一种受流器碳滑板的制作方法

本发明属于轨道交通车辆部件，具体涉及一种受流器碳滑板。

背景技术：

1、受流器主要安装在列车转向架的两侧，受流器碳滑板直接与第三轨接触，通过受流器滑板与第三轨的滑动接触获得电能。受流器、第三轨、受流器碳滑板三者共同为地铁的运行提供稳定的电流。在列车运行过程中，受流器碳滑板始终与回流轨来回移动，因此要求碳滑板具有优异的性能。

2、当前，国内普遍使用的碳滑板主要有纯碳碳滑板和浸金属碳滑板，纯碳碳滑板具有自润滑效果，但机械强度较差，容易崩边、掉块。纯碳碳滑板的基体为石墨碳，石墨电阻大，会加剧受流器的磨损。浸铜碳滑板加入金属铜后导电性显著增强，但冲击韧性及磨耗仍不能满足目前轨道交通列车的运行需求，且产品均匀性差、成品率低。随着当前轨道列车的高速发展，对受流器的要求将更加严苛，要求碳滑板兼具有高导电性、高冲击韧性、高强度、低磨耗等特性。当前普遍使用的碳滑板已无法满足轨道列车的需求，成为限制轨道交通行业发展的主要因素之一。因此，设计一种具有优异性能的新型碳纤维滑板有望取代当前的碳滑板成为下一代理想材料。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有受流器碳滑板存在的耐磨性能差、冲击韧性差、强度低等问题，提供一种结构紧凑、抗冲击能力强、使用寿命长且与受流器匹配性高的受流器碳滑板。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种受流器碳滑板，包括：碳条、铝托架和螺栓，所述螺栓设置在铝托架底部，用于连接回流轨，所述碳条设置在铝托架顶部，用于连接受流器，所述碳条在轴向上由碳纤维层与铜网层编织成三维多孔网状结构，且层与层之间通过针刺编织以实现碳纤维与铜网自成一体。

4、作为本发明的进一步改进，所述三维多孔网状结构的层厚度为0.8～0.85mm,网状结构的孔隙密度为1.1～2.0mm。

5、作为本发明的进一步改进，所述碳纤维层与铜网层的数量比为1～4∶1。

6、作为本发明的进一步改进，所述碳纤维层与铜网层的铺层方向为0°或45°或-45°或90°。

7、作为本发明的进一步改进，所述碳纤维层采用的碳纤维为t700,单丝直径为6μm，强度为7gpa,所述铜网层采用的铜丝丝径为0.2mm。

8、作为本发明的进一步改进，所述碳条中碳纤维的含量为62%，铜的含量为38%。

9、作为本发明的进一步改进，所述碳条切割成梯形结构，且碳条的整体高度为14.0～15.0mm,长度为300～310mm。

10、作为本发明的进一步改进，所述受流器碳滑板浸渍石蜡或者浸渍灭弧油，以实现灭弧。

11、作为本发明的进一步改进，所述铝托架的侧部设有包边。

12、作为本发明的进一步改进，所述包边的厚度为8.0～9.0mm。

13、与现有技术相比，本发明的优点在于：

14、本发明的受流器碳滑板，通过将碳条设置为在轴向上由碳纤维层与铜网层编织成的三维多孔网状结构，且层与层之间通过针刺编织以实现碳纤维与铜网自成一体，通过添加铜网提高碳条的冲击韧性和抗折强度，且电阻率低、材质均匀、一致性好，灭电弧性能优异，通过添加碳纤维，提高材质的冲击韧性，解决崩边、掉块难题。通过编织方式加入铜网使得铜分布均匀、含量可控，改善碳滑板磨耗均匀性。进一步地，采用无定形碳结构降低对环境湿度的敏感性，利用碳纤维和铜网编织形成的三维网络结构有效应对极冷环境下磨损加剧的问题，提高了碳滑板在极冷环境下的使用稳定性。

技术特征：

1.一种受流器碳滑板，其特征在于，包括：碳条（1）、铝托架（2）和螺栓（3），所述螺栓（3）设置在铝托架（2）底部，用于连接回流轨，所述碳条（1）设置在铝托架（2）顶部，用于连接受流器，所述碳条（1）在轴向上由碳纤维层与铜网层编织成三维多孔网状结构，且层与层之间通过针刺编织以实现碳纤维与铜网自成一体。

2.根据权利要求1所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述三维多孔网状结构的层厚度为0.8～0.85mm,网状结构的孔隙密度为1.1～2.0mm。

3.根据权利要求1所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述碳纤维层与铜网层的数量比为1～4∶1。

4.根据权利要求3所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述碳纤维层与铜网层的铺层方向为0°或45°或-45°或90°。

5.根据权利要求1所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述碳纤维层采用的碳纤维为t700,单丝直径为6μm，强度为7gpa,所述铜网层采用的铜丝丝径为0.2mm。

6.根据权利要求5所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述碳条（1）中碳纤维的含量为62%，铜的含量为38%。

7.根据权利要求1所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述碳条（1）切割成梯形结构，且碳条（1）的整体高度为14.0～15.0mm,长度为300～310mm。

8.根据权利要求1所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述受流器碳滑板浸渍石蜡或者浸渍灭弧油，以实现灭弧。

9.根据权利要求1所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述铝托架（2）的侧部设有包边（21）。

10.根据权利要求9所述的受流器碳滑板，其特征在于，所述包边（21）的厚度为8.0～9.0mm。

技术总结
本发明公开了一种受流器碳滑板，包括：碳条、铝托架和螺栓，所述螺栓设置在铝托架底部，用于连接回流轨，所述碳条设置在铝托架顶部，用于连接受流器，所述碳条在轴向上由碳纤维层与铜网层编织成三维多孔网状结构，且层与层之间通过针刺编织以实现碳纤维与铜网自成一体。本发明具有结构牢固、抗冲击能力强、性能稳定，安全性高等优点，通过添加碳纤维，提高材质的冲击韧性，解决崩边、掉块难题；通过编织方式加入铜网使得铜分布均匀、含量可控，改善了碳滑板磨耗均匀性。本发明很好地解决了现有受流器碳滑板存在的耐磨性能差、冲击韧性差、强度低等问题，保障了行车安全。

技术研发人员：邓巧,李林,吴生提,黄志华,张晶福,王达,吴飞,黄仲林,邓闹
受保护的技术使用者：株洲国创轨道科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4