一種高速鐵路動車組受電弓滑板及其製備方法

2023-09-20 16:26:30 1

一種高速鐵路動車組受電弓滑板及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高速鐵路動車組受電弓滑板及其製備方法。一種高速鐵路動車組受電弓滑板，主要採用以下重量份的原料製成：碳材：1～10重量份，石墨：0.3～1.5重量份，滲流金屬：1.4～4.7重量份，熔化瀝青：2.1～5.8重量份。本發明提供的高速鐵路動車組受電弓滑板具有導電性能良好，電阻小，耐電弧燒灼，抗衝擊性強、使用壽命長的優點。
【專利說明】一種高速鐵路動車組受電弓滑板及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於材料領域，涉及一種高速鐵路動車組受電弓滑板及其製備方法。
【背景技術】
[0002]近年來隨著我國高速鐵路網的快速發展和建設，高速動車組也在加快引進和製造。高速電力機車運行是靠高壓電源給高速電機驅動機車高速運行，而高壓導線和高速機車間需要有一種將導線的高壓電源和高速機車組相連通並在時速300?400公裡的時速時不間斷受流供電的部件。這一連通高速機車和高壓導線的重要部件也叫高速鐵路動車組受電弓滑板。這部件要適應高速摩擦、抗電弧、燒灼、高導電、耐高溫、抗衝擊、自潤滑而不能磨損導線而自身又要有一定的使用壽命。一般情況下，受電弓滑板要在高速情況下安全運行8?10萬公裡更換一次。目前該產品全部依靠進口而且價格昂貴，而且還存在一定的技術問題無法滿足我國長距離高密度的高速動車組的安全運行。目前國內還沒有一家能生產該
女口
廣叩ο
[0003]受電弓滑板選擇碳和墨石為基礎材料，但這二種基材有著一個共同的缺點就是電阻較高，該基材在焙燒後電阻為40?80πιΩ、mm，抗壓強度一般為49Mpa，抗衝擊強度為
0.07J/cm2，抗折強度為26Mpa。在高速運行的機車所需的電量極大，一般運行電壓25?45千伏，如果電阻太高會造成滑板與導線之間產生強大的電弧而燒灼導線造成嚴重後果和嚴重損害導線的使用壽命。顯然，碳和石墨基材的性能遠遠滿足不了高速動車組的運行要求。為了克服碳和石墨基材電阻較高的缺陷，國外進口產品一般採用價格高昂的浸金屬產品。但是浸金屬碳滑製造工藝十分複雜，成本很高，需要一整套複雜的高溫高壓金屬熔熔設備，在1800°C的高溫壓力要求在400kg2以上，所以製作十分危險，而且其生產裝置在基材長度在900_以下才可以實現浸金屬。而我國高速動車的受電弓滑板的長度為1500_，所以整體浸金屬難以做到。國外產品都是由兩頭拼接的方法來滿足長度的要求。這樣一來又將造成整體強度不夠的問題。二來由於滑板為了機車的安全運行在滑板中間設有能耐IOkg2壓力的氣道也稱為ADD自動降弓系統，設有該氣導的作用是防止機車高速運行時遇到線路因大風地沉和冰凍造成線路節點和釣杆錯位。遇到這種情況時要求滑板在這種非正常衝擊後要求滑板中間的氣道也叫ADD自動降弓系統要漏氣降壓使受電弓架下降而避免翻車等重大事故的產生。滑板兩頭拼接會造成滑板兩頭拼接處非正常漏氣而使機車降弓造成非正常路中停車，同樣會造成線路運行安全的重大事故。而且浸金屬工藝會因為碳基材料焙燒後開孔率的形成多少而發生變化，人為難以調控而造成浸金屬不到位和浸潰不夠，嚴重影響滑板的導電性和強度。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種導電性能良好，電阻小，耐電弧燒灼，抗衝擊性強、使用壽命長的高速鐵路動車組受電弓滑板。
[0005]本發明的另一目的是提供高速鐵路動車組受電弓滑板的製備方法。[0006]本發明的目的可通過如下技術方案實現:
[0007]—種高速鐵路動車組受電弓滑板，主要採用以下重量份的原料製成:碳材:1?10重量份，石墨:0.3?1.5重量份,滲流金屬:1.4?4.7重量份,熔化浙青:2.1?5.8重量份；所述的碳材為200?400目的浙青焦粉；所述的石墨為300目的電極石墨；所述的滲流金屬選自粉碎成500?1000目的銀、銅或鋅金屬粉末。
[0008]所述的高速鐵路動車組受電弓滑板，優選主要採用以下重量份的原料製成:碳材:
1.5?6.2重量份，石墨:0.3?I重量份，滲流金屬:1.8?3.2重量份，熔化浙青:2.3?
