專利名稱：電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸車輛配件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法。
背景技術(shù)：
滑板按材質(zhì)主要分為金屬基滑板和炭系滑板兩大類，金屬基滑板包括純金屬滑板和粉末冶金滑板；炭系滑板包括純炭滑板和滲金屬炭滑板。其中，純金屬滑板由于和接觸導(dǎo)線材質(zhì)相近，親和力強(qiáng)，對(duì)接觸導(dǎo)線磨耗十分嚴(yán)重，目前已淘汰。
鐵路向著電氣化和高速化發(fā)展，是為了滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要。電氣化鐵路的弓網(wǎng)系統(tǒng)是決定機(jī)車正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，面對(duì)鐵路提速的需求，原有的受電弓滑板材料在使用性能和經(jīng)濟(jì)性能上都已不能滿足要求，開發(fā)高性能、低價(jià)格的滑板材料具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
根據(jù)檢索資料，八十年代以來研制了一種新型受電弓滑板浸金屬炭滑板。浸金屬炭滑板是將炭基料在高溫高壓下浸漬金屬，一些金屬滲入到炭材料的氣孔中，在炭中構(gòu)成細(xì)密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種材料的致密性好，其強(qiáng)度、韌性和耐磨性比基體炭好，熱穩(wěn)定性好，熱膨脹率較低，導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率較高，對(duì)導(dǎo)線不熔焊，耐弧形高，接觸電阻小。但是，這種滑板工藝復(fù)雜，成本較高，對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線的磨損較大，而且抗沖擊性能較差。中國發(fā)明專利CN1178745A公開了一種炭-炭復(fù)合材料受電弓滑板，采用炭纖維增強(qiáng)炭基復(fù)合材料制造電力機(jī)車受電弓滑板，以鍍銅炭粉末為基體材料，采用短炭纖維作為增強(qiáng)劑，并采用熱固性樹脂作為粘結(jié)劑，濕態(tài)混合或干態(tài)混合的方法，將原料充分混合，然后進(jìn)行冷壓和熱壓，使熱固性樹脂固化成型，這種受電弓滑板材料摩擦磨損性能好，對(duì)接觸導(dǎo)線磨損程度小，但是機(jī)械強(qiáng)度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種工藝簡(jiǎn)單、致密效果良好、材料使用性能優(yōu)異的電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)采用無緯布全炭纖維針刺準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體；(2)對(duì)準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體進(jìn)行均熱法化學(xué)氣相沉積，沉積至密度≥1.20g/cm3時(shí)轉(zhuǎn)糠酮樹脂浸漬-炭化致密；(3)糠酮樹脂浸漬-炭化致密工藝，糠酮樹脂預(yù)熱60℃，在壓力為1.8-3.0MPa下進(jìn)行浸漬5小時(shí)后，轉(zhuǎn)炭化爐炭化處理；(4)制品密度≥1.70g/cm3時(shí)致密工藝結(jié)束，按照?qǐng)D樣機(jī)械加工后即制得電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板。
所述步驟(1)中用炭纖維無緯布與薄炭纖維網(wǎng)胎交替鋪層，采用針刺技術(shù)在垂直方向引入增強(qiáng)纖維，防止制造過程中的分層和開裂。
所述步驟(2)中的沉積溫度為920-980℃。所述步驟(2)中的沉積時(shí)間為120～168小時(shí)。
所述步驟(3)中的固化溫度為160-200℃，炭化溫度為800-1000℃。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)采用針刺無緯布全炭纖維準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體，可增強(qiáng)受電弓滑板的強(qiáng)度和與接觸導(dǎo)線的抗摩擦能力。
(2)采用化學(xué)氣相沉積與樹脂浸漬-炭化相結(jié)合的致密工藝，致密效果良好，具有電阻率較低、機(jī)械性能和抗沖擊性能優(yōu)異、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，可以防止受電弓滑板缺損和破裂。
(3)用該工藝技術(shù)制得的電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板潤滑性能好、密度小、質(zhì)量輕，適合于高速運(yùn)行，防止離線。
(4)用該工藝技術(shù)制得的電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板對(duì)接觸導(dǎo)線的磨損量小，可以保護(hù)與之連接的接觸導(dǎo)線。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1(1)采用無緯布全炭纖維針刺準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體；(2)對(duì)準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體進(jìn)行均熱法化學(xué)氣相沉積，沉積溫度為920℃，沉積時(shí)間168小時(shí)，沉積至密度≥1.20g/cm3時(shí)轉(zhuǎn)糠酮樹脂浸漬-炭化致密；(3)糠酮樹脂浸漬-炭化致密工藝，糠酮樹脂預(yù)熱60℃，在壓力為1.8MPa下進(jìn)行浸漬5h，固化溫度為160℃固化后轉(zhuǎn)炭化爐800℃炭化處理；(4)制品密度≥1.70g/cm3時(shí)致密工藝結(jié)束，按照?qǐng)D樣機(jī)械加工后即可制得電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板。
