專利名稱：一種受電弓純碳滑板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力機車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種受電弓純碳滑板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國電氣化鐵路建設(shè)有了很大的發(fā)展，而且向高速化發(fā)展，電氣化鐵路的高速化，必然會遇到的關(guān)鍵問題之一就是高速受流，良好的高速受流性能取決于受電弓滑板和接觸線之間的相互匹配構(gòu)成的摩擦副，受電弓滑板是關(guān)鍵技術(shù)，目前國內(nèi)的受電弓滑板一般采用金屬滑板、浸金屬滑板，盡管具有自身耐磨、抗沖擊的特點，但是其對導(dǎo)線磨損大，國內(nèi)生產(chǎn)的碳滑板，由于受配方和加工工藝的限制，壽命較短，而且是由較短的碳滑板組合成符合使用要求的長滑板，因而其性能不好，主要表現(xiàn)為抗沖擊強度、耐磨性、集電性、使用壽命較低和重量較重，不適宜國內(nèi)高速電氣化鐵路建設(shè)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進已有技術(shù)的不足而提供一種滑板為一體、長度達到1250毫米、電阻率及接觸電阻小、載流容量大、磨耗小、潤滑性好、強度高、高熔點和熱導(dǎo)率、耐電弧和腐蝕性好、重量輕的受電弓碳滑板及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種受電弓純碳滑板，其特點是包含(重量百分比)石墨粉50-80％，樹脂粘合劑15-35％，炭黑3-15％和硬脂酸2-5％。
樹脂粘合劑為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂。
樹脂粘合劑優(yōu)選環(huán)氧樹脂6101、1551、1681，酚醛樹脂中的6400A、2893A。
硬脂酸優(yōu)選使用硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅和硬脂酸鈣。
本發(fā)明一種受電弓純碳滑板的生產(chǎn)方法，是該方法包括以下步驟a、按配方檢驗選取材料；b、原材料粉碎，將石墨粉粉碎為30-80目粒度；c、原材料混合，將選取準備好的材料放入混提鍋混合0.5-2小時；d、原材料研磨，將混合后的原料放入球磨機內(nèi)進行球磨；e、成型，將球磨好的原料進行熱壓成型，溫度保持在200℃，壓力12-18Mpa；f、燒結(jié)，將熱壓成型的滑板裝爐燒結(jié)；g、檢驗，將燒結(jié)后的滑板進行檢驗入庫。
燒結(jié)是燒結(jié)時間為200小時。
燒結(jié)過程中在常溫至130℃燒結(jié)10小時，130℃-200℃燒結(jié)15小時，200℃-450℃燒結(jié)40小時，450℃-650℃燒結(jié)50小時，650℃-850℃燒結(jié)40小時，850℃-600℃燒結(jié)20小時，600℃-360℃燒結(jié)25小時。
在燒結(jié)過程中純碳滑板與空氣隔絕。
在燒結(jié)過程中純碳滑板與空氣隔絕可以采用裝爐過程中采用碳粉或者三氧化二鋁作為填充物填充純碳滑板間空隙，也可以使用氮氣作為保護氣體，還可以使用真空爐進行燒結(jié)。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下顯著特點和積極效果本發(fā)明碳滑板是包含石墨粉、樹脂粘合劑、炭黑和硬脂酸，石墨具有耐高溫性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、潤滑性、化學(xué)穩(wěn)定性等，樹脂粘合劑具有耐高溫、粘結(jié)強度高、抗化學(xué)性和熱處理性，添加硬脂酸主要是增加了糊料塑性，便于大規(guī)格形狀復(fù)雜、壓縮比比較大的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中減少摩擦力，其本身起潤滑劑的作用。炭黑是由平均直徑為2～3nm的球狀或鏈狀粒子聚積而成的，內(nèi)部是含有直徑3～500nm的微結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可以和各種游離基反應(yīng)，炭黑主要作為增強劑使用，其他還用作顏料(油墨、塑料、涂料用)，導(dǎo)電劑，催化劑載體、超硬質(zhì)合金材料。
