CN108358637A - 一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矾土基β‑Sialon碳滑板制备工艺，包括如下步骤：S1、原料，板状刚玉颗粒、鳞片状石墨粉、碳化硼、α‑氧化铝微粉、矾土基β‑Sialon粉、铜粉、改质煤沥青、铜铅合金；S2、混粉，将鳞片状石墨粉、碳化硼、α‑氧化铝微粉、矾土基β‑Sialon粉、铜粉按50‑60:2‑3:2‑3:10‑15:20‑25的重量份数比均匀混合均匀，获得细粉，然后将板状刚玉颗粒与细粉按照重量份数比为30‑40:60‑65混合均匀；S3、将S2中混合的原料与改质煤沥青按照重量份数比为10‑20:0.4‑0.5混合混匀，放入搅拌机中搅拌10‑20分钟；S4、将S3中混合好的原料放入模型中，模压机压制成型；S5、将S4中的砖坯放入焙烧炉中进行焙烧：S6、将S5中的碳基体放入钢碳中，然后冲入保护气，直到压力达到20兆帕，然后加热至800‑1200摄氏度，保持24‑30小时后取出。

Description

一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺
技术领域
本发明涉及一种制造受电弓碳滑板的工艺，特别是涉及一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺。
背景技术
电力机车的动力连接器就是受电弓碳滑板，而碳滑板的重要材料即碳滑条。其工作原理就是碳滑条与接触电网摩擦接触取电，传送给电力机车，从而来维持其正常运行。由于工作环境是在自然环境中进行，有时会暴露冻雨、冰雪在恶劣的天气中，且还在高速运行，与接触电网不断产生摩擦，在摩擦的过程会有电弧、冲击等现象的发生，因而也成为频繁更换的部件。
由此可见碳滑条材料综合性能是其必备条件，其中高强度、高韧性、低电阻、耐磨以及自润滑特性的滑动电接触材料是最佳选择。
现如今电力机车受电弓碳滑板分为三种：粉末冶金滑板、纯碳滑板、碳基复合材料滑板。而且要保证碳滑板的导电性和自润性一般都会采取浸金属工艺，但是目前的碳滑板浸金属工艺较为复杂，而且效率偏低。
因此，申请人提出一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺，其制备的碳滑板各项性能指标满足国标要求，且工艺简单、效率高。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明提供了一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺。
具体为，本发明提供的一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺，包括如下步骤：
S1、原料，板状刚玉颗粒、鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉、改质煤沥青、铜铅合金；
所述板状刚玉颗粒粒度40-70目；
所述鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉平均粒度90-130目；
所述铜铅合金中各成分含量为Cu64-65%、Pb23.5%、余量为Sn+Si+Ni及其它；
所述铜粉的平均粒度90-130目，密度为8.92×103/cm3；
所述改质煤沥青的软化点为90-100℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.20%；
S2、混粉，将鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉按50-60:2-3:2-3:10-15:20-25的重量份数比均匀混合均匀，获得细粉，然后将板状刚玉颗粒与细粉按照重量份数比为30-40:60-65混合均匀。在混合过程中可以加入适量乙醇，从而增加混合的均匀度，混合完成后烘干；
S3、将S2中混合的原料与改质煤沥青按照重量份数比为10-20:0.4-0.5混合混匀，放入搅拌机中搅拌10-20分钟，出料备用；
S4、将S3中混合好的原料放入模型中，通过600吨以上的模压机压制成型，获得砖坯，砖坯的尺寸为30*30*200毫米；
S5、将S4中的砖坯放入焙烧炉中，升温方式如下：
室温-100℃，按照100℃/h升温，保持1h；
100-200℃，按照100℃/h升温，保持1h；
200℃-900℃、按照100℃/h升温，保持7h；
900℃-1200℃、按照按照150℃/h升温，保持2h；
然后自然冷却后，获得碳基体；
S6、将S5中的碳基体放入钢碳中，使钢碳完全包裹砖坯，然后冲入保护气（氩气），直到压力达到20兆帕，然后加热至800-1200摄氏度，保持24-30小时后取出；
S7、将S6处理后的砖坯进行加工，获得碳滑板。
本发明的有益效果是：本发明实施起来较为简单，且成本偏低，成品具有较好的导电性能和耐磨性、自润滑性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例一
一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺，包括如下步骤：
S1、原料，板状刚玉颗粒、鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉、改质煤沥青、铜铅合金；
