專利名稱：新型高速列車受電弓滑塊材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新材料的開發(fā)與應(yīng)用，屬于金屬功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速鐵路是 我國重點發(fā)展的一種新型有軌交通系統(tǒng)，該系統(tǒng)為電力驅(qū)使系統(tǒng)，最高時速可達(dá)350km/h以上，具有運(yùn)輸能力大、速度快、安全性能好、能源消耗低、污染輕等優(yōu)點，有不可取代的優(yōu)越性。高速列車的發(fā)展對其關(guān)鍵部件一受電弓滑塊，提出了較高的性能要求，如高導(dǎo)電、高耐磨、耐沖擊。目前關(guān)于這種部件的制備、結(jié)構(gòu)和性能尚缺乏系統(tǒng)深入的研究，現(xiàn)有的滑塊材料在實際使用中都存在諸多問題，目前我國實際應(yīng)用的滑塊材料大多采用進(jìn)口產(chǎn)品。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利(CN200810136998)公開了一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、耐氧化、抗熔焊、耐電弧燒損和電壽命長的并且具有自潤滑能力的Cu/Ti3SiC2電接觸材料及其制備工藝。Cu/ Ti3SiC2電接觸材料是由純銅粉或銅合金粉與重量百分比為O. 01 80. 0%的Ti3SiC2粉末，通過粉末冶金工藝方法制備的。但是這種材料在高速高溫下，Ti3SiC2容易分解成硬質(zhì)雜質(zhì)TiC以及Ti3SiC2高溫聚集體，都會對磨損性能有極大影響。其余現(xiàn)有技術(shù)公開的滑塊材料雖都具有一定耐磨性能和導(dǎo)電性能的銅基粉末冶金材料，但是成分工藝比較傳統(tǒng)，很難在性能上有較大突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型高速列車受電弓滑塊材料，應(yīng)用于高速列車導(dǎo)電系統(tǒng)上時，可適應(yīng)高溫、高速、重載、大沖擊、潤滑不良等惡劣環(huán)境，滿足高速列車滑塊的各項性能指標(biāo)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，該合金材料的成份組成為銅(Cu)、鈦硅碳(Ti3SiC2)、石墨(C)，各元素其質(zhì)量百分含量如下
Ti3SiC27 13%，
C2. 9-3. 1%,
Cu余量。
優(yōu)選，所述鈦硅碳(Ti3SiC2)其占混合后本發(fā)明銅基粉末冶金材料質(zhì)量百分含量為
10%。優(yōu)選，所述石墨(C)確定其占混合后本發(fā)明銅基粉末冶金材料質(zhì)量百分含量為3%，即3%石墨含量為本發(fā)明銅基粉末冶金材料最佳石墨含量。各元素組分的粉末顆粒大小范圍的選擇不是本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)貢獻(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)有常規(guī)理論，粉末越細(xì)，壓坯密度越大，燒結(jié)后，孔洞小，組織更致密，性能更佳，但是粉末越細(xì)，所需的壓制力也越大。粉末顆粒范圍選在常規(guī)的200目到600目之間都可適用。所述銅為等軸晶系，銅型立方晶體結(jié)構(gòu)排列，具有良好的耐磨損、延展性、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性，是目前應(yīng)用最廣的導(dǎo)電集電材料。
所述石墨為六方層狀結(jié)構(gòu)，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗腐蝕、耐輻射、耐高低溫等特性，但質(zhì)脆，強(qiáng)度低。廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電材料領(lǐng)域，因為其既保留了優(yōu)秀的電導(dǎo)、熱導(dǎo)性能，又具有固體潤滑劑性能和抗熔焊作用。所述鈦硅碳(Ti3SiC2)是一種新型三元層狀陶瓷材料，兼有金屬和陶瓷性能。高屈服強(qiáng)度，高熔點，高熱穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度以及良好的抗氧化、抗熱震性能和耐腐蝕性能，同時又具有高熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率，機(jī)械加工性能好，良好的高溫塑性，比石墨更低的摩擦系數(shù)和更好的自潤滑性能。本發(fā)明采用傳統(tǒng)的粉末冶金工藝方法制備按照上述技術(shù)方案合金成份配比進(jìn)行壓制燒結(jié)工藝，生產(chǎn)出的銅鈦硅碳石墨粉末冶金材料能夠滿足高速列車受電弓滑塊性能要求，本發(fā)明材料性能特點如下
權(quán)利要求
1.一種新型高速列車受電弓滑塊材料，其特征在于，該合金材料成份組成按其質(zhì)量百分含量如下 Ti3SiC27 13%， C2. 9-3. 1%, Cu余量。
2.如權(quán)利要求I所述的新型高速列車受電弓滑塊材料，其特征在于，所述Ti3SiC2其質(zhì)量百分含量為10%。
3.如權(quán)利要求I所述的新型高速列車受電弓滑塊材料，其特征在于，所述C其質(zhì)量百分含量為3%。
全文摘要
一種新型高速列車受電弓滑塊材料，屬于金屬功能材料技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，該合金材料成份組成按其質(zhì)量百分含量Ti3SiC2為7~13%，C是2.9-3.1%，Cu為余量。由本發(fā)明材料制成的受電弓滑塊材料具有優(yōu)良的減摩性能、自潤滑性能、導(dǎo)電性能、耐電弧燒損性能、耐候性能以及較高的強(qiáng)度和剛度，并且加工工藝簡單，機(jī)械加工性能良好，成本低廉。該種材料應(yīng)用于高速列車導(dǎo)電系統(tǒng)上時，可適應(yīng)高溫、高速、重載、大沖擊、潤滑不良等惡劣環(huán)境，實現(xiàn)了高速列車滑塊的各項性能指標(biāo)，對保證列車的安全正常工作和降低高鐵系統(tǒng)的運(yùn)營成本有極大的現(xiàn)實意義。
文檔編號C22C32/00GK102618771SQ201210065849
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者何國求, 劉斌, 劉曉山, 張玉剛, 袁永立, 趙小根 申請人:同濟(jì)大學(xué)