3.7重量份；進一步優選主要採用以下重量份的原料製成:碳材:2.5?4.8重量份，石墨:
0.5?0.8重量份，滲流金屬:2.3?2.9重量份，熔化浙青:2.5?3.5重量份。
[0009]所述的高速鐵路動車組受電弓滑板，主要通過以下方法製成:
[0010](I)用滲流金屬技術將滲流金屬經360?450°C、15?20Mpa/cm2滲流至碳材和石墨分子的空隙中；
[0011](2)向經金屬滲流後的碳材和石墨顆粒中加入熔化浙青，250?300°C攪拌混合進行包裹；(3)將上一步浙青包裹的顆粒經280?30(TC烘乾，15?20Mpa/cm2下再滲流，擠壓成2?6mm的片條；
[0012](4)將片條粉碎成60?320目的粉體，再加入相當於粉體質量O?30%優選10?30%的Φ0.0lmm?0.05mm長0.1?10_碳纖維或金屬纖維，放入非金屬容器內進行1000?1200rpm高速旋流而產生靜電,利用靜電將碳和金屬相向搭接,形成線向相連的導電體；
[0013](5)線向相連的導電體經模具300?400°C高溫1000?1200Mpa高壓成所需形狀規格要求的滲金屬碳型材坯料；
[0014](6)滲金屬碳型材坯料再放入焙燒爐進行高溫焙燒至1300?1500°C後自然冷卻至300°C以下出窯。
[0015]所述的高速鐵路動車組受電弓滑板優選主要通過以下方法製成:
[0016](I)將浙青焦分別磨成200?400目的兩種不同粒徑的粉體各50% ；
[0017](2)將所得的浙青焦粉、300目的電極石墨、500?1000目的滲流金屬粉末在360?450°C、20Mpa/cm2進行金屬滲流捻合、攪拌、混合，同時烘乾各種粉料中的水分,待捻合攪拌混合45?60分鐘後加入經250?300°C熔化後的熔化浙青膠，熔化浙青膠與上述粉體進行搶合、攪拌、混合45?60分鐘後取出，再放入模具內用500?600Mpa的液壓機壓成Φ280?300臟高300?350臟的料柱；
[0018](3)將所述的料柱放入恆溫烘箱內300?320°C烘I?1.5小時，取出放入800?IOOOMpa的液壓機,在15?20Mpa/cm2的壓力下再進行滲流,最後擠壓成2?6_的寬60?150mm的片條,片條自然冷卻至常溫；
[0019](4)將片條分別粉碎成60目和320目的粉體，兩種粉體的重量比為4:6 ;
[0020](5)向上一步粉碎的粉體中加入相當於粉體質量10?30%的碳纖維或金屬纖維，放入800立升的HLD-800混合機內，在IOOOrpm的轉速下利用靜電使得金屬和碳體進行相向搭接，形成線向相連的導電流動粉體；
[0021](6)將導電流動粉體裝入所需規格、形狀、尺寸的加熱鋼模內經300?400°C，IOOOMpa高溫高壓成所需要求形狀和尺寸的滲金屬碳型材坯料；[0022](7)將滲金屬碳型材坯料裝入固定容器內，再裝入蘇式窯內進行焙燒，焙燒溫度從200?220°C高溫焙燒至1300?1500°C，焙燒160?210小時，封窯自然冷卻至300°C以下出窯，出窯後的滲金屬碳型材製品經切削、精磨、粘接、加溫固化得所述的高速鐵路動車組受電弓滑板。
[0023]其中，所述的切削、精磨、粘接、加溫固化優選如下方法:
[0024]切削:對出窯後的滲金屬碳型材製品進行切削加工，再按照高速電力機車受電弓滑板的圖紙要求進行精磨至所需的弧度和尺寸要求；
[0025]精磨:用專利ZL200910029622.6製造的導電膠將經精磨加工後的滲金屬碳型材與相匹配的鋁型材進行加壓粘接，粘接時中間加入銅製口形或Φ 3 IMl的氣道；
[0026]粘接:將粘接後的滲金屬碳材與鋁託架型材進行加溫固化，固化溫度從80?150°C進行8?24小時的充分固化達到高速電力機車的使用要求，並配套安裝氣嘴、固定螺栓、密封栓得到受電弓滑板粗品；