所述板状刚玉颗粒粒度60目；
所述鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉平均粒度110目；
所述铜铅合金中各成分含量为Cu64-65%、Pb23.5%、余量为Sn+Si+Ni及其它；
所述铜粉的平均粒度120目，密度为8.92×103/cm3；
所述改质煤沥青的软化点为90-100℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.20%；
S2、混粉，将鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉按55:2:2:12:25的重量份数比均匀混合均匀，获得细粉，然后将板状刚玉颗粒与细粉按照重量份数比为35:65混合均匀。在混合过程中可以加入适量乙醇，从而增加混合的均匀度，混合完成后烘干；
S3、将S2中混合的原料与改质煤沥青按照重量份数比为15:0.4混合混匀，放入搅拌机中搅拌15分钟，出料备用；
S4、将S3中混合好的原料放入模型中，通过600吨以上的模压机压制成型，获得砖坯，砖坯的尺寸为30*30*200毫米；
S5、将S4中的砖坯放入焙烧炉中，升温方式如下：
室温-100℃，按照100℃/h升温，保持1h；
100-200℃，按照100℃/h升温，保持1h；
200℃-900℃、按照100℃/h升温，保持7h；
900℃-1200℃、按照按照150℃/h升温，保持2h；
然后自然冷却后，获得碳基体；
S6、将S5中的碳基体放入钢碳中，使钢碳完全包裹砖坯，然后冲入保护气（氩气），直到压力达到20兆帕，然后加热至800-1200摄氏度，保持24-30小时后取出；
S7、将S6处理后的砖坯进行加工，获得碳滑板。
实施例二
一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺，包括如下步骤：
S1、原料，板状刚玉颗粒、鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉、改质煤沥青、铜铅合金；
所述板状刚玉颗粒粒度50目；
所述鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉平均粒度120目；
所述铜铅合金中各成分含量为Cu64-65%、Pb23.5%、余量为Sn+Si+Ni及其它；
所述铜粉的平均粒度120目，密度为8.92×103/cm3；
所述改质煤沥青的软化点为90-100℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.20%；
S2、混粉，将鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉按60:2.5:2.5:10:20的重量份数比均匀混合均匀，获得细粉，然后将板状刚玉颗粒与细粉按照重量份数比为30: 65混合均匀。在混合过程中可以加入适量乙醇，从而增加混合的均匀度，混合完成后烘干；
S3、将S2中混合的原料与改质煤沥青按照重量份数比为20:0.5混合混匀，放入搅拌机中搅拌20分钟，出料备用；
S4、将S3中混合好的原料放入模型中，通过600吨以上的模压机压制成型，获得砖坯，砖坯的尺寸为30*30*200毫米；
S5、将S4中的砖坯放入焙烧炉中，升温方式如下：
室温-100℃，按照100℃/h升温，保持1h；
100-200℃，按照100℃/h升温，保持1h；
200℃-900℃、按照100℃/h升温，保持7h；
900℃-1200℃、按照按照150℃/h升温，保持2h；
然后自然冷却后，获得碳基体；
S6、将S5中的碳基体放入钢碳中，使钢碳完全包裹砖坯，然后冲入保护气（氩气），直到压力达到20兆帕，然后加热至1000摄氏度，保持30小时后取出；
S7、将S6处理后的砖坯进行加工，获得碳滑板。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种矾土基β-Sialon碳滑板制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料，板状刚玉颗粒、鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉、改质煤沥青、铜铅合金；
S2、混粉，将鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉按50-60:2-3:2-3:10-15:20-25的重量份数比均匀混合均匀，获得细粉，然后将板状刚玉颗粒与细粉按照重量份数比为30-40:60-65混合均匀；
S3、将S2中混合的原料与改质煤沥青按照重量份数比为10-20:0.4-0.5混合混匀，放入搅拌机中搅拌10-20分钟，出料备用；
S4、将S3中混合好的原料放入模型中，通过600吨以上的模压机压制成型，获得砖坯；
S5、将S4中的砖坯放入焙烧炉中，升温方式如下：
室温-100℃，按照100℃/h升温，保持1h；
100-200℃，按照100℃/h升温，保持1h；
200℃-900℃、按照100℃/h升温，保持7h；
900℃-1200℃、按照按照150℃/h升温，保持2h；
