CN109020545A - 一种受电弓滑板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种受电弓滑板及其制备方法，其中的受电弓滑板包括以下重量份的原料：沥青焦30‑40份、石油焦20‑35份、石墨粉35‑50份、硬碳20‑25份、铜5‑10份、煤焦油沥青15‑20份、金属纤维5‑12份、三聚氰胺甲醛树脂3‑7份、碳纤维6‑15份、氯化钙4‑8份、抗氧化剂5‑15份、耐磨剂5‑15份；其制备方法包括以下步骤：S1混合：按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂。本发明能够增加滑板的韧性和导电性能，能够增加滑板的强度及硬度，同时提高了滑板的抗氧化及耐磨能力，制备方法简单。

Description

一种受电弓滑板及其制备方法
技术领域
本发明涉及受电弓滑板领域，尤其涉及一种受电弓滑板及其制备方法。
背景技术
受电弓滑板是一种要求高导电、抗摩、减摩于一体的电接触材料，安装在受电弓的最上部，直接与接触网导线接触，随着铁路电力机车的迅速发展，特别是近年来电力机车在高速或重载方面的飞速发展，随着列车速度的不断提高，对受电弓滑板的综合性能提出了更高的要求。其材料主要经历了纯金属滑板、粉末冶金滑板、石墨滑板、浸金属碳滑板、金属基复合材料滑板和无机非金属基复合材料滑板等发展历程，而都在一些性能上存在不足，不论是纯金属还是浸金属和粉末冶金等滑板材料硬度相当高，普遍存在对金属接触导线亲和力大，易引起粘着磨损，接触导线磨损严重；石墨滑板电阻系数较大、集电容量小、耐冲击性能差；碳纤维增强碳滑板兼具了其强度高和减磨性，但存在制造碳纤维成本高、周期长等缺点，导致现有的受电弓滑板满足不了人们的使用需求，因此我们提出了一种受电弓滑板及其制备方法，用来解决上述问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种受电弓滑板及其制备方法。
本发明提出的一种受电弓滑板，包括以下重量份的原料：沥青焦30-40份、石油焦20-35份、石墨粉35-50份、硬碳20-25份、铜5-10份、煤焦油沥青15-20份、金属纤维5-12份、三聚氰胺甲醛树脂3-7份、碳纤维6-15份、氯化钙4-8份、抗氧化剂5-15份、耐磨剂5-15份。
优选的，包括以下重量份的原料：沥青焦31-39份、石油焦21-34份、石墨粉36-49份、硬碳21-24份、铜6-9份、煤焦油沥青16-19份、金属纤维6-11份、三聚氰胺甲醛树脂4-6份、碳纤维7-14份、氯化钙5-7份、抗氧化剂6-14份、耐磨剂6-14份。
优选的，所述包括以下重量份的原料：沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青的重量比为31-39：21-34：36-49：21-24：6-9：16-19。
优选的，所述金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂的重量比为6-11：4-6：7-14：5-7：6-14：6-14。
本发明还提出了一种受电弓滑板的制备方法，包括以下步骤：
S1：混合：按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂，然后将沥青焦、三聚氰胺甲醛树脂、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青加入到搅拌机内，进行搅拌混合，搅拌时间为30-45min，搅拌机转速为1500-2000r/min，制得第一混合物，然后对金属纤维、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂进行搅拌混合，搅拌时间为20-30min，制得第二混合物，最后对第一混合物与第二混合物进行混合，混合时间为50-60min，制得混合物料；
S2：挤压成型：将S1中所述的混合物料送入挤压成型机中，对混合物料进行挤压成型；
S3：焙烧碳化：将S2中所述的挤压成型的物料放进焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为800-900℃，焙烧时间为20-40h，制得滑板坯料；
S4：浸渍溶液：将铜放进熔炉内进行加热融化，熔炉加热温度为1100-1200℃，加热时间为4-8h，制得铜溶液；
S5：浸渍：向S3中所述的滑板坯料浸渍铜溶液，浸渍完成后进行冷却，冷却完成后进行加工处理，制得滑板半成品；
S6：检验：对S5中所述滑板半成品的外观性能进行检验，检验合格即可制得受电弓滑板，对制得受电弓滑板进行包装，入库存储。
优选的，所述S1中，按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂，然后将沥青焦、三聚氰胺甲醛树脂、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青加入到搅拌机内，进行搅拌混合，搅拌时间为35-40min，搅拌机转速为1600-1900r/min，制得第一混合物，然后对金属纤维、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂进行搅拌混合，搅拌时间为22-27min，制得第二混合物，最后对第一混合物与第二混合物进行混合，混合时间为52-57min，制得混合物料。
优选的，所述S3中，将S2中所述的挤压成型的物料放进焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为810-890℃，焙烧时间为25-35h，制得滑板坯料。
优选的，所述S4中，将铜放进熔炉内进行加热融化，熔炉加热温度为1150-1190℃，加热时间为5-7h，制得铜溶液。