[0027]加溫固化:用10個大氣壓對受電弓滑板粗品進行測壓是否有粘接處和氣道漏氣現象，固定螺栓之間校驗精確，合格品即為受電弓滑板成品。
[0028]本發明所述的高速鐵路動車組受電弓滑板的製備方法，包含以下步驟:
[0029](I)用滲流金屬技術將滲流金屬經360?450°C、20Mpa/cm2滲流至碳材和石墨分子的空隙中；
[0030](2)向經金屬滲流後的碳材和石墨顆粒中加入熔化浙青，250?300°C攪拌混合進行包裹；(3)將上一步浙青包裹的顆粒經300°C烘乾,20Mpa/cm2下再滲流,擠壓成2?6mm的片條；
[0031](4)將片條粉碎成60?320目的粉體，再加入相當於粉體質量O?30%優選10?30%的Φ0.0lmm?0.05mm長0.1?IOmm碳纖維或金屬纖維,放入非金屬容器內進行高速每分鐘1000轉旋流而產生靜電，利用靜電將碳和金屬相向搭接，形成線向相連的導電體；
[0032](5)線向相連的導電體經模具經300?400°C高溫IOOOMpa高壓成所需形狀規格要求的滲金屬碳型材坯料；
[0033](6)滲金屬碳型材坯料再放入焙燒爐進行高溫焙燒至1300?1500°C後自然冷卻至300°C以下出窯。
[0034]所述的高速鐵路動車組受電弓滑板的製備方法，優選包含以下步驟:
[0035](I)將浙青焦分別磨成200?400目的兩種不同粒徑的粉體各50% ；
[0036](2)將所得的浙青焦粉、300目的電極石墨、500?1000目的滲流金屬粉末在360?450°C、20Mpa/cm2進行金屬滲流捻合、攪拌、混合，同時烘乾各種粉料中的水分,待捻合攪拌混合45?60分鐘後加入經250?300°C熔化後的熔化浙青膠，熔化浙青膠與上述粉體進行搶合、攪拌、混合45?60分鐘後取出，再放入模具內用500?600Mpa的液壓機壓成Φ280?300謹高300?350謹的料柱；
[0037](3)將所述的料柱放入恆溫烘箱內300?320°C烘I?1.5小時，取出放入800?IOOOMpa的液壓機,在15?20Mpa/cm2的壓力下再進行滲流,最後擠壓成2?6_的寬60?150mm的片條,片條自然冷卻至常溫；
[0038](4)將片條分別粉碎成60目和320目的粉體，兩種粉體的重量比為4:6 ；
[0039](5)向上一步粉碎的粉體中加入相當於粉體質量10?30%的碳纖維或金屬纖維，放入800立升的HLD-800混合機內，在IOOOrpm的轉速下利用靜電使得金屬和碳體進行相向搭接，形成線向相連的導電流動粉體；
[0040](6)將導電流動粉體裝入所需規格、形狀、尺寸的加熱鋼模內經300?400°C，IOOOMpa高溫高壓成所需要求形狀和尺寸的滲金屬碳型材坯料；
[0041](7)將滲金屬碳型材坯料裝入固定容器內，再裝入蘇式窯內進行焙燒，焙燒溫度從200?220°C高溫焙燒至1300?1500°C，焙燒160?210小時，封窯自然冷卻至300°C以下出窯。
[0042]所述的高速鐵路動車組受電弓滑板還包括以下步驟:
[0043](8)對出窯後的滲金屬碳型材製品進行切削加工，再按照高速電力機車受電弓滑板的圖紙要求進行精磨至所需的弧度和尺寸要求；
[0044](9)用專利ZL200910029622.6製造的導電膠將經精磨加工後的滲金屬碳型材與相匹配的鋁型材進行加壓粘接，粘接時中間加入銅製口形或Φ3ΙΜ1的氣道；
[0045](10)將粘接後的滲金屬碳材與鋁託架型材進行加溫固化，固化溫度從80?150°C進行8?24小時的充分固化達到高速電力機車的使用要求，並配套安裝氣嘴、固定螺栓、密封栓得到受電弓滑板粗品；
[0046](11)用10個大氣壓對受電弓滑板粗品進行測壓是否有粘接處和氣道漏氣現象，固定螺栓之間校驗精確，合格品即為受電弓滑板成品。
[0047]有益效果:
