[发明专利]一种受电弓浸金属碳滑板的真空压力浸渗装置及系统

说明书

技术领域

本发明属于受电弓滑板制备技术领域，具体地说，涉及的是一种受电弓浸金属碳滑板的真空压力浸渗装置及系统。

背景技术

提高受电弓浸金属碳滑板质量，加快实现国产化，突破国外技术封锁，是目前受电弓滑板行业的重要内容。多年来，法国、德国、日本等国家都大力开展受电弓滑板的制备工艺研究。受电弓碳滑板的制备方法主要有粉末冶金、高压烧结、真空压力浸渗等，目前市场主导产品为真空压力浸渗制造的浸金属碳滑板，另外纯碳滑板占有小额市场。传统的粉末冶金滑板由于对导线损耗严重，被淘汰，纯碳滑板由于耐冲击性较差，限制了其在高速电气化铁路的应用，现在仅在低速铁路应用。而浸金属碳滑板兼具纯碳滑板材料的良好润滑性能和粉末冶金滑板的高强度、良好导电性等优点，是一种较为理想的高速列车用受电弓滑板材料。

公开号为CN102728813A的中国发明专利，提供了一种真空压力浸渗连续制备金属基复合材料的装置及方法，该装置中金属基体熔炼炉与增强体预热炉通过进液管等相关装置连接，克服了真空压力浸渗技术设备要求高、难以连续成形的不足，通过合金熔炼、定量浇注、气压浸渗和液固态致密化四个步骤进行。但是，该装置进液管的加入，造成工艺控制的复杂性和难度大幅增加。

公开号为CN100487147C的中国发明专利，提供了一种真空压力浸渗制备颗粒增强镁基复合材料的工艺，它采用将金属基体覆盖于增强体预制件上，共同放置在同一坩埚，加热并进行气压浸渗。与公开号为CN102728813A的中国发明专利相比，该装置没有了进液管，采用原位气压浸渗方法。但是原位浸渗一定程度上削弱了抽真空阶段除掉预制体孔隙中气体的能力，增加了压力浸渗过程中渗流的阻力，不利于得到致密度高的复合材料。

发明内容

本发明针对现有设备技术存在的不足，并结合受电弓滑板材料的制备需要，提出一种制备受电弓浸金属碳滑板的真空压力浸渗装置及系统，克服现有真空压力浸渗技术设备要求高，自动化程度受限的不足，实现受电弓浸金属碳滑板的高效率、低能耗、自动化、连续生产；实现近终成形，产品致密度高、尺寸精度高，工艺简单，可控性好。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供一种受电弓浸金属碳滑板的真空压力浸渗装置，包括：炉体，所述炉体下围设有旋转机构，所述旋转机构能使炉体实现逆时针、顺时针旋转；所述炉体上设有炉门、炉膛，所述炉膛内设有石墨舟，该石墨舟上设置用于放置不同原材料的两个坩埚，所述两个坩埚的原料在所述炉体旋转后混合。

优选的，所述坩埚为凹槽坩埚，更优选的，为梯形凹槽坩埚。所述凹槽坩埚是指位于石墨舟上端的两个凹槽形状。

优选的，所述石墨舟的外围为加热体、供系统加热。

优选的，所述炉门为全自动液压炉门。

优选的，所述整个装置均置于氮气环境。

本发明提供一种由上述真空压力浸渗装置构成的系统，包括：真空压力浸渗装置以及用于将石墨舟送入炉体的叉车装置，所述整个系统置于氮气环境。

所述叉车装置包括叉车，叉手前端设有伸缩爪，该叉车安放在铺设的轨道上；所述石墨舟下设有用于叉手插入的槽，叉手插入该槽将石墨舟拉出炉体。

优选的，与所述炉体下沿平行的位置设有自动支撑架，与叉车共同分担运行过程中石墨舟的重量。

优选的，所述炉体连接抽真空系统与压力系统。

本发明系统采用上述炉体旋转机构、石墨舟、自动叉车配合，并在氮气环境工作，氮气环境可以实现高温开炉取料装料，所以更有利于提高生产效率，不像普通环境下要等炉体完全冷却后才能操作。

本发明上述装置使用时，石墨舟由叉车装置沿轨道方向，相对炉体向外拉出，将经过预处理的碳条放入一个坩埚内，铜合金置于另一个坩埚内，装料完成后将石墨舟推入炉膛，关闭自动炉门；对炉膛进行抽真空，达到既定参数后开启加热，达到一定温度后关闭抽真空系统，继续加热；达到浸渗温度后，操作炉体旋转机构，使炉体逆时针旋转一角度，熔融金属流入碳条所在坩埚后，迅速顺时针旋转相应角度后归位，然后充入气体加压，完成高压浸渗过程；关闭加热系统，冷却一段时间后开启炉门，取出浸金属碳滑板。