优选的，所述S5中，对浸渍后的滑板坯料进行打磨，去除凸起部分，确保表面光滑度。
优选的，所述S6中，对滑板半成品的外观进行检测，表面需要平整光滑，无凹陷、凸起、开裂情况，然后使用量尺对尺寸进行测量，最后对滑板的冲击韧性、抗折强度、抗压强度、硬度、电阻率、耐磨度进行检验。
本发明的有益效果是：
通过以金属纤维和碳纤维为原料能够增加滑板的韧性和导电性能，通过浸渍铜容易，能够增加滑板的强度及硬度；
通过以抗氧化剂和耐磨剂为原料能够增加滑板的抗氧化及耐磨能力；
通过以三聚氰胺甲醛树脂为原料能够使原料充分混合，提高滑板制备质量；
本发明能够增加滑板的韧性和导电性能，能够增加滑板的强度及硬度，同时提高了滑板的抗氧化及耐磨能力，制备方法简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出了一种受电弓滑板，包括以下重量份的原料：沥青焦30份、石油焦20份、石墨粉35份、硬碳20份、铜5份、煤焦油沥青15份、金属纤维5份、三聚氰胺甲醛树脂3份、碳纤维6份、氯化钙4份、抗氧化剂5份、耐磨剂5份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：混合：按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂，然后将沥青焦、三聚氰胺甲醛树脂、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青加入到搅拌机内，进行搅拌混合，搅拌时间为30min，搅拌机转速为1500r/min，制得第一混合物，然后对金属纤维、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂进行搅拌混合，搅拌时间为20min，制得第二混合物，最后对第一混合物与第二混合物进行混合，混合时间为50min，制得混合物料；
S2：挤压成型：将S1中所述的混合物料送入挤压成型机中，对混合物料进行挤压成型；
S3：焙烧碳化：将S2中所述的挤压成型的物料放进焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为800℃，焙烧时间为20h，制得滑板坯料；
S4：浸渍溶液：将铜放进熔炉内进行加热融化，熔炉加热温度为1100℃，加热时间为4h，制得铜溶液；
S5：浸渍：向S3中所述的滑板坯料浸渍铜溶液，浸渍完成后进行冷却，冷却完成后进行加工处理，制得滑板半成品；
S6：检验：对S5中所述滑板半成品的外观性能进行检验，检验合格即可制得受电弓滑板，对制得受电弓滑板进行包装，入库存储。
实施例二
本发明提出了一种受电弓滑板，包括以下重量份的原料：沥青焦35份、石油焦30份、石墨粉40份、硬碳22份、铜7份、煤焦油沥青17份、金属纤维8份、三聚氰胺甲醛树脂5份、碳纤维10份、氯化钙6份、抗氧化剂10份、耐磨剂10份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：混合：按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂，然后将沥青焦、三聚氰胺甲醛树脂、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青加入到搅拌机内，进行搅拌混合，搅拌时间为40min，搅拌机转速为1700r/min，制得第一混合物，然后对金属纤维、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂进行搅拌混合，搅拌时间为25min，制得第二混合物，最后对第一混合物与第二混合物进行混合，混合时间为55min，制得混合物料；
S2：挤压成型：将S1中所述的混合物料送入挤压成型机中，对混合物料进行挤压成型；
S3：焙烧碳化：将S2中所述的挤压成型的物料放进焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为850℃，焙烧时间为30h，制得滑板坯料；
S4：浸渍溶液：将铜放进熔炉内进行加热融化，熔炉加热温度为1150℃，加热时间为6h，制得铜溶液；
S5：浸渍：向S3中所述的滑板坯料浸渍铜溶液，浸渍完成后进行冷却，冷却完成后进行加工处理，制得滑板半成品；
S6：检验：对S5中所述滑板半成品的外观性能进行检验，检验合格即可制得受电弓滑板，对制得受电弓滑板进行包装，入库存储。
实施例三
本发明提出了一种受电弓滑板，包括以下重量份的原料：沥青焦40份、石油焦35份、石墨粉50份、硬碳25份、铜10份、煤焦油沥青20份、金属纤维12份、三聚氰胺甲醛树脂7份、碳纤维15份、氯化钙8份、抗氧化剂15份、耐磨剂15份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：混合：按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂，然后将沥青焦、三聚氰胺甲醛树脂、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青加入到搅拌机内，进行搅拌混合，搅拌时间为45min，搅拌机转速为2000r/min，制得第一混合物，然后对金属纤维、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂进行搅拌混合，搅拌时间为30min，制得第二混合物，最后对第一混合物与第二混合物进行混合，混合时间为60min，制得混合物料；
S2：挤压成型：将S1中所述的混合物料送入挤压成型机中，对混合物料进行挤压成型；
