电力机车受电弓浸铜碳滑板的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力机车受电弓滑板，具体来讲设及一种电力机车受电弓浸铜碳滑板 的生产方法，属于受电弓滑板器件技术领域。
[0002]
【背景技术】
[0003] 铁路的电力机车化程度是发达国家交通的一个重要标志，大力发展电气化铁路是 提高运输能力、提高铁路参与市场竞争能力的最有效方法。受电弓滑板是机车供电系统中 的最重要集电元件，它安装在受电弓上，直接与接触网导线接触，属于滑动接触触头材料范 畴。通过受电弓滑板与输电网线的接触，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。
[0004] 浸铜碳滑板是将碳基体中存在的大量气孔填满金属，形成实用的凝体，集中了碳 材料和铜材料的优点，既具有粉末冶金滑板机械强度高、电阻率小的特点，又具有纯碳滑板 对导线磨损小的特点，基本解决了碳滑板机械强度低的问题，耐磨性大大提高，同时也解决 了导线磨损过快的问题，是目前被认为对线适应能力较强的滑板类型。
[0005] 我国铁路高速化发展较晚，在滑板的研制，特别是应用方面处于落后状态。目前， 随着我国铁路运输主干线路电气化程度的进一步加大，作为牵引动力的电力机车在全路机 车中的比例逐年上升。特别是第五次提速之后，客运牵引电力机车又担负了向客车供电任 务，使得受电弓滑板的重要性更为突出，它的技术状态直接影响到列车的安全运行，现有的 材料己不能满足要求，急需研制开发新型滑板，W满足我国电气化铁路的发展要求。今后我 国电力机车干线将主要采用铜合金导线，接触网导线在使用过程中磨耗严重，甚至发生断 线事故，究其原因，有多方面影响因素，其中受电弓滑板的材质是主要影响因素。从考虑成 本的首要原则是应先保护好导线，所W与铜合金接触导线匹配性能最好的浸金属碳滑板和 碳基复合材料滑板是今后的主要发展方向，其应用范围将越来越广。但目前国产浸铜碳滑 板使用寿命短，强度差，耐磨性和自润滑性方面均有待提高，使用过程中还存在很大问题。 哈大线和广深线是目前我国己投入运营的速度最快的准电气化线路，该两条线路上使用的 滑板均从德国进口，每根价值人民币近一万元。研究开发出其替代产品，既可节省外汇，又 有利于发展国内受电弓浸铜滑板生产企业，打破垄断，其经济及社会效益将十分显著。
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【发明内容】
[0007] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电阻率低，机械强度 高，耐磨性强，使用寿命长的电力机车受电弓浸铜碳滑板的生产方法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是该样的： 电力机车受电弓浸铜碳滑板的生产方法，其特征在于：步骤如下， 1)复合碳滑板的制备； 1. 1)按如下质量份备料；渐青焦粉60-80份，石墨粉12-16份，娃化石墨粉10-15份， 高温渐青30-35份； 1. 2)具体制备；按配比将渐青焦粉和石墨粉放入混捏锅内，冷混20-120分钟，然后加 入添加剂--娃化石墨粉，继续混合40-60分钟，再加入溶化后的高温渐青，在160-180°C的 温度条件下混合1-6小时，停止加热，冷却再磨粉，粒度为250-350目；将磨成250-350目的 混合粉体在油压机上预压成一阶段料柱，将一阶段料柱在120-14(TC条件下放入烘箱内固 化8-9小时，将经过固化的一阶段料柱放入挤压机内，挤出需要规格的复合碳滑板毛巧；将 复合碳滑板毛巧放入畜炉中赔烧，出炉即得复合碳滑板； 2)复合碳滑板浸铜； 将复合碳滑板用清水洗干净，放入烘箱中烘3-5个小时，冷却后将其装入耐高温石墨 相蜗内并置于1300-1400°C电炉里预热2-3小时；再将1300-1500°C烙化的过量铜液倒入上 述相蜗中W将复合碳滑板浸没，再将相蜗置于油压机中罩内，盖上中罩盖子，W免碳滑板浮 出铜液面，然后通入氮气加压，达到180-25化g/cm2,并在该压强下保温3-5分钟使铜液在 压力下渗透进入碳滑板孔隙中，泄压后将碳滑板从铜液中取出，冷却即得电力机车受电弓 浸铜碳滑板。
[0009] 其中娃化石墨粉由如下方法制备得到；将液态娃在1800-1850°C高温下渗透进入 碳石墨基体孔隙中，在此高温下液态娃与碳发生反应生成碳化娃-碳复合材料，该复合材 料即为娃化石墨，将娃化石墨磨成粉体即为娃化石墨粉。
