所述焙烧处理的升温速度≤15℃，焙烧处理温度为1300℃，焙烧处理时间为10h；

8）浸渍处理

8-A)按照如下重量配比备料：

纯净水100、肥皂片8、二硫化钼5

8-B)将纯净水加热煮沸，将肥皂片加入到沸水中搅拌溶解成糊状液体，接着加入二硫化钼，充分搅拌均匀，备用；

8-C)将烧结碳滑条初坯放入烘箱中进行预热处理，其中，预热温度为90℃，预热时间为4h；

8-D)将预热碳滑条初坯装入密封浸渍罐中，将浸渍罐抽真空，当真空度为0.008Mpa时，向浸渍罐中注入浸渍液，真空浸渍处理15min；接着向浸渍罐加压，进行加压浸渍处理，得到浸渍碳滑条初坯，其中，所述加压浸渍处理的压力为0.6Mpa，加压浸渍处理的时间为45min。

9）干燥

将浸渍好的碳滑条初坯放入烘箱中进行干燥处理，即得。其中，所述干燥处理的温度为110℃，干燥处理的时间为6h。

对制得的碳滑条进行性能测试，测试结果见表1。

方法3

1）按照如下重量配比准备原料：

石油焦粉36、沥青焦粉26、喷雾炭黑11、硫磺4、氮化硼4、碳纤维6、天然石墨5、人造石墨6、氯化钙粉末2、改制沥青32

其中，石油焦粉和沥青焦粉的粒度为100目；硫磺和氮化硼均为六方晶系，纯度为99%；碳纤维长度为5-10mm；天然石墨和人造石墨粒径为75μm；氯化钙粉末粒度为250目。

将石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末加入Z型搅拌机内进行搅拌处理，得到混合干粉，其中，搅拌温度为110℃，搅拌时间为50min.；

2）将混合干粉自然冷却至100℃，向混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，得到混捏物料，其中，混捏温度为160℃，混捏时间为60min；

3）将混捏物料置于密炼机中进行1-2次密炼处理，得到片状物料；

4）将片状物料冷却至室温后，加入磨粉机中磨成粉料，其中，粒度为75μm的粉料占粉料总重量的40-60%；

5）将粉料过100目筛，接着将过筛粉料装入双锥混合机中混合均匀，然后将混合均匀的粉料放入立式液压机中进行预压处理，得到圆柱体料柱；

6）将圆柱体料柱放入烘箱中进行预热处理，其中，预热处理的温度为130℃，预热处理的时间为18h；接着将预热的圆柱体料柱置于卧式液压机中进行热压处理，制成碳滑条初坯，其中热压处理的温度是140℃；

7）将碳滑条初坯取出，室温下放置60h，使碳滑条初坯冷却、定型；接着将冷却定型的碳滑条初坯置于焙烧炉中，进行焙烧处理，得到烧结碳滑条初坯，其中，所述焙烧处理的升温速度≤15℃，焙烧处理温度为1300℃，焙烧处理时间为9h；

8）浸渍处理

8-A)按照如下重量配比备料：

纯净水100、肥皂片7、二硫化钼4

8-B)将纯净水加热煮沸，将肥皂片加入到沸水中搅拌溶解成糊状液体，接着加入二硫化钼，充分搅拌均匀，备用；

8-C)将烧结碳滑条初坯放入烘箱中进行预热处理，其中，预热温度为85℃，预热时间为3h；

8-D)将预热碳滑条初坯装入密封浸渍罐中，将浸渍罐抽真空，当真空度为0.009Mpa时，向浸渍罐中注入浸渍液，真空浸渍处理13min；接着向浸渍罐加压，进行加压浸渍处理，得到浸渍碳滑条初坯，其中，所述加压浸渍处理的压力为0.5Mpa，加压浸渍处理的时间为35min。

9）干燥

将浸渍好的碳滑条初坯放入烘箱中进行干燥处理，即得。其中，所述干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为5h。

对制得的碳滑条进行性能测试，测试结果见表1。

表1产品性能检测结果

表1的测定结果表明，采用本发明方法制备的新型高速牵引机车受电弓碳滑条，电阻率≤20μΩ.m；体积密度介于1.71-1.72g/cm³；抗折强度≥40Mpa；抗压强度≥55Mpa；肖氏硬度介于75-78HS；耐磨性能达到3.5-4.2mm/万km；对导线的磨损≤0.0132mm²/万弓架次。制备的碳滑条抗电弧性能好、机械强度高、抗冲击韧性好、摩擦系数低、耐磨损性能好。

当然，采用现有技术的组分的碳滑条也适用于本发明，而且，本发明的碳滑条也可以采用现有技术的制造方法进行加工。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种受电弓滑板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A）在托架（1）的用于连接碳滑条（2）的上端面，沿长度方向开设一条第一凹槽（11）；

