CN109232007A - 一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺 - Google Patents

一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺，包括以下步骤：S1、原料：板状刚玉、白刚玉、铝粉、电解铝粉、酚醛树脂、碳纳米管、二硫化钼；S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉60‑70、白刚玉28‑30、铝粉7‑12、电解铝粉10‑15、酚醛树脂5‑7、碳纳米管3‑4、二硫化钼5‑6；S3、混合均匀后，加热至80‑100℃后继续混合2‑3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，压制成砖坯；S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1‑2天，然后放入烘干机中，通过180‑240℃的高温气流烘干8‑9小时；S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1300‑1500℃进行焙烧；S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。

Description

一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺
技术领域
本发明涉及一种碳滑板，特别是涉及一种一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺。
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，申请人提出一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺，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
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺。
为实现上述目的，本发明提供了一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺，包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为90-120目；
白刚玉，细度为90-120目；
铝粉，纯度99.99%，细度为100目以上；
电解铝粉，细度为100目以上；
酚醛树脂，固态粉料，细度为90目以上；
碳纳米管，细度为90-120目；
二硫化钼，细度为100-120目；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉60-70、白刚玉28-30、铝粉7-12、电解铝粉10-15、酚醛树脂5-7、碳纳米管3-4、二硫化钼5-6；
S3、混合均匀后，加热至80-100℃后继续混合2-3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过600-650吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.85，砖坯尺寸最好是45*20*15cm；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过180-240℃的高温气流烘干8-9小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1300-1500℃进行焙烧，升温方式如下：
室温-400℃，2-4℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1500℃，2-3℃每分钟，达到1500℃后保持10-12小时；
然后按照以下方式降温：
1500-800℃，5-6℃/min；
800-400℃，8-10℃/min；
400℃-室温，自由降温；
S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。
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
一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺，包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为110；
白刚玉，细度为110；
铝粉，纯度99.99%，细度为120；
电解铝粉，细度为120；
酚醛树脂，固态粉料，细度为100；
碳纳米管，细度为110；
二硫化钼，细度为110；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉65、白刚玉29、铝粉9、电解铝粉13、酚醛树脂6、碳纳米管3.2、二硫化钼5.7；
S3、混合均匀后，加热至90℃后继续混合3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过630吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.85，砖坯尺寸为45*20*15cm；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过200℃的高温气流烘干9小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1450℃进行焙烧，升温方式如下：
室温-400℃，3℃/min；
400-800℃， 5℃/min；
800-1450℃，2℃每分钟，达到1450℃后保持11小时；
然后按照以下方式降温：
1450-800℃， 6℃/min；
800-400℃，9℃/min；
400℃-室温，自由降温；
S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。
实施例二
一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺，包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为120目；
白刚玉，细度为120目；
铝粉，纯度99.99%，细度为120目；
电解铝粉，细度为120目；
酚醛树脂，固态粉料，细度为120目；
碳纳米管，细度为120目；
二硫化钼，细度为120目；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉68、白刚玉28、铝粉11、电解铝粉10、酚醛树脂5.5、碳纳米管4、二硫化钼6；
S3、混合均匀后，加热至100℃后继续混合3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过650吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.8，砖坯尺寸为45*20*15cm；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过220℃的高温气流烘干8小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1380℃进行焙烧，升温方式如下：
室温-400℃，2-4℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1380℃，2-3℃每分钟，达到1380℃后保持12小时；
然后按照以下方式降温：
1380-800℃，5℃/min；
800-400℃，10℃/min；
400℃-室温，自由降温；
S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。
实施例三
一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺，包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为90目；
白刚玉，细度为90目；
铝粉，纯度99.99%，细度为120目；
电解铝粉，细度为100目；
酚醛树脂，固态粉料，细度为100目；
碳纳米管，细度为110目；
二硫化钼，细度为120目；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉62、白刚玉30、铝粉8、电解铝粉15、酚醛树脂6.2、碳纳米管3.5、二硫化钼5.8；
S3、混合均匀后，加热至100℃后继续混合3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过620吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.85，砖坯尺寸为45*20*15cm；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过220℃的高温气流烘干9小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1400℃进行焙烧，升温方式如下：
室温-400℃，2-4℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1400℃，2-3℃每分钟，达到1400℃后保持11小时；
然后按照以下方式降温：
1400-800℃，6℃/min；
800-400℃，8℃/min；
400℃-室温，自由降温；
S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
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 (6)