實(shí)施例2(1)采用針刺無緯布全炭纖維準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體；(2)對(duì)準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體進(jìn)行均熱法化學(xué)氣相沉積，沉積溫度為940℃，沉積時(shí)間120小時(shí)，沉積至密度≥1.20g/cm3時(shí)轉(zhuǎn)糠酮樹脂浸漬-炭化致密；(3)糠酮樹脂浸漬-炭化致密工藝，糠酮樹脂預(yù)熱60℃，在壓力為1.4MPa下進(jìn)行浸漬5小時(shí)，固化溫度為180℃固化后轉(zhuǎn)炭化爐900℃炭化處理；(4)制品密度≥1.70g/cm3時(shí)致密工藝結(jié)束，按照?qǐng)D樣機(jī)械加工后即可制得電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板。
實(shí)施例3(1)采用針刺無緯布全炭纖維準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體；(2)對(duì)準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體進(jìn)行均熱法化學(xué)氣相沉積，沉積溫度為960℃，沉積時(shí)間144小時(shí)，沉積至密度≥1.20g/cm3時(shí)轉(zhuǎn)糠酮樹脂浸漬-炭化致密；(3)糠酮樹脂浸漬-炭化致密工藝，糠酮樹脂預(yù)熱60℃，在壓力為1.2MPa下進(jìn)行浸漬5小時(shí)，固化溫度為200℃固化后轉(zhuǎn)炭化爐1000℃炭化處理；(4)制品密度≥1.70g/cm3時(shí)致密工藝結(jié)束，按照?qǐng)D樣機(jī)械加工后即可制得電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板。
本發(fā)明引入炭/炭復(fù)合材料用于電力機(jī)車受電弓滑板。炭/炭滑板的壓縮強(qiáng)度為322MPa、拉伸強(qiáng)度為54.4MPa、沖擊韌性為1.19J/cm2；而德國進(jìn)口純炭滑板壓縮強(qiáng)度為98.9MPa、拉伸強(qiáng)度為34.48、沖擊韌性為0.39J/cm2；因此采用針刺無緯布炭/炭復(fù)合材料作為電力機(jī)車用受電弓滑板材料，可大大的增強(qiáng)了受電弓滑板的強(qiáng)度。本發(fā)明采用先進(jìn)的炭/炭復(fù)合材料致密技術(shù)，化學(xué)氣相沉積和樹脂浸漬-炭化相結(jié)合的致密工藝，制得密度≥1.70g/cm3的受電弓滑板。該炭/炭復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，與接觸導(dǎo)線匹配性好，可大大提高了受電弓滑板的使用壽命，減少受電弓滑板的更換率，具有良好的摩擦磨損性能和抗沖刷能力，而且保護(hù)了接觸網(wǎng)導(dǎo)線。
權(quán)利要求
1.一種電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)采用無緯布全炭纖維針刺準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體；(2)對(duì)準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體進(jìn)行均熱法化學(xué)氣相沉積，沉積至密度≥1.20g/cm3時(shí)轉(zhuǎn)糠酮樹脂浸漬-炭化致密；(3)糠酮樹脂浸漬-炭化致密工藝，糠酮樹脂預(yù)熱60℃，在壓力為1.8-3.0MPa下進(jìn)行浸漬5小時(shí)后，轉(zhuǎn)炭化爐炭化處理；(4)制品密度≥1.70g/cm3時(shí)致密工藝結(jié)束，按照?qǐng)D樣機(jī)械加工后即制得電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中用炭纖維無緯布與薄炭纖維網(wǎng)胎交替鋪層，采用針刺技術(shù)在垂直方向引入增強(qiáng)纖維，防止制造過程中的分層和開裂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的沉積溫度為920-980℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的沉積時(shí)間為120～168小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的固化溫度為160-200℃，炭化溫度為800-1000℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板的制備方法，該方法采用針刺無緯布準(zhǔn)三向結(jié)構(gòu)預(yù)制體；先通過化學(xué)氣相沉積熱解炭，然后通過樹脂浸漬－炭化工藝致密，反復(fù)致密處理數(shù)次；到密度≥1.70g/cm
文檔編號(hào)H01B13/00GK101049803SQ200710017899
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者邵海成, 蘇君明, 肖志超, 吳大云, 彭志剛, 孟凡才, 邢如鵬, 趙大明 申請(qǐng)人:西安超碼科技有限公司