B）在碳滑条（2）的用于连接托架（1）的下端面，沿长度方向开设一条与第一凹槽（11）位置对应的第二凹槽（21）；

C）将密封条的第一部分安置在碳滑条（2）的第二凹槽（21）内；

D）利用导电胶将具有密封条的碳滑条（2）粘结到托架（1）的上端面，使密封条的第二部分安置在托架（1）的第一凹槽（11）内；

E）经过加热固化处理，将碳滑条（2）与托架（1）结合成一体，使密封条第二部分的底部端面与第一凹槽（11）之间形成密闭的气道。

2.根据权利要求1所述的受电弓滑板的制造方法，其特征在于，所述步骤A）包括以下步骤：

A1）在托架（1）的用于连接碳滑条（2）的上端面，以托架（1）的中心线为对称中心，在其两侧且沿托架（1）的长度方向对称开设两条第三凹槽（12），使两条第三凹槽（12）之间形成沿托架（1）长度方向的凸台（13）；

A2）在凸台（13）的中部开设沿其高度方向延伸的第一凹槽（11）。

3.根据权利要求1所述的受电弓滑板的制造方法，其特征在于，所述碳滑条（2）的组分包括：石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末、改制沥青。

4.根据权利要求3所述的受电弓滑板的制造方法，其特征在于，所述碳滑条（2）各组分的重量份配比为：石油焦粉28-43、沥青焦粉25-28、喷雾炭黑10-12、硫磺2-5、氮化硼3-5、碳纤维5-8、天然石墨4-6、人造石墨5-7、氯化钙粉末1-3、改制沥青30-35。

5.根据权利要求3所述的受电弓滑板的制造方法，其特征在于，还包括在所述步骤A）之前，制造所述碳滑条（2）的步骤：

将石油焦粉、沥青焦粉、喷雾炭黑、硫磺、氮化硼、碳纤维、天然石墨、人造石墨、氯化钙粉末置于搅拌机中进行搅拌处理，制成混合干粉；

在混合干粉中加入熔化的改制沥青进行混捏处理，制成混捏物料；

利用所述混捏物料制成碳滑条初坯；

将碳滑条初坯冷却至室温后，进行焙烧处理，制成烧结碳滑条初坯；

将烧结碳滑条初坯依次进行浸渍、干燥处理，即得。

6.根据权利要求1所述的受电弓滑板的制造方法，其特征在于，所述步骤D）包括：

D1）在具有密封条的碳滑条（2）的所述下端面均匀涂抹导电胶；

D2）将涂完导电胶的碳滑条（2）中的密封条的第二部分对准并安置在托架（1）的第一凹槽（11）内，且使密封条第二部分的底部端面与第一凹槽（11）之间留有空隙；

D3）将碳滑条（2）与托架（1）贴合在一起并用夹具固定。

7.根据权利要求1所述的受电弓滑板的制造方法，其特征在于，所述加热固化处理包括如下步骤：

将用夹具固定的碳滑条（2）与托架（1）在常温下放入烘箱；

第一次调节烘箱温度至20℃-80℃，保温30分钟-70分钟；

第二次调节烘箱温度至80℃-130℃，保温20分钟-60分钟；

第三次调节烘箱温度至130℃-150℃，保温180分钟，以使所述碳滑条（2）与所述托架（1）结合成一体。

8.由权利要求1-7任一项所述的制造方法制造的受电弓滑板，包括：托架（1）、碳滑条（2）和将托架（1）与碳滑条（2）粘结为一体的导电胶（4），其特征在于：

所述托架（1）的用于连接碳滑条（2）的上端面，沿长度方向开设一条第一凹槽（11）；

所述碳滑条（2）的用于连接托架（1）的下端面，沿长度方向开设一条与第一凹槽（11）位置对应的第二凹槽（21）；

所述第一凹槽（11）和第二凹槽（21）内安置有密封条（3），其中，密封条的第一部分（3a）安置在碳滑条（2）的第二凹槽（21）内，密封条的第二部分（3b）安置在托架（1）的第一凹槽（11）内，且密封条第二部分（3b）的底部端面与第一凹槽（11）之间形成密闭的气道（4）。

9.根据权利要求8所述的受电弓滑板，其特征在于：

所述托架（1）上端面的中心线两侧开设有沿托架（1）的长度方向对称的两条第三凹槽（12）；

两条第三凹槽（12）之间设置沿托架（1）长度方向延伸的凸台（13）；

其中，所述第一凹槽（11）开设于凸台（13）的中部且向所述托架（1）的下端面方向延伸。

10.根据权利要求8所述的受电弓滑板，其特征在于，所述密封条（3）的第一部分与所述第二凹槽（21）过盈配合。