S3：焙烧碳化：将S2中所述的挤压成型的物料放进焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为900℃，焙烧时间为40h，制得滑板坯料；
S4：浸渍溶液：将铜放进熔炉内进行加热融化，熔炉加热温度为1200℃，加热时间为8h，制得铜溶液；
S5：浸渍：向S3中所述的滑板坯料浸渍铜溶液，浸渍完成后进行冷却，冷却完成后进行加工处理，制得滑板半成品；
S6：检验：对S5中所述滑板半成品的外观性能进行检验，检验合格即可制得受电弓滑板，对制得受电弓滑板进行包装，入库存储。
通过实施例一、二、三制得受电弓滑板能够增加滑板的韧性和导电性能，能够增加滑板的强度及硬度，同时提高了滑板的抗氧化及耐磨能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种受电弓滑板，其特征在于，包括以下重量份的原料：沥青焦30-40份、石油焦20-35份、石墨粉35-50份、硬碳20-25份、铜5-10份、煤焦油沥青15-20份、金属纤维5-12份、三聚氰胺甲醛树脂3-7份、碳纤维6-15份、氯化钙4-8份、抗氧化剂5-15份、耐磨剂5-15份。
2.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板，其特征在于，包括以下重量份的原料：沥青焦31-39份、石油焦21-34份、石墨粉36-49份、硬碳21-24份、铜6-9份、煤焦油沥青16-19份、金属纤维6-11份、三聚氰胺甲醛树脂4-6份、碳纤维7-14份、氯化钙5-7份、抗氧化剂6-14份、耐磨剂6-14份。
3.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板，其特征在于，所述包括以下重量份的原料：沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青的重量比为31-39：21-34：36-49：21-24：6-9：16-19。
4.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板及其制备方法，其特征在于，所述金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂的重量比为6-11：4-6：7-14：5-7：6-14：6-14。
5.一种受电弓滑板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：混合：按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂，然后将沥青焦、三聚氰胺甲醛树脂、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青加入到搅拌机内，进行搅拌混合，搅拌时间为30-45min，搅拌机转速为1500-2000r/min，制得第一混合物，然后对金属纤维、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂进行搅拌混合，搅拌时间为20-30min，制得第二混合物，最后对第一混合物与第二混合物进行混合，混合时间为50-60min，制得混合物料；
S2：挤压成型：将S1中所述的混合物料送入挤压成型机中，对混合物料进行挤压成型；
S3：焙烧碳化：将S2中所述的挤压成型的物料放进焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为800-900℃，焙烧时间为20-40h，制得滑板坯料；
S4：浸渍溶液：将铜放进熔炉内进行加热融化，熔炉加热温度为1100-1200℃，加热时间为4-8h，制得铜溶液；
S5：浸渍：向S3中所述的滑板坯料浸渍铜溶液，浸渍完成后进行冷却，冷却完成后进行加工处理，制得滑板半成品；
S6：检验：对S5中所述滑板半成品的外观性能进行检验，检验合格即可制得受电弓滑板，对制得受电弓滑板进行包装，入库存储。
6.根据权利要求5所述的一种受电弓滑板的制备方法，其特征在于，所述S1中，按照配比称量沥青焦、石油焦、石墨粉、硬碳、煤焦油沥青、金属纤维、三聚氰胺甲醛树脂、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂，然后将沥青焦、三聚氰胺甲醛树脂、石油焦、石墨粉、硬碳、铜、煤焦油沥青加入到搅拌机内，进行搅拌混合，搅拌时间为35-40min，搅拌机转速为1600-1900r/min，制得第一混合物，然后对金属纤维、碳纤维、氯化钙、抗氧化剂、耐磨剂进行搅拌混合，搅拌时间为22-27min，制得第二混合物，最后对第一混合物与第二混合物进行混合，混合时间为52-57min，制得混合物料。
7.根据权利要求5所述的一种受电弓滑板的制备方法，其特征在于，所述S3中，将S2中所述的挤压成型的物料放进焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度为810-890℃，焙烧时间为25-35h，制得滑板坯料。
8.根据权利要求5所述的一种受电弓滑板的制备方法，其特征在于，所述S4中，将铜放进熔炉内进行加热融化，熔炉加热温度为1150-1190℃，加热时间为5-7h，制得铜溶液。
9.根据权利要求5所述的一种受电弓滑板的制备方法，其特征在于，所述S5中，对浸渍后的滑板坯料进行打磨，去除凸起部分，确保表面光滑度。
10.根据权利要求5所述的一种受电弓滑板的制备方法，其特征在于，所述S6中，对滑板半成品的外观进行检测，表面需要平整光滑，无凹陷、凸起、开裂情况，然后使用量尺对尺寸进行测量，最后对滑板的冲击韧性、抗折强度、抗压强度、硬度、电阻率、耐磨度进行检验。
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