[0048]本發明針對目前所採用的進口產品存在著導電性能差、滑板強度低、容易斷裂，價格昂貴、運行壽命短，導致我國目前的高速動車組運行成本十分高昂，且不適應我國長距離跨區域性氣候變化的情況，經過配方和工藝的雙重改進，提供一種在高速移動過程中導電性能良好，耐電弧燒灼，抗衝擊性強、耐磨、使用壽命長的高鐵鐵路動車組受電弓滑板。
[0049]為了實現在高速運行中不能磨損導線而自潤滑性能要極佳，同時自身又要耐磨。本發明採用碳和電極石墨作為基材起到潤滑耐磨和耐高溫。
[0050]本發明將碳材和電極石墨進行滲流金屬，滲流金屬一般採用銀、銅和鋅等高導電物質。為了增加滲流金屬的表面積和接觸面，要將滲流金屬粉碎成500?1000目的超細金屬體，用高溫滲流至碳和石墨體中間，該過程是利用碳分子和金屬分子的不同特點將超細金屬滲流進入碳分子微小的空隙，將碳分子的微小空隙變成金屬導電通體，形成碳包金屬，碳包金屬既保留了碳基材料固有的優點又兼具了金屬良導體的優勢，二者合二為一，形成了高導電、抗磨損的自潤滑物質。為了使該特點和功能的材料被製成所需要的型體件和加工成所需要的整體性好、抗衝擊性強、耐燒灼高導電的整體產品，要對經滲流金屬後的碳金屬混合體材料加入一定比例的熔化浙青進行包裹，使超細金屬粉包裹在碳分子裡。再放入用360°C的容器再進行捻合成軟體碳金屬物，再經壓機500Mpa高壓成圓柱體使其體積密度提高，然後再將圓柱體碳金屬混合體經高溫高壓成片條，進一步提高密度和金屬間的搭接率。
[0051]由於高速動車組的運行速度在300?400公裡的時速遇到導線上的節點和硬點，其衝擊力非常之大，很容易造成滑板斷裂和掉塊影響高速列車的全運行，所以為了繼續增加其真密度，達到高耐磨、高抗衝擊的目的，本發明還要將經高溫高壓擠出成的片條再進行粉碎，粉碎顆粒達到60目和300目的細度的粉體，再經模具高溫高壓成所需要求的形狀產品。產品成型後再經高溫進行焙燒進一步碳化提高其強度和導電性能。出窯後的成品碳條經過修整磨平後再用本公司發明的一種高速電力機車受電弓整體碳滑板用耐高溫導電膠，專利號:ZL200910029622.6將碳條和鋁型材託架進行粘結，中間設置有通氣的氣道，氣道兩頭設有可打開和鎖死的氣壓堵頭，兩端設有安裝螺栓。
【具體實施方式】
[0052]實施例1
[0053]一種高速鐵路動車組受電弓滑板，主要原料如下:碳材:浙青焦4重量份，石墨:電極石墨300目0.6重量份,滲流金屬:8000目銅粉2.5重量份,熔化浙青:2.9重量份；Φ0.01謹?0.05mm長3?1 2mm碳纖維I重量份。
[0054](I)將浙青焦用5IOV內分級磨粉機分別磨成200和400目的粉體各50%。
[0055](2)將浙青焦粉、電極石墨、滲流金屬，放入600立升360°C的高溫捻合機進行金屬滲流捻合攪拌(每分鐘50轉)混合，同時烘乾各種粉料中的水分,待捻合攪拌混合60分鐘後加入經300°C熔化後的高溫熔化浙青膠與上述粉體進行金屬包裹粉液捻合、混合60分鐘後取出，再放入Φ 300mm深500mm的圓形鋼製模具內用500Mpa的液壓機壓成Φ 300mm高300mm的料柱。
[0056](3)將Φ300πιπι高300mm的料柱放入恆溫300°C的烘箱內烘1.5小時，取出放入IOOOMpa的液壓機,在20Mpa/cm2的壓力下再進行碳金屬滲流,並擠壓成2?6mm的寬60?150mm的片條,然後自然冷卻至室溫。
[0057](4)將冷卻成室溫的2?6mm寬60?150mm的片條，經CF-300錘式粉碎機粉碎成4重量份60目的粉體和6重量份320目的粉體。
[0058](5)向上一步粉碎的粉體中加入碳纖維，放入800立升的HLD-800混合機內，在IOOOrpm的轉速下利用靜電使得金屬和碳體進行相向搭接，形成線向相連的導電流動粉體。
