CN109136622A - 一种受电弓滑板材料的制备方法 - Google Patents

一种受电弓滑板材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种受电弓滑板材料的制备方法，包括以下步骤：S1：石墨提纯：使用酸碱法对石墨进行提纯处理，提纯处理后对石墨进行干燥，等待使用；S2：石墨磨粉：对S1中所述的干燥后的石墨进行粉碎，磨粉处理，对制得石墨粉进行过筛，制得均匀石墨粉；S3：石墨粉镀铜：将石墨粉放进搅拌设备内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂搅拌混合。本发明通过对观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，通过在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，对数据进行整合分析能够得出镀铜、烧结的最佳时间与温度。

Description

一种受电弓滑板材料的制备方法
技术领域
本发明涉及滑板材料的制备技术领域，尤其涉及一种受电弓滑板材料的制备方法。
背景技术
电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上，受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。菱形受电弓，也称钻石受电弓，以前非常普遍，后由于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰，近年来多采用单臂弓，负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电弓和接触网之间的相互作用，受电弓滑板是电力机车供电系统中的重要集电元件，一般安装在机车受电弓的最上部，直接与接触网导线接触，在静止或滑动状态下将输电网上的电流引导下来，传输给机车供电系统，来维持电力机车正常运行，高速运行的电力机车上的滑板一旦失效，将严重危及行车安全，因此滑板质量的优劣对机车有非常重要的影响，现有技术中对受电弓滑板材料的制备大概分为石墨处理、混料、冷压成型、烧结等工艺步骤，其中石墨处理、烧结的时间与温度对整个工艺起到至关重要的作用，现有技术中不能很好的确定石墨处理、烧结的时间与温度，导致制备出的滑板材料质量较低。
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材料的制备方法。
本发明提出的一种受电弓滑板材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：石墨提纯：使用酸碱法对石墨进行提纯处理，提纯处理后对石墨进行干燥，等待使用；
S2：石墨磨粉：对S1中所述的干燥后的石墨进行粉碎，磨粉处理，对制得石墨粉进行过筛，制得均匀石墨粉；
S3：石墨粉镀铜：将石墨粉放进搅拌设备内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂搅拌混合，将混合物放进反应设备内进行加热反应，反应时间为30-60min，反应温度为50-70℃，在反应时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉；
S4：混料：按照配比对S3中所述的镀铜石墨粉和铜粉进行称量，将称量后的镀铜石墨粉与铜粉加入到搅拌设备内，搅拌混合均匀，制得混合原料；
S5：成型：对S4中所述的混合原料进行称量，称量后的原料经装模，压制，脱模制得坯料；
S6：烧结：将S5中的坯料放进炉中进行烧结，炉的温度为800-900℃，烧结时间为5-10h，在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，烧结结束后制得滑板样品；
S7：检验：对S6中所述的滑板样品的硬度、导电性和冲击韧性进行测试，合格即可制得受电弓滑板材料；
S8：数据整合：对S3和S5中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，分析，确定镀铜、烧结的最佳时间与温度。
优选地，所述S1中，将石墨在高温下与氢氧化钠反应生成不溶于水的氢氧化物，杂质生成溶于水的产物，用水浸取洗涤而被除去。
优选地，所述S2中，先将石墨放进粉碎机中，对石墨进行粉碎，将石墨粉碎成粒度为1-3mm的颗粒，然后将颗粒石墨放进磨粉机中，将颗粒石墨磨成粉末，最后将石墨粉放进筛料机中进行筛分。
优选地，所述S3中，将石墨粉放进搅拌设备内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂搅拌混合，将混合物放进反应设备内进行加热反应，反应时间为35-55min，反应温度为55-65℃，在反应时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉。
优选地，所述S3中，将将石墨粉放进搅拌机内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂，使用搅拌叶片进行搅拌混合，搅拌叶片转速为2000r/min,搅拌时间为10-30min。
优选地，所述S4中，将称量后的镀铜石墨粉与铜粉加入到搅拌设备内，使用搅拌叶片搅拌混合，搅拌叶片转速为2200r/min,搅拌时间为20-40min。
优选地，所述S6中，将S5中的坯料放进炉中进行烧结，炉的温度为830-880℃，烧结时间为6-9h，在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，烧结结束后制得滑板样品。
优选地，所述S4中，使用电子天平对镀铜石墨粉和铜粉进行称量。
优选地，所述S7中，将样品放在冲击试验机上，使用摆锤对样品进行冲击，测试样品的冲击韧性。
优选地。所述S5中，成型的压力为200-300MPa。
本发明的有益效果：
通过在石墨镀铜时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉，经分析可得出石墨镀铜的最佳时间和温度；
通过在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，经分析可得出最佳的烧结时间与温度；
本发明通过对观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，通过在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，对数据进行整合分析能够得出镀铜、烧结的最佳时间与温度。
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
本实施例中提出了一种受电弓滑板材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：石墨提纯：使用酸碱法对石墨进行提纯处理，提纯处理后对石墨进行干燥，等待使用；
S2：石墨磨粉：对S1中所述的干燥后的石墨进行粉碎，磨粉处理，对制得石墨粉进行过筛，制得均匀石墨粉；
S3：石墨粉镀铜：将石墨粉放进搅拌设备内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂搅拌混合，将混合物放进反应设备内进行加热反应，反应时间为30-60min，反应温度为50-70℃，在反应时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉；
S4：混料：按照配比对S3中所述的镀铜石墨粉和铜粉进行称量，将称量后的镀铜石墨粉与铜粉加入到搅拌设备内，搅拌混合均匀，制得混合原料；
S5：成型：对S4中所述的混合原料进行称量，称量后的原料经装模，压制，脱模制得坯料；
S6：烧结：将S5中的坯料放进炉中进行烧结，炉的温度为800-900℃，烧结时间为5-10h，在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，烧结结束后制得滑板样品；
S7：检验：对S6中所述的滑板样品的硬度、导电性和冲击韧性进行测试，合格即可制得受电弓滑板材料；
S8：数据整合：对S3和S5中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，分析，确定镀铜、烧结的最佳时间与温度。
本实施例中，S1中，将石墨在高温下与氢氧化钠反应生成不溶于水的氢氧化物，杂质生成溶于水的产物，用水浸取洗涤而被除去，S2中，先将石墨放进粉碎机中，对石墨进行粉碎，将石墨粉碎成粒度为1-3mm的颗粒，然后将颗粒石墨放进磨粉机中，将颗粒石墨磨成粉末，最后将石墨粉放进筛料机中进行筛分，S3中，将石墨粉放进搅拌设备内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂搅拌混合，将混合物放进反应设备内进行加热反应，反应时间为35-55min，反应温度为55-65℃，在反应时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉，S3中，将将石墨粉放进搅拌机内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂，使用搅拌叶片进行搅拌混合，搅拌叶片转速为2000r/min,搅拌时间为10-30min，S4中，将称量后的镀铜石墨粉与铜粉加入到搅拌设备内，使用搅拌叶片搅拌混合，搅拌叶片转速为2200r/min,搅拌时间为20-40min，S6中，将S5中的坯料放进炉中进行烧结，炉的温度为830-880℃，烧结时间为6-9h，在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，烧结结束后制得滑板样品，S4中，使用电子天平对镀铜石墨粉和铜粉进行称量，S7中，将样品放在冲击试验机上，使用摆锤对样品进行冲击，测试样品的冲击韧性，S5中，成型的压力为200-300MPa，通过在石墨镀铜时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉，经分析可得出石墨镀铜的最佳时间和温度；通过在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，经分析可得出最佳的烧结时间与温度；
本发明通过对观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，通过在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，对数据进行整合分析能够得出镀铜、烧结的最佳时间与温度。
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)