[0010] 所述石墨粉为320目，娃化石墨粉为100目；渐青焦粉由150目和40目两种粒径 构成，两种粒径的份数相同。
[0011] 本发明在配方中加入特制的娃化石墨粉添加剂，在浸铜碳滑板中起到骨架的作 用，使金属与石墨完全吸附在微孔中，形成错综复杂的导电网状结构，提高了浸铜碳滑板的 导电性，降低电阻率，且该结构能增加滑板机械强度和提高铜浸溃的浸润角，进而提高滑板 的耐磨性和自润滑性，使浸铜碳滑板更耐磨，不伤干线，不掉块，抗冲击能力强，增加浸铜碳 滑板的使用寿命。
[0012] 总之，本发明生产的受电弓浸铜碳滑板具有电阻率低，机械强度高，耐磨性强，自 润滑性好，不伤干线，使用寿命长等优点。经测试对比，产品性能远远超过国内其他同系列 产品，达到了国外先进生产技术水平。本方法切实可行，产品性能稳定可靠，可大规模生产， 产品可代替进口浸铜碳滑板，实现浸铜碳滑板的国产化，具有良好的市场前景。
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【具体实施方式】
[0014] 本发明电力机车受电弓浸铜碳滑板的生产方法，步骤如下， 1)碳滑板的制备； 1. 1)按如下质量份备料；渐青焦粉60-80份，石墨粉12-16份，娃化石墨粉10-15份， 高温渐青30-35份；本发明对各原料粒径作如下要求；石墨粉为320目，娃化石墨粉为100 目；渐青焦粉由150目和40目两种粒径构成，两种粒径的份数相同。粒度的大小会影响受 电弓滑板的密度和孔隙率，进而影响滑板的电阻率、硬度、抗拉强度。渐青焦粉是作为粘结 剂，不同粒径的渐青焦粉作为粘结剂，主要是提高粘结性能，防止滑板的掉块现象和抗冲击 性能。石墨的自身润滑性能很好，可有效解决对导线的磨耗问题。
[0015] 其中娃化石墨粉的制取方法为；娃化石墨材料是采用液娃渗透法，将液态娃在 1800-1850°C高温下渗透进入机械用碳M106碳石墨基体孔隙中，在此高温下液态娃与碳发 生反应生成碳化娃-碳复合材料，该复合材料即为娃化石墨，由此获得的娃化石墨在磨粉 机中磨成100目的娃化石墨粉。与娃反应后保留了碳石墨基体的骨架，娃化石墨粉具有碳 和碳化娃二者的综合性能，其物理机械性能具有导热率高，硬度高，自润滑性好，耐磨性高， 对防止碳滑板在运行时掉块有很好的抑制作用。
[0016] 1.2)具体制备；按配比将两种粒度的渐青焦粉和石墨粉放入混捏锅内，冷混 20-120分钟，然后加入添加剂--娃化石墨粉，继续混合40-60分钟，再加入溶化后的高温渐 青，在160-180°C的温度条件下混合1-6小时，停止加热，冷却再磨粉，粒度为250-350目； 将磨成250-350目的混合粉体在200T的油压机上预压成一定规格的一阶段料柱，将一阶段 料柱在120-14(TC条件下放入烘箱内固化8-9小时，将经过固化的一阶段料柱放入挤压机 内，挤出需要规格的复合碳滑板毛巧；将复合碳滑板毛巧放入畜炉中赔烧，出炉即得复合碳 滑板。
[0017] 2)复合碳滑板浸铜； 将复合碳滑板用清水洗干净，放入150°C的烘箱中烘3-5个小时，冷却后将其装入耐高 温石墨相蜗内并置于1300-1400°C电炉里预热2-3小时；再将1300-1500°C烙化的过量铜液 倒入上述相蜗中W将复合碳滑板浸没，再将相蜗置于500吨油压机中罩内，盖上中罩盖子， W免碳滑板浮出铜液面，然后通入氮气加压，达到180-25化g/cm2,并在该压强下保温3-5 分钟使铜液在压力下渗透进入碳滑板孔隙中，泄压后将碳滑板从铜液中取出，冷却即得电 力机车受电弓浸铜碳滑板。
[0018] 本方法可生产的浸铜碳滑板的规格可达25mm*35mm*1350mm，是目前国内唯一能生 产长度为1350mm的整体浸铜碳滑板。
[0019] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0020] 实施例1 ;1)按如下质量份备料；渐青焦粉65份，石墨粉12份，娃化石墨粉12份， 高温渐青30份；按配比将两种粒度的渐青焦粉和石墨粉放入混捏锅内，冷混20分钟，然后 加入添加剂--娃化石墨粉，继续混合40分钟，再加入溶化后的高温渐青，在160-180°C的 温度条件下混合1小时，停止加热，冷却再磨粉，粒度为300目；将磨成300目的混合粉体在 200T的油压机上预压成一定规格的一阶段料柱，将一阶段料柱在120-140°C条件下放入烘 箱内固化8-9小时，将经过固化的一阶段料柱放入挤压机内，挤出所需规格的碳滑板毛巧； 将碳滑板毛巧放入畜炉中赔烧，出炉即得碳滑板。
[0021] 2)复合碳滑板浸铜； 将碳滑板用清水洗干净，放入150°C的烘箱中烘3-5个小时，冷却