[0059](6)將導電流動粉體裝入所需規格、形狀、尺寸(長1500mm*35mm*30mm和長1500mm*60mm*30mm)的加熱鋼模內經350°C, IOOOMpa高溫高壓成所需要求形狀和尺寸的滲金屬碳型材還料。
[0060](7)將滲金屬碳型材坯料裝入固定容器內，再裝入蘇式窯內進行焙燒，焙燒溫度從200°C高溫焙燒至1500°C，焙燒210小時，封窯自然冷卻至300°C以下出窯。
[0061](8)對出窯後的滲金屬碳型材製品進行切削加工，再按照高速電力機車受電弓滑板的圖紙要求進行精磨至所需的弧度和尺寸要求。
[0062](9)用專利ZL200910029622.6實施例2製造的導電膠將經精磨加工後的滲金屬碳型材與相匹配的鋁型材進行加壓粘接，粘接時中間加入銅製口形或Φ 3 IMl的氣道。
[0063](10)將粘接後的滲金屬碳材與鋁託架型材進行加溫固化，固化溫度從80?150°C進行20小時的充分固化達到高速電力機車的使用要求，並配套安裝氣嘴、固定螺栓、密封栓得到受電弓滑板粗品。
[0064](11)用10個大氣壓對受電弓滑板粗品進行測壓是否有粘接處和氣道漏氣現象，固定螺栓之間校驗精確，合格品即為受電弓滑板成品。
[0065]實施例2
[0066]一種高速鐵路動車組受電弓滑板，主要原料如下:碳材:浙青焦4重量份，石墨:電極石墨300目0.6重量份,滲流金屬:8000目銅粉2.5重量份,熔化浙青:2.9重量份。(I)將浙青焦用5IOV內分級磨粉機分別磨成200和400目的粉體各50%。
[0067](2)將浙青焦粉、電極石墨、滲流金屬，放入600立升360°C的高溫捻合機進行金屬滲流捻合攪拌(每分鐘50轉)、混合，同時烘乾各種粉料中的水分,待捻合攪拌混合60分鐘後加入經250?300°C熔化後的高溫熔化浙青膠與上述粉體進行金屬包裹粉液捻合、混合60分鐘後取出，再放入Φ 300mm深500mm的圓形鋼製模具內用500Mpa的液壓機壓成Φ 300mm高300mm的料柱。
[0068](3)將Φ300πιπι高300mm的料柱放入恆溫300°C的烘箱內烘1.5小時，取出放入IOOOMpa的液壓機,在20Mpa/cm2的壓力下再進行碳金屬滲流,並擠壓成2?6mm的寬60?150mm的片條,然後自然冷卻至室溫。
[0069](4)將冷卻成室溫的2?6mm寬60?150mm的片條，經CF-300錘式粉碎機粉碎成4重量份60目的粉體和6重量份320目的粉體。
[0070](5)將上一步粉碎的粉體放入800立升的HLD-800混合機內，在IOOOrpm的轉速下利用靜電使得金屬和碳體進行相向搭接，形成線向相連的導電流動粉體。
[0071](6)將導電流動粉體裝入所需規格、形狀、尺寸(長1500mm*35mm*30mm和15000mm*60mm*30mm)的加熱鋼模內經350°C，IOOOMpa高溫高壓成所需要求形狀和尺寸的滲金屬碳型材坯料。
[0072](7)將滲金屬碳型材坯料裝入固定容器內，再裝入蘇式窯內進行焙燒，焙燒溫度從200°C高溫焙燒至1500°C，焙燒210小時，封窯自然冷卻至300°C以下出窯。
[0073](8)對出窯後的滲金屬碳型材製品進行切削加工，再按照高速電力機車受電弓滑板的圖紙要求進行精磨至所需的弧度和尺寸要求。
[0074](9)用專利ZL200910029622.6實施例2製造的導電膠將經精磨加工後的滲金屬碳型材與相匹配的鋁型材進行加壓粘接，粘接時中間加入銅製口形或Φ 3 IMl的氣道。
[0075](10)將粘接後的滲金屬碳材與鋁託架型材進行加溫固化，固化溫度從80?150°C進行20小時的充分固化達到高速電力機車的使用要求，並配套安裝氣嘴、固定螺栓、密封栓得到受電弓滑板粗品。