1.一种用塑性金属制备复合碳滑板的工艺，其特征是：包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为90-120目；
白刚玉，细度为90-120目；
铝粉，纯度99.99%，细度为100目以上；
电解铝粉，细度为100目以上；
酚醛树脂，固态粉料，细度为90目以上；
碳纳米管，细度为90-120目；
二硫化钼，细度为100-120目；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉60-70、白刚玉28-30、铝粉7-12、电解铝粉10-15、酚醛树脂5-7、碳纳米管3-4、二硫化钼5-6；
S3、混合均匀后，加热至80-100℃后继续混合2-3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过600-650吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.85；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过180-240℃的高温气流烘干8-9小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1300-1500℃进行焙烧；
S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征是：S3中，砖坯尺寸为45*20*15cm。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征是：S5中，升温方式如下：
室温-400℃，2-4℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1500℃，2-3℃每分钟，达到1500℃后保持10-12小时；
然后按照以下方式降温：
1500-800℃，5-6℃/min；
800-400℃，8-10℃/min；
400℃-室温，自由降温。
4.如权利要求1-3任一所述的工艺，其特征是：包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为110；
白刚玉，细度为110；
铝粉，纯度99.99%，细度为120；
电解铝粉，细度为120；
酚醛树脂，固态粉料，细度为100；
碳纳米管，细度为110；
二硫化钼，细度为110；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉65、白刚玉29、铝粉9、电解铝粉13、酚醛树脂6、碳纳米管3.2、二硫化钼5.7；
S3、混合均匀后，加热至90℃后继续混合3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过630吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.85，砖坯尺寸为45*20*15cm；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过200℃的高温气流烘干9小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1450℃进行焙烧，升温方式如下：
室温-400℃，3℃/min；
400-800℃， 5℃/min；
800-1450℃，2℃每分钟，达到1450℃后保持11小时；
然后按照以下方式降温：
1450-800℃， 6℃/min；
800-400℃，9℃/min；
400℃-室温，自由降温；
S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。
5.如权利要求1-3任一所述的工艺，其特征是：包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为120目；
白刚玉，细度为120目；
铝粉，纯度99.99%，细度为120目；
电解铝粉，细度为120目；
酚醛树脂，固态粉料，细度为120目；
碳纳米管，细度为120目；
二硫化钼，细度为120目；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉68、白刚玉28、铝粉11、电解铝粉10、酚醛树脂5.5、碳纳米管4、二硫化钼6；
S3、混合均匀后，加热至100℃后继续混合3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过650吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.8，砖坯尺寸为45*20*15cm；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过220℃的高温气流烘干8小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1380℃进行焙烧，升温方式如下：
室温-400℃，2-4℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1380℃，2-3℃每分钟，达到1380℃后保持12小时；
然后按照以下方式降温：
1380-800℃，5℃/min；
800-400℃，10℃/min；
400℃-室温，自由降温；
S6、将砖坯取出，清理表面加工成碳滑板尺寸、形状即可。
6.如权利要求1-3任一所述的工艺，其特征是：包括以下步骤：
S1、原料：板状刚玉，细度为90目；
白刚玉，细度为90目；
铝粉，纯度99.99%，细度为120目；
电解铝粉，细度为100目；
酚醛树脂，固态粉料，细度为100目；
碳纳米管，细度为110目；
二硫化钼，细度为120目；
S2、将以下组分按照重量份数比取出并放入加热混合机中混合均匀：板状刚玉62、白刚玉30、铝粉8、电解铝粉15、酚醛树脂6.2、碳纳米管3.5、二硫化钼5.8；
S3、混合均匀后，加热至100℃后继续混合3小时，然后取出，倒入热压成型机的模具中，然后通过620吨以上的压力压制成砖坯，要求砖坯压缩率不高于0.85，砖坯尺寸为45*20*15cm；
S4、将砖坯放入阴凉处自然干燥1-2天，然后放入烘干机中，通过220℃的高温气流烘干9小时；
S5、将S4处理后的砖坯放入地道窖中，同时在砖坯埋在碳粒中，然后加热至1400℃进行焙烧，升温方式如下：
室温-400℃，2-4℃/min；
400-800℃，3-5℃/min；
800-1400℃，2-3℃每分钟，达到1400℃后保持11小时；
然后按照以下方式降温：
1400-800℃，6℃/min；
800-400℃，8℃/min；
400℃-室温，自由降温；
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