本發(fā)明使用上述原料通過原料篩選、粉碎、混合、球磨、基體成型、燒結(jié)而成，通過在碳基體材料中加入炭黑等物質(zhì)，抑制脆性，提高韌性、強度，避免高速行車導(dǎo)致滑板受損，在特定的條件下對滑板進行燒結(jié)，燒結(jié)是在隔絕空氣的情況下進行，目的在于排除揮發(fā)份，是粘結(jié)劑焦化，使滑板具有一定的理化性能，降低電阻，縮小體積。本發(fā)明純碳滑板的主要指標如下密度(g/cm3)在1.68-1.80，硬度(HS)在62-79，電阻率(μΩm)26.7-28.18，抗彎強度(Mpa)47.1-65.3，抗壓強度(Mpa)93-136，沖擊韌性(T/cm2)0.13-0.17，接觸線磨耗比(mm2/萬弓架次)0.10，滑板磨耗比(mm/萬機車公里)0.6-1.5，各項指標均超過國家標準。
四、具體實施方案下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1，一種受電弓純碳滑板，是稱取石墨粉50kg，樹脂粘合劑35kg，炭黑12kg和硬脂酸3kg，樹脂粘合劑為環(huán)氧樹脂中6101，硬脂酸使用硬脂酸鋅，將石墨粉粉碎為30-80目粒度，將選取準備好的材料放入混提鍋混合0.5-2小時，本實施例混合1小時，將混合后的原料放入球磨機內(nèi)進行球磨，將球磨好的原料進行熱壓成型，溫度保持在200℃，壓力12-18Mpa，將熱壓成型的滑板裝爐燒結(jié)，裝爐時采用水平擺放，碳粉作為填充料，使純碳滑板與空氣隔絕，將燒結(jié)后的滑板進行檢驗入庫即可，燒結(jié)過程是燒結(jié)200小時，其中常溫至130℃燒結(jié)10小時，130℃-200℃燒結(jié)15小時，200℃-450℃燒結(jié)40小時，450℃-650℃燒結(jié)50小時，650℃-850℃燒結(jié)40小時，850℃-600℃燒結(jié)20小時，600℃-360℃燒結(jié)25小時。
實施例2，一種受電弓純碳滑板，是稱取石墨粉80kg，樹脂粘合劑15kg，炭黑3kg和硬脂酸2kg，樹脂粘合劑為環(huán)氧樹脂中的1551，硬脂酸使用硬脂酸鈣，將石墨粉粉碎為30-80目粒度，將選取準備好的材料放入混提鍋混合0.5-2小時，本實施例混合2小時，將混合后的原料放入球磨機內(nèi)進行球磨，將球磨好的原料進行熱壓成型，溫度保持在200℃，壓力12-18Mpa，將熱壓成型的滑板裝爐燒結(jié)，裝爐時采用三氧化二鋁預(yù)埋方式，使碳滑板與空氣隔絕，將燒結(jié)后的滑板進行檢驗入庫即可，燒結(jié)過程是常溫至130℃燒結(jié)10小時，130℃-200℃燒結(jié)15小時，200℃-450℃燒結(jié)40小時，450℃-650℃燒結(jié)50小時，650℃-850℃燒結(jié)40小時，850℃-600℃燒結(jié)20小時，600℃-360℃燒結(jié)25小時。
實施例3，一種受電弓純碳滑板，是稱取石墨粉70kg，樹脂粘合劑20kg，炭黑5kg和硬脂酸5kg，樹脂粘合劑為環(huán)氧樹脂中的1681，硬脂酸使用硬脂酸鋅，將石墨粉粉碎為30-80目粒度，將選取準備好的材料放入混提鍋混合0.5-2小時，本實施例混合0.5小時，將混合后的原料放入球磨機內(nèi)進行球磨，將球磨好的原料進行熱壓成型，溫度保持在200℃，壓力12-18Mpa，將熱壓成型的滑板裝爐燒結(jié)，燒結(jié)時采用氮氣作為保護氣體，使碳滑板與空氣隔絕，將燒結(jié)后的滑板進行檢驗入庫即可，燒結(jié)過程是常溫至130℃燒結(jié)10小時，130℃-200℃燒結(jié)15小時，200℃-450℃燒結(jié)40小時，450-650℃燒結(jié)50小時，650℃-850℃燒結(jié)40小時，850℃-600℃燒結(jié)20小時，600℃-360℃燒結(jié)25小時。
實施例4，一種受電弓純碳滑板，是稱取石墨粉75kg，樹脂粘合劑14kg，炭黑9kg和硬脂酸2kg，樹脂粘合劑為酚醛樹脂中的6400A，硬脂酸使用硬脂酸鋅，將石墨粉粉碎為30-80目粒度，將選取準備好的材料放入混提鍋混合0.5-2小時，本實施例混合1.5小時，將混合后的原料放入球磨機內(nèi)進行球磨，將球磨好的原料進行熱壓成型，溫度保持在200℃，壓力12-18Mpa，將熱壓成型的滑板裝爐燒結(jié)，采用真空爐燒結(jié)，將燒結(jié)后的滑板進行檢驗入庫即可，燒結(jié)過程是燒結(jié)200小時，其中常溫至130℃燒結(jié)10小時，130℃-200℃燒結(jié)15小時，200℃-450℃燒結(jié)40小時，450℃-650℃燒結(jié)50小時，650℃-850℃燒結(jié)40小時，850℃-600℃燒結(jié)20小時，600℃-360℃燒結(jié)25小時。