[0076](11)用10個大氣壓對受電弓滑板粗品進行測壓是否有粘接處和氣道漏氣現象，固定螺栓之間校驗精確，合格品即為受電弓滑板成品。
[0077]實施例3
[0078]—種高速鐵路動車組受電弓滑板，主要原料如下:碳材:浙青焦4重量份，石墨:電極石墨300目0.6重量份,滲流金屬:8000目銅粉2.5重量份,熔化浙青:2.9重量份；Φ0.01mm?0.05mm長3?1 2mm的銅纖維I重量份。
[0079](I)將浙青焦用5IOV內分級磨粉機分別磨成200和400目的粉體各50%。
[0080](2)將浙青焦粉、電極石墨、滲流金屬，放入600立升360°C的高溫捻合機進行金屬滲流捻合攪拌(每分鐘50轉)、混合，同時烘乾各種粉料中的水分(不用溫度)，待捻合攪拌混合60分鐘後加入經250?300°C熔化後的高溫熔化浙青膠與上述粉體進行金屬包裹粉液捻合、混合60分鐘後取出，再放入Φ300mm深500mm的圓形鋼製模具內用500Mpa的液壓機壓成Φ 300mm高300mm的料柱。
[0081](3)將Φ300πιπι高300mm的料柱放入恆溫300°C的烘箱內烘1.5小時，取出放入1000Mpa的液壓機,在20Mpa/cm2的壓力下再進行碳金屬滲流,並擠壓成2~6mm的寬60~150mm的片條,然後自然冷卻至室溫。
[0082](4)將冷卻成室溫的2~6mm寬60~150mm的片條，經CF-300錘式粉碎機粉碎成4重量份60目的粉體和6重量份320目的粉體。
[0083](5)向上一步粉碎的粉體中加入銅纖維，放入800立升的HLD-800混合機內，在1000rpm的轉速下利用靜電使得金屬和碳體進行相向搭接，形成線向相連的導電流動粉體。
[0084](6)將導電流動粉體裝入所需規格、形狀、尺寸(長1500mm*35mm*30mm和1500mm*60mm*30mm)加熱鋼模內經350°C, 1000Mpa高溫高壓成所需要求形狀和尺寸的滲金屬碳型材坯料。
[0085](7)將滲金屬碳型材坯料裝入固定容器內，再裝入蘇式窯內進行焙燒，焙燒溫度從200°C高溫焙燒至1500°C，焙燒210小時，封窯自然冷卻至300°C以下出窯。
[0086](8)對出窯後的滲金屬碳型材製品進行切削加工，再按照高速電力機車受電弓滑板的圖紙要求進行精磨至所需的弧度和尺寸要求。
[0087](9)用專利ZL200910029622.6實施例2製造的導電膠將經精磨加工後的滲金屬碳型材與相匹配的鋁型材進行加壓粘接，粘接時中間加入銅製口形或Φ 3 IMl的氣道。
[0088](10)將粘接後的滲金屬碳材與鋁託架型材進行加溫固化，固化溫度從80~150°C進行20小時的充分固化達到高速電力機車的使用要求，並配套安裝氣嘴、固定螺栓、密封栓得到受電弓滑板粗品。
[0089](11)用10個大氣壓對受電弓滑板粗品進行測壓是否有粘接處和氣道漏氣現象，固定螺栓之間校驗精確，合格品即為受電弓滑板成品。
[0090]以下是鐵道部鐵道科學研究院鐵路產品質量監督檢驗中心以據《TJ/CL328-2013動車組滑板(暫行)》規定對本發明實施例1~3產品的檢測數據:
[0091]表1
[0092]
【權利要求】
1.一種高速鐵路動車組受電弓滑板，其特徵在於主要採用以下重量份的原料製成:碳材:I~10重量份，石墨:0.3~1.5重量份，滲流金屬:1.4~4.7重量份，熔化浙青:2.1~5.8重量份；所述的碳材為200~400目的浙青焦粉；所述的石墨為300目的電極石墨；所述的滲流金屬選自粉碎成500~1000目的銀、銅或鋅金屬粉末。
2.根據權利要求1所述的高速鐵路動車組受電弓滑板，其特徵在於主要採用以下重量份的原料製成:碳材:1.5~6.2重量份，石墨:0.3~I重量份，滲流金屬:1.8~3.2重量份，熔化浙青:2.3~3.7重量份；優選主要採用以下重量份的原料製成:碳材:2.5~4.8重量份，石墨:0.5~0.8重量份，滲流金屬:2.3~2.9重量份，熔化浙青:2.5~3.5重量份。
