CN1629349A - 电力机车受电弓滑板新材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的耐磨减摩材料—高锰铝青铜合金(ZQMn14-7-3-3-1),特别适用于制造电力机车受电弓的滑板。这种材料有很好的耐磨性能,它与铜导线的磨耗比大大低于现在常用的几种滑板材料,因此可以延长滑板的使用寿命。同时又减少了对接触铜导线的磨损,有利于接触网的保护。而且这种材料的制造工艺较简便,成本较低,废旧滑板还可以回收利用。此外,这种新型的耐磨合金材料,也可以代替多种传统的耐磨材料,制作高载荷、高速、中温(≤400℃)下工作的各种滑动轴瓦和滑块。本发明详细介绍了这种耐磨材料的化学成分和熔铸工艺。
Description
本发明涉及一种新型的耐磨减摩合金材料—高锰铝青铜合金(ZQMn14-7-3-3-1),特别适用于制造电力机车受电弓的滑板。此外,这种合金材料也可以代替多种传统的耐磨铜合金(如ZQSn6-6-3),制作高载荷、高速、中温(≤400℃)下工作的各种滑动轴瓦和滑块。
铁路电气化、高速化是发达国家交通的一个重要标志,我国正在力争近几年内进入世界先进行列。电气化铁路网中,电力机车的受电弓滑板,是一种技术要求高,消耗量大的导电材料,也是实现铁路高速化的一个重要的制约因素。目前电力机车常用的受电弓滑板材料主要有四大类:粉末冶金铜基滑板、粉末冶金铁基滑板、铸造铜合金滑板和金属—碳复合材料滑板。这些材料有的使用寿命低,有的对接触网导线磨损严重等问题,因此,各国都在研制滑板新材料。
本发明的目的是研制一种新型的滑板材料,它的耐磨性能好,既能提高滑板材料的使用寿命,又能减少对接触网导线的磨损。同时机械性能较高,质量较轻,适合于高速运行。而且价格较低,废旧滑板又可以回收利用。
本发明研制的新型滑板材料是属于铸造铜合金类的高锰铝青铜合金,它的中国牌号可以写作:ZQMn14-7-3-3-1,其化学成分见表一。
表一、ZQMn14-7-3-3-1化学成分。
合金牌号 | 化学成分(%) | 杂质 | |||||
Mn | Al | Fe | Pb | Zn | Cu | ||
ZQMn14-7-3-3-1 | 11.0~15.0 | 6.0~8.0 | 2.0~3.5 | 2.0~5.0 | 0.5~2.0 | 余量 | ≤1.5 |
这种合金的熔炼可以在坩埚炉、电炉或大型反射炉中熔炼,铸型应采用于砂型或硬模。熔炼工艺如下:首先将电解铜、一号金属锰(或电解锰)、白铁皮,按比例一起装炉,点火升温到800℃将炉材料预热,除去水分和挥发物。待温度均匀后,快速升温到1250℃~1300℃,使炉料全部熔化,搅拌均匀。加进预留的5%冷铜料,降温至1150℃左右,再加进锌,搅拌,扒渣;最后加进铝和铅,搅拌均匀后,作炉前弯角和化学成分分析。分析结果若不合格,则应调整成分,除气精炼。待成分和炉前弯角(≥25°)都合格后,就可以出炉了,浇铸温度为1100℃~1050℃。熔铸工艺直接影响材料的性能和产品的质量,因此必须严格控制熔炼工艺和浇注温度。
ZQMn14-7-3-3-1有优良的机械性能(见表二),它的抗拉强度、冲击韧性和硬度都高于我国和日本常用的三类滑板材料,而比重在金属基滑板材料中是最轻的。它的电阻率比粉末冶金的铜基和铁基的滑板材料稍高一些,但是大大低于碳系滑板材料的电阻率,所以对其导电性能的影响很微小,也不会象碳系滑板那样,有停车时滑板与接触导线发热过高的问题。
ZQMn14-7-3-3-1有很好的耐磨性能,同时对摩擦付有很好的减摩性能,从表三中我们可以看到,它与铜导线的高度磨耗比和重量磨耗比,均大大低于我国现行常用的三类滑板材料的部颁标准,可以大幅度提高滑板的使用寿命。同时它对接触网导线的磨耗比也减少了,甚至低于浸金属碳滑板对导线的磨耗,有利于接触网导线的保护和维修。而且ZQMn14-7-3-3-1材料的成本较低,制造工艺较简便;废旧的滑板又可以回收熔炼,铸成新的滑板,循回使用,有利于降低电气化铁路的保养费用和环境保护。
表二、ZQMn14-7-3-3-1与几种常见滑板材料性能比较
滑板系列 | 材料牌号 | 密度g/cm3 | 布氏硬度HB | 抗拉强度MPa | 冲击韧性J/cm2 | 电阻率μΩm | 备注 |
粉未冶金铁基 | M54x | 7.5 | 70~115 | ≥180 | ≥9.8 | ≤0.40 | JRS |
粉未冶金铜基 | BC | 7.6 | 55~65 | ≥220 | ≥12 | ≤0.34 | JRS |
CR2 | 8.2 | ≤85 | ≥150 | ≥6.9 | ≤0.3 | ||
