一種受電弓石墨基滑板的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種受電弓石墨基滑板的制備方法，它包括55-82％石墨粉、10-28％鍍銅碳纖維、3-7％鉛粉及作為添加劑1-2％鎳粉、0.5-1％鈷粉的配方及其制備工藝步驟和條件：配方計量、濕磨混勻、真空干燥、壓制成型、熱壓燒結，制得受電弓石墨基滑板。它具有抗沖擊韌性強、摩擦系數小、電阻率低、制備工藝簡單、工藝過程容易控制、投入成本較低、制備過程無污染、產品用途廣泛等優點，適于鐵路、地鐵和城市輕軌的機車受電弓配備應用。
【專利說明】—種受電弓石墨基滑板的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種受電弓石墨基滑板的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著鐵路、地鐵和城市輕軌的高速化發展，高速電力機車運行里程和運行速度逐漸增加，對受電弓滑板材料的要求也越來越高。雖然傳統的受電弓滑板，諸如碳滑板、純金屬滑板、粉末冶金滑板和浸金屬碳滑板都有各自的優缺點，但都不能完全滿足電力機車的使用需求。因此業內急需研究出強度高、導電好以及耐磨性能好的受電弓復合材料滑板。由于受電弓復合材料滑板有純碳滑板的優良的自潤性，還可以添加增強相來提高滑板的抗折強度和抗沖擊性，具有優異的綜合性能，所以是近年來科技人員廣泛研究的課題。
[0003]發達國家對于受電弓復合材料滑板的研究歷史悠久，英國、美國、德國以及日本等國家在理論研究以及應用研究等方面均取得了較為先進的成果。但在我國由于制備工藝方法尚未成熟，所以限制了復合材料滑板在高速電力機車上的實際應用。
[0004]為解決上述問題，中國專利CN102059339A公開了“一種銅基受電弓滑板材料的制備方法”，它是以彌散強化銅粉為基體，以鍍銅石墨為減磨材料，以錫、鉛金屬粉體為添加齊U，將以上粉體在混料機上混合均勻后，再經熱壓燒結即成受電弓銅基滑板。盡管該受電弓滑板具有較好的高溫強度、硬度、耐磨性和抗熔焊性能，但客觀上存在如下不足:一是所制備的受電弓滑板只適合于低速電車上使用；二是滑板的耐磨性較差，使用壽命較短，以致機車維護費用高。
[0005]因此，研發一種受電弓石墨基滑板的制備方法就顯得十分重要。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種受電弓石墨基滑板的制備方法。
[0007]本發明為實現上述目的，采用以下技術方案:
[0008]受電弓石墨基滑板的制備方法:
[0009](I)原料組分配比為55-82%石墨粉、10-28%鍍銅碳纖維、3-7%鉛粉及作為添加劑1-2%鎳粉、0.5-1%鈷粉；
[0010](2)具體工藝步驟和條件如下:
[0011]A.配方計量，按原料組分稱量所需的石墨粉、鍍銅碳纖維、鉛粉、鎳粉和鈷粉；
[0012]B.濕磨混勻，將步驟A的原料放入在球磨機中濕磨混合均勻；
[0013]C.真空干燥，將步驟B濕磨后的原料放入到真空干燥箱中干燥3小時；
[0014]D.壓制成型，將步驟C真空干燥后的原料壓制成型；
[0015]E.熱壓燒結，將步驟D壓制品放到熱壓燒結爐中進行燒結，制得受電弓石墨基滑板。
[0016]本發明的有益效果:
[0017]1.以彌散強化石墨粉代替傳統的純石墨粉，制備的受電弓石墨基滑板綜合性能好，具有抗沖擊韌性強、摩擦系數小、電阻率低等優點；
[0018]2.制備工藝簡單，工藝過程容易控制，投入成本較低；
[0019]3.制備過程無污染，對環境友好；
[0020]4.產品用途廣泛，適于鐵路、地鐵和城市輕軌的機車受電弓配備應用。
[0021]說明書中所述的百分比都是質量百分比，所配原材料國內易購。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細地描述。
[0023]受電弓石墨基滑板的制備方法:
[0024](I)原料組分配比為55-82%石墨粉、10-28%鍍銅碳纖維、3-7%鉛粉及作為添加劑1-2%鎳粉、0.5-1%鈷粉；
[0025](2)具體工藝步驟和條件如下:
[0026]A.配方計量，按原料組分稱量所需的石墨粉、鍍銅碳纖維、鉛粉、鎳粉和鈷粉；
[0027]B.濕磨混勻，將步驟A的原料放入在球磨機中濕磨混合均勻；
[0028]C.真空干燥，將步驟B濕磨后的原料放入到真空干燥箱中干燥3小時；
[0029]D.壓制成型，將步驟C真空干燥后的原料壓制成型；