然后自然冷却后，获得碳基体；
S6、将S5中的碳基体放入钢碳中，使钢碳完全包裹砖坯，然后冲入保护气，直到压力达到20兆帕，然后加热至800-1200摄氏度，保持24-30小时后取出；
S7、将S6处理后的砖坯进行加工，获得碳滑板。
2.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述板状刚玉颗粒粒度40-70目。
3.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉平均粒度90-130目；
所述铜铅合金中各成分含量为Cu64-65%、Pb23.5%、余量为Sn+Si+Ni及其它；
所述铜粉的平均粒度90-130目，密度为8.92×103/cm3；
所述改质煤沥青的软化点为90-100℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.20%。
4.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，S2在混合过程中加入适量乙醇，混合完成后烘干。
5.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，S4中砖坯的尺寸为30*30*200毫米。
6.如权利要求1-5任一所述的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料，板状刚玉颗粒、鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉、改质煤沥青、铜铅合金；
所述板状刚玉颗粒粒度60目；
所述鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉平均粒度110目；
所述铜铅合金中各成分含量为Cu64-65%、Pb23.5%、余量为Sn+Si+Ni及其它；
所述铜粉的平均粒度120目，密度为8.92×103/cm3；
所述改质煤沥青的软化点为90-100℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.20%；
S2、混粉，将鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉按55:2:2:12:25的重量份数比均匀混合均匀，获得细粉，然后将板状刚玉颗粒与细粉按照重量份数比为35:65混合均匀；
S3、将S2中混合的原料与改质煤沥青按照重量份数比为15:0.4混合混匀，放入搅拌机中搅拌15分钟，出料备用；
S4、将S3中混合好的原料放入模型中，通过600吨以上的模压机压制成型，获得砖坯，砖坯的尺寸为30*30*200毫米；
S5、将S4中的砖坯放入焙烧炉中，升温方式如下：
室温-100℃，按照100℃/h升温，保持1h；
100-200℃，按照100℃/h升温，保持1h；
200℃-900℃、按照100℃/h升温，保持7h；
900℃-1200℃、按照按照150℃/h升温，保持2h；
然后自然冷却后，获得碳基体；
S6、将S5中的碳基体放入钢碳中，使钢碳完全包裹砖坯，然后冲入保护气，直到压力达到20兆帕，然后加热至800-1200摄氏度，保持24-30小时后取出；
S7、将S6处理后的砖坯进行加工，获得碳滑板。
7.如权利要求1-5任一所述的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料，板状刚玉颗粒、鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉、改质煤沥青、铜铅合金；
所述板状刚玉颗粒粒度50目；
所述鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉平均粒度120目；
所述铜铅合金中各成分含量为Cu64-65%、Pb23.5%、余量为Sn+Si+Ni及其它；
所述铜粉的平均粒度120目，密度为8.92×103/cm3；
所述改质煤沥青的软化点为90-100℃，结焦值为≥55%，灰分≤0.20%；
S2、混粉，将鳞片状石墨粉、碳化硼、α-氧化铝微粉、矾土基β-Sialon粉、铜粉按60:2.5:2.5:10:20的重量份数比均匀混合均匀，获得细粉，然后将板状刚玉颗粒与细粉按照重量份数比为30: 65混合均匀；
S3、将S2中混合的原料与改质煤沥青按照重量份数比为20:0.5混合混匀，放入搅拌机中搅拌20分钟，出料备用；
S4、将S3中混合好的原料放入模型中，通过600吨以上的模压机压制成型，获得砖坯，砖坯的尺寸为30*30*200毫米；
S5、将S4中的砖坯放入焙烧炉中，升温方式如下：
室温-100℃，按照100℃/h升温，保持1h；
100-200℃，按照100℃/h升温，保持1h；
200℃-900℃、按照100℃/h升温，保持7h；
900℃-1200℃、按照按照150℃/h升温，保持2h；
然后自然冷却后，获得碳基体；
S6、将S5中的碳基体放入钢碳中，使钢碳完全包裹砖坯，然后冲入保护气，直到压力达到20兆帕，然后加热至1000摄氏度，保持30小时后取出；
S7、将S6处理后的砖坯进行加工，获得碳滑板。
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