[发明专利]一种浸铜碳滑板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种浸铜碳滑板，包括基础原料和浸润助剂制备而成；基础原料包括沥青焦20份~30份；石油焦10份~15份；鳞片石墨15份~20份；碳纤维2份~5份；粘结剂10份~20份；造孔剂5份~10份。本发明通过优化碳滑板复合材料的组分，使用竹炭粉作为造孔剂降低了孔隙内的杂质存留，通过高压浸铜工艺能够让铜液浸润至孔隙中形成含铜碳滑板，具有良好的机械性能和电学性能。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及到一种浸铜碳滑板及其制备方法。

背景技术

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。受电弓滑板是电力机车重要的集电元件，安装在受电弓的最上部，直接与接触导线接触，在滑动状态下从接触导线上获得100-1000A的电流为机车供应电力。

电力机车受电弓滑板是一种滑动摩擦集电材料，其种类有纯金属滑板，粉末冶金滑板，碳滑板，浸金属碳滑板，复合材料滑板等。浸铜碳滑板在制备过程中需要加入造孔剂进行造孔，造孔完毕后进行浸铜处理，使得铜液浸入到孔隙中，用于提高导电能力以及机械强度等性能。

例如现有技术1CN201810571803.0公开了一种低电阻受电弓滑板碳条制备方法，包括以下步骤：S1、将炭黑，沥青焦，碳纤维，石墨下到混捏锅中进行干混，干混时间为3h，混捏温度为 160℃，得到混合物料A；

S2、将改质固体沥青融化后按百分比下到混捏锅中，与步骤S1中得到的混合物料A进行 混捏，混捏时间为2小时，得到混合物料B，出锅时混合物料B温度为170℃，待混合物料B晾到 室温后，进行螺旋挤片处理；

S3、对步骤S2中得到的混合物料B螺旋挤片后，得到挤片原料C，对得到的挤片原料C进 行磨粉处理，得到磨粉物料D，磨粉的粒度要求在0.3mm以下；

S4、在步骤S3得到的磨粉物料D中加入造孔剂，在80℃下混合搅拌100min后，进行挤压 机成型，得到成型碳条；

S5、对步骤S4中得到的成型碳条进行烧结处理,烧结温度为1000℃，烧结时间为360h， 温度降至150℃出炉，得到具有孔隙结构的滑板碳条。

其中造孔剂为有机物，有机物为动物毛发和/或棉线。

采用上述方法中虽然能够进行浸铜处理，但是由于有机物往往成分复杂，含有金属离子，在烧结过程中并不能够完全气化，烧结后具有少量杂质存在于形成的孔隙中不能够排出，这样将会导致浸铜不完全。

例如现有技术2CN201510214172.3 中公开了电力机车受电弓浸铜碳滑板的生产方法，包括：

1）复合碳滑板的制备；

1.1）按如下质量份备料：沥青焦粉60-80份，石墨粉12-16份，硅化石墨粉10-15份，高温 沥青30-35份；

1.2）具体制备：按配比将沥青焦粉和石墨粉放入混捏锅内，冷混20-120分钟，然后加入 添加剂硅化石墨粉，继续混合40-60分钟，再加入溶化后的高温沥青，在160-180℃的温度 条件下混合1-6小时，停止加热，冷却再磨粉，粒度为250-350目；将磨成250-350目的混合粉 体在油压机上预压成一阶段料柱，将一阶段料柱在120-140℃条件下放入烘箱内固化8-9小 时，将经过固化的一阶段料柱放入挤压机内，挤出需要规格的复合碳滑板毛坯；将复合碳滑 板毛坯放入窑炉中焙烧，出炉即得复合碳滑板；