[0030]E.熱壓燒結，將步驟D壓制品放到熱壓燒結爐中進行燒結，制得受電弓石墨基滑板。
[0031]所述原料組分中石墨粉的粒徑為36-65 μ m,鍍銅碳纖維的粒徑為3_6 μ m,鉛粉的粒徑為6-10 μ m,鎳粉的粒徑為2-5 μ m,鈷粉的粒徑為1.5-4 μ m。
[0032]所述步驟B球磨機的球料比為5:1,磨球為硬質合金球,轉速為260r/min,球磨介質為無水乙醇。
[0033]所述步驟C干燥溫度為75°C。
[0034]所述步驟D熱壓燒結溫度為900-1100°C，壓力為50_80MPa，保壓20_60min。
[0035]實施例1
[0036]將80%石墨粉、13%鍍銅碳纖維、作為添加劑的5%鉛粉、1.5%鎳粉、0.5%鈷粉配好，混合球磨5小時，將混合好的料放入熱壓機中，在溫度為1000°C，壓力為60MPa下進行熱壓燒結，保壓時間為40min，得受電弓石墨基滑板。
[0037]經檢測:所得石墨基受電弓滑板的致密度為99.5%，沖擊韌性為5.6J/cm2，布氏硬度為790HBS，室溫電阻率為0.13μ Ω.m，抗彎強度為263MPa。
[0038]實施例2
[0039]將66%石墨粉、28%鍍銅碳纖維、作為添加劑的3%鉛粉、2%鎳粉和1%鈷粉配好，混合球磨5小時，將混合好的料放入熱壓機中，在溫度為950°C，壓力為SOMPa下進行熱壓，保壓時間為20min，得受電弓石墨基滑板。
[0040]經檢測:所得石墨基受電弓滑板的致密度為99.7%，沖擊韌性為5.9J/cm2，布氏硬度為830HBS，室溫電阻率為0.09μ Ω.m，抗彎強度為275MPa。
[0041]實施例3
[0042]將71.2%石墨粉、20%鍍銅碳纖維、作為添加劑的7%鉛粉、I %鎳粉和0.8%鈷粉配好，混合球磨5小時，將混合好的料放入熱壓機中，在溫度為900°C，壓力為70MPa下進行熱壓，保壓時間為30min，得受電弓石墨基滑板。
[0043]經檢測:所得石墨基受電弓滑板的致密度為99.2%，沖擊韌性為4.8J/cm2，布氏硬度為750HBS，室溫電阻率為0.21 μ Ω.m，抗彎強度為219MPa。
[0044]實施例4
[0045]將76%石墨粉、15%鍍銅碳纖維、作為添加劑的6%鉛粉、2%鎳粉和1%鈷粉配好，混合球磨5小時，將混合好的料放入熱壓機中，在溫度為I100C，壓力為50MPa下進行熱壓，保壓時間為60min，得受電弓石墨基滑板。
[0046]經檢測:所得石墨基受電弓滑板材料的致密度為99.4%，沖擊韌性為6.2J/cm2，布氏硬度為783HBS，室溫電阻率為0.16μ Ω.m，抗彎強度為232MPa。
[0047]如上所述，便可較好地實現本發明。
[0048]上述實施例僅為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他未背離本發明的精神實質與原理下所做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種受電弓石墨基滑板的制備方法，其特征在于 (1)原料組分配比為55-82%石墨粉、10-28%鍍銅碳纖維、3-7%鉛粉及作為添加劑1-2%鎳粉、0.5-1%鈷粉； (2)具體工藝步驟和條件如下: A.配方計量，按原料組分稱量所需的石墨粉、鍍銅碳纖維、鉛粉、鎳粉和鈷粉； B.濕磨混勻,將步驟A的原料放入在球磨機中濕磨混合均勻； C.真空干燥，將步驟B濕磨后的原料放入到真空干燥箱中干燥3小時； D.壓制成型，將步驟C真空干燥后的原料壓制成型； E.熱壓燒結，將步驟D壓制品放到熱壓燒結爐中進行燒結，制得受電弓石墨基滑板。
2.根據權利要求1的制備方法，其特征是所述原料組分中石墨粉的粒徑為36-65μ m，鍍銅碳纖維的粒徑為3-6 μ m,鉛粉的粒徑為6_10 μ m,鎳粉的粒徑為2_5 μ m,鈷粉的粒徑為1.5-4 μ m0
3.根據權利要求1的制備方法，其特征是所述步驟B球磨機的球料比為5:1，磨球為硬質合金球，轉速為260r/min,球磨介質為無水乙醇。
4.根據權利要求1的制備方法，其特征是所述步驟C干燥溫度為75°C。
5.根據權利要求1的制備方法，其特征是所述步驟D熱壓燒結溫度為900-1100°C，壓力為 5O-8OMPa,保壓 2O-6Omin。
【文檔編號】B22F1/00GK104384515SQ201410566052
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】阮秀仕, 吳鵬, 劉少存 申請人:福建國福中亞電氣機械有限公司