實施例5，一種受電弓純碳滑板，是稱取石墨粉65kg，樹脂粘合劑24kg，炭黑7kg和硬脂酸4kg，樹脂粘合劑為酚醛樹脂中的2893A，硬脂酸使用硬脂酸鋅，將石墨粉粉碎為30-80目粒度，將選取準備好的材料放入混提鍋混合0.5-2小時，本實施例混合1.5小時，將混合后的原料放入球磨機內(nèi)進行球磨，將球磨好的原料進行熱壓成型，溫度保持在200℃，壓力12-18Mpa，將熱壓成型的滑板裝爐燒結(jié)，采用真空爐燒結(jié)，將燒結(jié)后的滑板進行檢驗入庫即可，燒結(jié)過程是常溫至130℃燒結(jié)10小時，130℃-200℃燒結(jié)15小時，200℃-450℃燒結(jié)40小時，450℃-650℃燒結(jié)50小時，650℃-850℃燒結(jié)40小時，850℃-600℃燒結(jié)20小時，600℃-360℃燒結(jié)25小時。
權(quán)利要求
1.一種受電弓純碳滑板，其特征是包含(重量百分比)石墨粉50-80％，樹脂粘合劑15-35％，炭黑3-15％和硬脂酸2-5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受電弓純碳滑板，其特征是樹脂粘合劑為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種受電弓純碳滑板，其特征是樹脂粘合劑優(yōu)選環(huán)氧樹脂6101、1551、1681，酚醛樹脂中的6400A、2893A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受電弓純碳滑板，其特征是硬脂酸優(yōu)選使用硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅和硬脂酸鈣。
5.一種權(quán)利要求1所述的一種受電弓純碳滑板的生產(chǎn)方法，其特征是該方法包括以下步驟a、按配方檢驗選取材料；b、原材料粉碎，將石墨粉粉碎為30-80目粒度；c、原材料混合，將選取準備好的材料放入混提鍋混合0.5-2小時；d、原材料研磨，將混合后的原料放入球磨機內(nèi)進行球磨；e、成型，將球磨好的原料進行熱壓成型，溫度保持在200℃，壓力12-18Mpa；f、燒結(jié)，將熱壓成型的滑板裝爐燒結(jié)；g、檢驗，將燒結(jié)后的滑板進行檢驗入庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種受電弓純碳滑板的生產(chǎn)方法，其特征是燒結(jié)200小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種受電弓純碳滑板的生產(chǎn)方法，其特征是燒結(jié)過程中在常溫至130℃燒結(jié)10小時，130℃-200℃燒結(jié)15小時，200℃-450℃燒結(jié)40小時，450℃-650℃燒結(jié)50小時，650℃-850℃燒結(jié)40小時，850℃-600℃燒結(jié)20小時，600℃-360℃燒結(jié)25小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種受電弓純碳滑板的生產(chǎn)方法，其特征是在燒結(jié)過程中純碳滑板與空氣隔絕。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種受電弓純碳滑板的生產(chǎn)方法，其特征是在燒結(jié)過程中純碳滑板與空氣隔絕可以采用裝爐過程中采用碳粉或者三氧化二鋁作為填充物填充純碳滑板間空隙，也可以使用氮氣作為保護氣體，還可以使用真空爐進行燒結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種受電弓純碳滑板，是包含(重量百分比)石墨粉50－80％，樹脂粘合劑15－35％，炭黑3－15％和硬脂酸2－5％，是通過原料篩選、粉碎、混合、球磨、基體成型、燒結(jié)而成，通過在碳基體材料中加入炭黑等，抑制碳素材料機械性能差，提高韌性、強度，避免高速導(dǎo)致滑板受損，在特定的條件下對滑板進行燒結(jié)，本發(fā)明為一體，長度達到1250毫米，具有良好的導(dǎo)電性、耐電弧性、耐腐蝕性和摩擦性能，使用壽命長，對接觸網(wǎng)導(dǎo)線摩擦小，其抗沖擊性、輕量化、曲線形狀等性能能夠滿足高速受電弓滑板的需要。
文檔編號B60L5/20GK1805062SQ200610042178
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月9日
發(fā)明者孫積海, 孫浩斌, 蔡世巖 申請人:孫積海