铸造铜合金 | IH2 | 8.0 | HS18~21 | ≥180 | ≥9.8 | ≤0.2 | 日本近铁线南海线使用 |
金属—碳复合材料 | MY7D | 2.5 | 92 | 102(抗弯强度) | 0.27 | 10 | 日本JR东线JR北线使用 |
高锰铝青铜 | ZQMn14-7-3-3-1 | 7.4 | 150~160 | 400~520 | 8~10 | 0.58 | 本发明新材料 |
粉末冶金铁基 | <8.0 | ≤140 | ≥140 | ≥7 | ≤0.35 | TB/T1842.1~2002 | |
粉末冶金铜基 | 7.8~8.2 | 60~90 | ≥120 | ≥7 | ≤0.35 | TB/T1842.1~2002 | |
浸金属碳板 | 3.0 | ≥85 | ≥85(抗折强度) | ≥0.25 | ≤12 | TB/T1842.2~2002 |
注:TB/T184.1~2002是中国铁道部标准,JRS-日本旧国铁标准。
表三、高锰铝青铜与几种常见滑板材料磨损性能比较表
滑板材料 | 滑板自身磨耗比 | 对接触线磨耗比 | |
高度磨耗比mm/万车公里 | 重量磨耗比g/万机车公里 | mm2/万弓架次 | |
ZQMn14-7-3-3-1 | 0.593 | 8.18 | 0.01486 |
粉末冶金铁基滑板 | ≤9.0 | ≤90.0 | ≤0.042 |
粉末冶金铜基滑板 | ≤12.0 | ≤240 | ≤0.022 |
浸金属碳滑板 | ≤13.0 | ≤204.0 | ≤0.015 |
表四、几种耐磨材料的磨耗比
耐磨材料 | 磨擦付材料 | 有无润滑剂 | 磨耗比mm3/m.N | 备注 | |
合金类型 | 牌号 | ||||
高锰铝青铜合金 | ZQMn14-7-3-3-1 | 无氧铜GCr15 | 固体润滑剂有 | 1.58×10-65.64×10-7 | 负荷70N |
锡青铜合金 | ZQSn6-6-3 | 45#钢45#钢 | 有无 | 8.775×10-734.37×10-5 | 负荷300N |
高铝锌合金 | ZA27 | 45#钢45#钢 | 有无 | 1.23×10-61.8×10-6 | 负荷200N |
Al-Zn基合金 | P合金 | 45#钢 | 有无 | 6.278×10-714.97×10-5 | 山东工大研制(300N时) |
在表四中我们将ZQMn14-7-3-3-1与几种常见的耐磨材料的磨耗比做个比较,从中我们看到,ZQMn14-7-3-3-1有很好的耐磨性能,它的磨耗比小于其它几种耐磨材料。因此,这种新的耐磨材料将可以代替多种传统的耐磨铜合金,制作高载荷、高速、中温(≤400℃)下工作的各种滑动轴瓦和滑块,具有广阔的应用前景。
实例说明:
首先将66.4公斤电解铜、14.2公斤电解锰和2.9公斤铁丝一起装进坩埚炉内,点火升温到800℃,除去水分和挥发物。待温度均匀后,快速升温到1250℃~1300℃,使炉料全部熔化,搅拌均匀,再加进5公斤冷铜降温,在1150℃时加进1.15公斤锌,搅拌、扒渣后,再加进7公斤铝和3.8公斤铅,将合金搅拌均匀,作炉前弯角试验和化学成分分析。分析结果合格后,加0.2%的六氯乙烷除气处理。然后在1100℃~1050℃下浇铸,铸模使用干砂模。自然冷却后,再进行机械加工,制作成滑板。
Claims (5)
1、一种新型的耐磨材料—高锰铝青铜合金,其牌号为ZQMn14-7-3-3-1,其特征是:Mn 11.0%~15.0%,Al 6.0%~8.0%,Fe 2.0%~3.5%,Pb 2.0%~6.0%,Zn0.5%~3.0%。
2、如权利要求书1所述的耐磨材料,其中的Zn可以是Sn、MoS2、石墨或是稀土元素中的一种或几种。
3、如权利要求书1和2所述的耐磨材料,其制造方法可以是熔炼浇铸,也可以是粉末冶金烧结而成。
4、如权利要求书1、2和3所述的耐磨材料,用于制作电力机车受电弓的滑板材料。
5、如权利要求书1、2和3所述的耐磨材料,用于制作高载荷、高速、中温(≤400℃)下工作的各种滑动轴瓦和滑块。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100342054C (zh) * | 2005-12-30 | 2007-10-10 | 东北大学 | 一种电力机车受电弓滑板材料及其制备方法 |
CN102034561A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-04-27 | 北京航空航天大学 | 轨道车辆用炭基滑块材料及其制备方法 |