1.一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：石墨提纯：使用酸碱法对石墨进行提纯处理，提纯处理后对石墨进行干燥，等待使用；
S2：石墨磨粉：对S1中所述的干燥后的石墨进行粉碎，磨粉处理，对制得石墨粉进行过筛，制得均匀石墨粉；
S3：石墨粉镀铜：将石墨粉放进搅拌设备内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂搅拌混合，将混合物放进反应设备内进行加热反应，反应时间为30-60min，反应温度为50-70℃，在反应时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉；
S4：混料：按照配比对S3中所述的镀铜石墨粉和铜粉进行称量，将称量后的镀铜石墨粉与铜粉加入到搅拌设备内，搅拌混合均匀，制得混合原料；
S5：成型：对S4中所述的混合原料进行称量，称量后的原料经装模，压制，脱模制得坯料；
S6：烧结：将S5中的坯料放进炉中进行烧结，炉的温度为800-900℃，烧结时间为5-10h，在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，烧结结束后制得滑板样品；
S7：检验：对S6中所述的滑板样品的硬度、导电性和冲击韧性进行测试，合格即可制得受电弓滑板材料；
S8：数据整合：对S3和S5中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，分析，确定镀铜、烧结的最佳时间与温度。
2.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，将石墨在高温下与氢氧化钠反应生成不溶于水的氢氧化物，杂质生成溶于水的产物，用水浸取洗涤而被除去。
3.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，先将石墨放进粉碎机中，对石墨进行粉碎，将石墨粉碎成粒度为1-3mm的颗粒，然后将颗粒石墨放进磨粉机中，将颗粒石墨磨成粉末，最后将石墨粉放进筛料机中进行筛分。
4.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，将石墨粉放进搅拌设备内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂搅拌混合，将混合物放进反应设备内进行加热反应，反应时间为35-55min，反应温度为55-65℃，在反应时，观察不同时间段石墨粉的镀铜情况，并对观察数据进行记录，同时对反应温度进行调整，观察在不同温度下石墨粉镀铜情况，并对数据进行记录，反应结束制得镀铜石墨粉。
5.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，将将石墨粉放进搅拌机内，向搅拌设备内加入硫酸铜溶液和锌粉，并加入分散剂和纯化剂，使用搅拌叶片进行搅拌混合，搅拌叶片转速为2000r/min,搅拌时间为10-30min。
6.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S4中，将称量后的镀铜石墨粉与铜粉加入到搅拌设备内，使用搅拌叶片搅拌混合，搅拌叶片转速为2200r/min,搅拌时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S6中，将S5中的坯料放进炉中进行烧结，炉的温度为830-880℃，烧结时间为6-9h，在烧结的过程中，在不同的时间段和不同的温度下对坯料的烧结情况进行观察，并对观察数据进行记录，烧结结束后制得滑板样品。
8.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S4中，使用电子天平对镀铜石墨粉和铜粉进行称量。
9.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S7中，将样品放在冲击试验机上，使用摆锤对样品进行冲击，测试样品的冲击韧性。
10.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板材料的制备方法，其特征在于，所述S5中，成型的压力为200-300MPa。
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