3.根據權利要求1所述的高速鐵路動車組受電弓滑板，其特徵在於所述的高速鐵路動車組受電弓滑板主要通過以下方法製成: (1)用滲流金屬技術將滲流金屬經360~450°C、15~20Mpa/cm2滲流至碳材和石墨分子的空隙中； (2)向經金屬滲流後的碳材和石墨顆粒中加入熔化浙青，250~300°C攪拌混合進行包裹; (3)將上一步浙青包裹的顆粒經280~300°C烘乾，15~20Mpa/cm2下再滲流,擠壓成2~6_的片條； (4)將片條粉碎成60~320目的粉體，再加入相當於粉體質量10~30%的Φ0.01mm~0.05mm長0.1~IOmm碳纖維或金屬纖維,放入非金屬容器內進行1000~1200rpm高速旋流而產生靜電，利用靜電將碳和金屬相向搭接，形成線向相連的導電體； (5)線向相連的導電體經模具300~40`0°C高溫1000~1200Mpa高壓成所需形狀規格要求的滲金屬碳型材坯料； (6)滲金屬碳型材坯料再放入焙燒爐進行高溫焙燒至1300~1500°C後自然冷卻至300°C以下出窯。
4.根據權利要求3所述的高速鐵路動車組受電弓滑板，其特徵在於所述的高速鐵路動車組受電弓滑板主要通過以下方法製成: (1)將浙青焦分別磨成200~400目的兩種不同粒徑的粉體各50%； (2)將所得的浙青焦粉、300目的電極石墨、500~1000目的滲流金屬粉末在360~450°C、20Mpa/cm2進行金屬滲流捻合、攪拌、混合，同時烘乾各種粉料中的水分,待捻合攪拌混合45~60分鐘後加入經250~300°C熔化後的熔化浙青膠，熔化浙青膠與上述粉體進行搶合、攪拌、混合45~60分鐘後取出，再放入模具內用500~600Mpa的液壓機壓成Φ280~300臟高300~350臟的料柱； (3)將所述的料柱放入恆溫烘箱內300~320°C烘I~1.5小時，取出放入800~1000Mpa的液壓機,在15~20Mpa/cm2的壓力下再進行滲流,最後擠壓成2~6_的寬60~150mm的片條,片條自然冷卻至常溫； (4)將片條分別粉碎成60目和320目的粉體，兩種粉體的重量比為4:6; (5)向上一步粉碎的粉體中加入相當於粉體質量O~30%優選10~30%的碳纖維或金屬纖維,放入800立升的HLD-800混合機內，在1000rpm的轉速下利用靜電使得金屬和碳體進行相向搭接，形成線向相連的導電流動粉體；(6)將導電流動粉體裝入所需規格、形狀、尺寸的加熱鋼模內經300~400°C，1000Mpa高溫高壓成所需要求形狀和尺寸的滲金屬碳型材坯料； (7)將滲金屬碳型材坯料裝入固定容器內，再裝入蘇式窯內進行焙燒，焙燒溫度從200~220°C高溫焙燒至1300~1500°C，焙燒160~210小時，封窯自然冷卻至300°C以下出窯，出窯後的滲金屬碳型材製品經切削、精磨、粘接、加溫固化得所述的高速鐵路動車組受電弓滑板。
5.根據權利要求3或4所述的高速鐵路動車組受電弓滑板，其特徵在於所述的切削、精磨、粘接、加溫固化的具體方法如下: 切削:對出窯後的滲金屬碳型材製品進行切削加工，再按照高速電力機車受電弓滑板的圖紙要求進行精磨至所需的弧度和尺寸要求； 精磨:用專利ZL200910029622.6製造的導電膠將經精磨加工後的滲金屬碳型材與相匹配的鋁型材進行加壓粘接，粘接時中間加入銅製口形或Φ3ΙΜ1的氣道； 粘接:將粘接後的滲金屬碳材與鋁託架型材進行加溫固化，固化溫度從80~150°C進行8~24小時的充分固化達到高速電力機車的使用要求，並配套安裝氣嘴、固定螺栓、密封栓得到受電弓滑板粗品； 加溫固化:用10個大氣壓對受電弓滑板粗品進行測壓是否有粘接處和氣道漏氣現象，固定螺栓之間校驗精確，合格品即為受電弓滑板成品。