CN104399967A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-11 | 苏州莱特复合材料有限公司 | 一种铜基粉末冶金减摩材料及其制备方法 |
CN107904429A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-13 | 中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 | 一种Cu‑NbSe2受电弓滑板材料的制备方法 |
CN109867523A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 比亚迪股份有限公司 | 一种高密度碳滑板的制备方法及高密度碳滑板 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2011947A (en) * | 1977-12-16 | 1979-07-18 | Diehl Gmbh & Co | A copper/zinc alloy and a method of producing such alloy |
DE2919478A1 (de) * | 1979-05-15 | 1980-11-27 | Diehl Gmbh & Co | Kupfer-zink-legierung und ihre verwendung |
DD204496A1 (de) * | 1982-02-05 | 1983-11-30 | Rostock Dieselmotoren | Mangan-aluminium-mehrstoffbronze fuer gleitlager, zahnraeder, ventile, armaturen und pumpenteile |
DE3427740A1 (de) * | 1984-07-27 | 1986-02-06 | Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg | Messinglegierung, herstellungsverfahren und verwendung |
CN1023819C (zh) * | 1991-10-21 | 1994-02-16 | 山东省冶金研究所 | 一种耐磨件用多元锰铝青铜新材料 |
CN1239148A (zh) * | 1998-06-17 | 1999-12-22 | 包头市英利金属机械加工厂 | 稀土高锰铝青铜及其处理方法 |
JP3750897B2 (ja) * | 1999-04-16 | 2006-03-01 | Ykk株式会社 | ニッケルフリー白色銅合金 |
CN1162560C (zh) * | 2001-07-31 | 2004-08-18 | 上海第一铜棒厂 | 耐蚀白色铜锰合金及其线材制造方法 |
-
2003
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100342054C (zh) * | 2005-12-30 | 2007-10-10 | 东北大学 | 一种电力机车受电弓滑板材料及其制备方法 |
CN102034561A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-04-27 | 北京航空航天大学 | 轨道车辆用炭基滑块材料及其制备方法 |
CN102034561B (zh) * | 2010-10-09 | 2015-09-02 | 北京航空航天大学 | 轨道车辆用炭基滑块材料及其制备方法 |
CN104399967A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-11 | 苏州莱特复合材料有限公司 | 一种铜基粉末冶金减摩材料及其制备方法 |
CN107904429A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-13 | 中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司 | 一种Cu‑NbSe2受电弓滑板材料的制备方法 |
CN109867523A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-11 | 比亚迪股份有限公司 | 一种高密度碳滑板的制备方法及高密度碳滑板 |
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