[发明专利]一种利用纳米碳粉制备受电弓浸金属碳滑条材料的方法

说明书

本发明属于新型炭材料技术领域，提供了一种利用纳米碳粉制备受电弓浸金属碳滑条材料的方法，包括以下步骤：1、选用原料并进行配比，原料包括重量比为65：35~74：26的干料和粘结剂，干料包括质量比为：60：40~80：20的骨料和粉料，骨料选用真密度≥2.08/cm3，灰分≤0.20%，含硫量≤0.5%，挥发份≤0.5%的沥青焦，粉料选用粒度D₅₀为30~80nm的纳米碳粉，粘结剂选用软化点为110~120℃，结焦值为≥55%,灰分≤0.30%的改质煤沥青，原料中干料和粘结剂的；2、研磨；3、造粒挤出；4、焙烧；5、浸金属：将焙烧品预热后，倒入融化好的金属溶液，放入真空设备抽真空，再次预热后冷却至室温后出炉。本发明制备出的浸金属碳滑条材料结构稳定、理化性能强、可广泛应用于受电弓材料领域。

技术领域

本发明属于新型炭材料技术领域，具体涉及一种利用纳米碳粉制备受电弓浸金属碳滑条材料的方法。

背景技术

随着科学技术的发展，轨道交通在国民经济中起着愈来愈得要的作用。在我国国民经济水平飞速发展的今天，轨道交通业尤其是高铁、动车和客货电力机车等均呈现出蓬勃发展的局面。世界上铁路电气化较发达的国家，其使用的接触网导线大多为铜或铜合金导线，广泛选用硬碳滑板或浸渍板。碳滑板是近几年发展起来的，欧美高速列车上普通使用碳滑析机械强度高，在德国ICE运行中每个滑板的走行公里数达到12万千米。目前，碳滑板仍是国内外铁路部门广泛采用的首选材料，碳滑板是以碳-石墨为基础材料，具有良好的导电、导热及耐磨自润滑性，并具有很好的抑制火花作用和高温形变、对接触网导线磨耗小的特点，作为碳滑板的关键组成部分碳滑条的选用必须对其综合性能有严格的要求指标，需要具有合适的电阻率和接触电阻、足够的机械强度、良好的减磨性及自润滑性、良好的耐热、耐电弧和一定的耐磨性。现有技术中的碳滑板材料由于各种因素，往往存在性能上的不足。

发明内容

为适应铁路电气化的实际发展需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提出一种利用纳米碳粉制备受电弓浸金属碳滑条材料的方法，使生产出的浸金属碳滑条材料性能优良，满足受电弓材料的技术要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种利用纳米碳粉制备受电弓浸金属碳滑条材料的方法，包括以下步骤：

S101、选用原料并进行配比，所述原料包括干料和粘结剂，所述干料包括骨料和粉料，所述骨料选用真密度≥2.08/cm³，灰分≤0.20%，含硫量≤0.5%，挥发份≤0.5%的沥青焦，所述粉料选用粒度D50为30~80nm的纳米碳粉，所述粘结剂选用软化点为110~120℃，结焦值为≥55%,灰分≤0.30%的改质煤沥青，所述原料中干料和粘结剂的重量比为65：35~74：26；所述干料中骨料沥青焦和粉料纳米碳粉的质量比为：60：40~80：20；所述骨料中沥青焦的粒径质量配比为：0.50mm m<粒径≤0.80m的质量比为15～20wt%；0.30mm<粒径≤0.50mm的质量比为20～25wt%；0.10mm<粒径≤0.30mm的质量比为15～20wt%；0<粒径<0.10mm的质量比为45～50wt%；

S102、研磨：将步骤S101中配比得到的干料进行研磨得到粉料；

S103、造粒挤出：将研磨后的粉料进行造粒后，利用装好模具的挤出机进行挤压成型得到生坯；

S104、焙烧：将生坯放入焙烧炉进行焙烧得到焙烧品；

S105、浸金属：将焙烧品称重后置入石墨坩埚中，并通过预热炉进行预热，同时将准备好的铜放入到熔化池中，开始通电，将电流调至220A，通电2小时后至金属化为符合浸金属要求的液体，然后将石墨坩埚从预热炉中取出，放置在熔化池下，将熔化好的金属溶液倒入装有碳条的高温石墨坩埚中后，将高温坩埚放入真空设备中抽真空，当真空度达到0.085MPa后，真空结束，再次放入预热炉中预热半小时至室温后取出，出炉后经过清理所得到的产品即浸金属碳滑条材料。