6.權利要求1~2所述的高速鐵路動車組受電弓滑板的製備方法，其特徵在於包含以下步驟: (1)用滲流金屬技術將滲流金屬經360~450°C、20Mpa/cm2滲流至碳材和石墨分子的空隙中；· (2)向經金屬滲流後的碳材和石墨顆粒中加入熔化浙青，250~300°C攪拌混合進行包裹; (3)將上一步浙青包裹的顆粒經300<€烘乾,201^^/0112下再滲流,擠壓成2~6mm的片條; (4)將片條粉碎成60~320目的粉體，再加入相當於粉體質量10~30%的Φ0.01mm~0.05mm長0.1~IOmm碳纖維或金屬纖維,放入非金屬容器內進行高速每分鐘1000轉旋流而產生靜電，利用靜電將碳和金屬相向搭接，形成線向相連的導電體； (5)線向相連的導電體經模具經300~400°C高溫1000Mpa高壓成所需形狀規格要求的滲金屬碳型材坯料； (6)滲金屬碳型材坯料再放入焙燒爐進行高溫焙燒至1300~1500°C後自然冷卻至300°C以下出窯。
7.根據權利要求6所述的高速鐵路動車組受電弓滑板的製備方法，其特徵在於具體包含以下步驟: (1)將浙青焦分別磨成200~400目的兩種不同粒徑的粉體各50%； (2)將所得的浙青焦粉、300目的電極石墨、500~1000目的滲流金屬粉末在360~450°C、20Mpa/cm2進行金屬滲流捻合、攪拌、混合，同時烘乾各種粉料中的水分,待捻合攪拌混合45~60分鐘後加入經250~300°C熔化後的熔化浙青膠，熔化浙青膠與上述粉體進行搶合、攪拌、混合45~60分鐘後取出，再放入模具內用500~600Mpa的液壓機壓成Φ280~300謹高300~350謹的料柱； (3)將所述的料柱放入恆溫烘箱內300~320°C烘I~1.5小時，取出放入800~1000Mpa的液壓機,在15~20Mpa/cm2的壓力下再進行滲流,最後擠壓成2~6_的寬60~150mm的片條,片條自然冷卻至常溫； (4)將片條分別粉碎成60目和320目的粉體，兩種粉體的重量比為4:6; (5)向上一步粉碎的粉體中加入相當於粉體質量O~30%優選10~30%的碳纖維或金屬纖維,放入800立升的HLD-800混合機內，在1000rpm的轉速下利用靜電使得金屬和碳體進行相向搭接，形成線向相連的導電流動粉體； (6)將導電流動粉體裝入所需規格、形狀、尺寸的加熱鋼模內經300~400°C，1000Mpa高溫高壓成所需要求形狀和尺寸的滲金屬碳型材坯料； (7)將滲金屬碳型材坯料裝入固定容器內，再裝入蘇式窯內進行焙燒，焙燒溫度從200~220°C高溫焙燒至1300~1500°C，焙燒160~210小時，封窯自然冷卻至300°C以下出窯。
8.根據權利要求6或7所述的高速鐵路動車組受電弓滑板的製備方法，其特徵在於還包含以下步驟: (8)對出窯後的滲金屬碳型材製品進行切削加工，再按照高速電力機車受電弓滑板的圖紙要求進行精磨至所需的弧度和尺寸要求； (9)用專利ZL200910029622.6製造的導電膠將經精磨加工後的滲金屬碳型材與相匹配的鋁型材進行加壓粘接，粘接時中間加入銅製口形或Φ3 mm的氣道； (10)將粘接後的滲金屬碳材與鋁託架型材進行加溫固化，固化溫度從80~150°C進行8~24小時的充分固化達到高速電力機車的使用要求，並配套安裝氣嘴、固定螺栓、密封栓得到受電弓滑板粗品； (11)用10個大氣壓對受電弓滑板粗品進行測壓是否有粘接處和氣道漏氣現象，固定螺栓之間校驗精確，合格品即為受電弓滑板成品。
【文檔編號】B60L5/20GK103847527SQ201410074682
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月3日 優先權日:2014年3月3日
【發明者】凌躍成 申請人:宜興市溢洋墨根材料有限公司