CN105837240A - 一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种受电弓用碳‑碳复合材料的制备方法，该碳滑板解决了现有纯碳滑板机械强度低、抗冲击性能差的问题；为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种受电弓用碳‑碳复合材料的制备方法，按下述步骤实施：以石墨碳纤维布为基材，将浸渍沥青后的碳纤维布打卷，直至达到设计的外型尺寸；并放到受电弓滑条成型模具中，在500吨压机及180℃温度条件下完成热压复合成型；然后经过1200℃、480小时的碳化，制得受电弓碳滑条材料；本发明可广泛应用于受电弓碳滑板领域。

Description

一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法
技术领域
本发明一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，属于受电弓碳滑板技术领域。
背景技术
现有的列车及其它电力机车使用的受电弓碳滑板为纯碳滑板，存在机械强度低、抗冲击性能差的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，该碳滑板解决了现有纯碳滑板机械强度低、抗冲击性能差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，按下述步骤实施：
第一步，以石墨碳纤维布为基材，将浸渍沥青后的碳纤维布打卷，直至达到设计的外型尺寸；
第二步，将第一步中得到的产品放到受电弓滑条成型模具中，并在模压机中压制成型；
第三步：将第二步中得到的产品经过含升温、保压的碳化处理，制得受电弓碳滑条材料。
优选地，所述第一步中在温度为250℃～350℃下利用沥青浸渍石墨碳纤维布，然后抽真空至真空度为0.1Pa～40Pa，再充入惰性气体至压力为1MPa～5MPa，并在温度为250℃～350℃和压力 1MPa～5MPa的条件下恒温恒压1h～4h，得到浸渍后产物。
优选地，所述第二步中涉及的模压机压制时的具体工艺参数如下：温度120～200℃；压力：1～5MPa；保压时间：2～5h。
优选地，所述模压机的500吨压机。
优选地，所述第三步中涉及的碳化是以200℃/h～400℃/h的升温速率将第二步中压制的成型物从温度为250℃～350℃升温至900℃～1400℃，并在温度为900℃～1400℃和压力为1MPa～5MPa的条件下保温450h～550h，即制得受电弓碳滑条材料。
本发明制得的所述受电弓碳滑条各项性能如下：
体积密度 1.75g/cm3 洛氏硬度 80HR 5/150
电阻率 35μΩm 抗折强度 80MPa
抗压强度 90MPa 。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明所制得的受电弓碳滑板，具有强度高，抗冲击性强，电阻低，耐磨等特点，可满足告诉列车及其它电力机车对受电弓碳滑板的使用要求。
具体实施方式
本发明一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，制得的所述受电弓碳滑条各项性能如下：
体积密度 1.75g/cm3 洛氏硬度 80HR 5/150
电阻率 35μΩm 抗折强度 80MPa
抗压强度 90MPa 。
实施例一
本发明一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，按下述步骤实施：
第一步，以石墨碳纤维布为基材，并将石墨碳纤维布用沥青做浸渍处理，在温度为250℃下利用沥青浸渍石墨碳纤维布，然后抽真空至真空度为0.1Pa，再充入惰性气体至压力为1MPaPa，并在温度为250℃和压力1MPa的条件下恒温恒压1h，得到浸渍后产物，将浸渍后产物打卷，直至达到设计的外型尺寸。
第二步，将第一步中得到的产品放到受电弓滑条成型模具中，并在500吨压机的模压机中压制成型，模压机压制时的具体工艺参数如下：温度120℃；压力：1MPa；保压时间：2h。
第三步：将第二步中得到的产品经过含升温、保压的碳化处理，碳化是以200℃/h的升温速率将第二步中压制的成型物从温度为250℃升温至900℃，并在温度为900℃和压力为1MPa的条件下保温450h，即制得受电弓碳滑条材料。
实施例二
本发明一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，按下述步骤实施：
第一步，以石墨碳纤维布为基材，并将石墨碳纤维布用沥青做浸渍处理，在温度为350℃下利用沥青浸渍石墨碳纤维布，然后抽真空至真空度为40Pa，再充入惰性气体至压力为5MPa，并在温度为350℃和压力5MPa的条件下恒温恒压4h，得到浸渍后产物，将浸渍后产物打卷，直至达到设计的外型尺寸。
第二步，将第一步中得到的产品放到受电弓滑条成型模具中，并在500吨压机的模压机中压制成型，模压机压制时的具体工艺参数如下：温度200℃；压力： 5MPa；保压时间：5h。
第三步：将第二步中得到的产品经过含升温、保压的碳化处理，碳化是以400℃/h的升温速率将第二步中压制的成型物从温度为350℃升温至1400℃，并在温度为1400℃和压力为5MPa的条件下保温550h，即制得受电弓碳滑条材料。
实施例三
本发明一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，按下述步骤实施：
第一步，以石墨碳纤维布为基材，并将石墨碳纤维布用沥青做浸渍处理，在温度为300℃下利用沥青浸渍石墨碳纤维布，然后抽真空至真空度为20Pa，再充入惰性气体至压力为3MPa，并在温度为300℃和压力3MPa的条件下恒温恒压3h，得到浸渍后产物，将浸渍后产物打卷，直至达到设计的外型尺寸。
第二步，将第一步中得到的产品放到受电弓滑条成型模具中，并在500吨压机的模压机中压制成型，模压机压制时的具体工艺参数如下：温度180℃；压力：3MPa；保压时间：4h。
第三步：将第二步中得到的产品经过含升温、保压的碳化处理，碳化是以300℃/h的升温速率将第二步中压制的成型物从温度为300℃升温至1200℃，并在温度为1200℃和压力为3MPa的条件下保温480h，即制得受电弓碳滑条材料。
本发明所制得的受电弓碳滑板，具有强度高，抗冲击性强，电阻低，耐磨等特点，可满足告诉列车及其它电力机车对受电弓碳滑板的使用要求。
上面对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，其特征在于，按下述步骤实施：
第一步，以石墨碳纤维布为基材，将浸渍沥青后的碳纤维布打卷，直至达到设计的外型尺寸；
第二步，将第一步中得到的产品放到受电弓滑条成型模具中，并在模压机中压制成型；
第三步，将第二步中得到的产品经过含升温、保压的碳化处理，制得受电弓碳滑条材料。
2.根据权利要求1所述的一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述第一步中在温度为250℃～350℃下利用沥青浸渍石墨碳纤维布，然后抽真空至真空度为0.1Pa～40Pa，再充入惰性气体至压力为1MPa～5MPa，并在温度为250℃～350℃和压力1MPa～5MPa的条件下恒温恒压1h～4h，得到浸渍后产物。
3.根据权利要求1所述的一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述第二步中涉及的模压机压制时的具体工艺参数如下：温度120～200℃；压力：1～5MPa；保压时间：2～5h。
4.根据权利要求1所述的一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述模压机的500吨压机。
5.根据权利要求1所述的一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述第三步中涉及的碳化是以200℃/h～400℃/h的升温速率将第二步中压制的成型物从温度为250℃～350℃升温至900℃～1400℃，并在温度为900℃～1400℃和压力为1MPa～5MPa的条件下保温450h～550h，即制得受电弓碳滑条材料。
6.根据权利要求1所述的一种受电弓用碳-碳复合材料的制备方法，其特征在于：制得的所述受电弓碳滑条各项性能如下：
体积密度 1.75g/cm3 洛氏硬度 80HR 5/150
电阻率 35μΩm 抗折强度 80MPa
抗压强度 90MPa。
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