[发明专利]一种单轨车用铜基粉末冶金受电弓滑板材料及其制备方法

说明书

本发明涉及滑动摩擦集电材料技术领域，尤其是一种单轨车用铜基粉末冶金受电弓滑板材料。该材料所包含的组元及其在材料中所占的质量百分比为：铜粉69～75％、石墨5～7％、锡粉4～6％、镍粉4～9％、铬粉1～3％、二硫化钼1～3％、导电陶瓷5～10％。本发明是以较简单的工艺方法达到较佳的试验结果。本发明的特点是生产周期短、工艺方法简单，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及滑动摩擦集电材料技术领域，尤其是一种单轨车用铜基粉末冶金受电弓滑板材料。

背景技术

弓网系统是电力机车的重要组成部分，是为机车提供动力的唯一有效途径。滑板安装在受电弓的最上端，与接触网导线直接接触，在滑动过程中从接触导线上获得电能，从而引导传输给机车供电，来维护机车的正常运行。滑板与导线构成了一对集机械电气耦合的特殊摩擦副，在实际运行中主要产生两种磨损，一种是电气电弧磨损，一种是机械磨损。随着电力机车运行速度的不断提高，运行中弓网振动将进一步加剧，离线现象会十分频繁，这就要求滑板材料即具有良好的导电性、导热性及抗电蚀能力和耐拉弧性，还要具有抗冲击性、良好的减磨性和自润滑性等特性，同时从保护导线的角度还需要对接触网导线磨耗要小。

目前我国电力机车铜导电区段常用受电弓滑板主要有铜基粉末冶金滑板和浸金属碳滑板。铜基粉末冶金滑板的机械强度较好，表面硬度适中，与铜导线的匹配性较好，但实际应用中滑板材料的“自磨损”以及接触导线的“他磨损”依然较大，且国产铜基滑板的寿命尚未达到进口件的1/3，缩短了更换周期，增大了维护成本；浸金属碳滑板是目前最为理想的铜导电区段的受电弓滑板，分为整体式(国外)和组装式(国内)两类，具有较好的电学性能，基本解决了碳滑板机械强度低的问题，耐磨式能大为提高，能根本解决导线磨耗过快的问题，但抗冲击力不足，出现掉块，使用过程中需要整形，价格过高(仅单价部分是铜基滑板价格的4倍以上)，维护成本高，给机务部门带来较大的经济压力。

为了解决上述问题，相继出现了多种改进方法，但仍然存在着磨损量达不到行业标准的问题。如专利CN 109182833A公开了一种以球形铬粉为强化相的铜基粉末冶金受电弓滑板材料及其制备方法，将铬粉通过等离子球化装置球化得到球形铬粉，与其他原料配比混合冷压成形、烧结后得到受电弓滑板材料。相比于普通铬粉，铬粉球化成本较高，制备工艺较为复杂，且配方中含有有毒有害物质铅，不利于环保。又如专利105671357A公开了一种石墨烯/铜受电弓滑板材料及其制备方法，将石墨烯负载铜粉末、锡粉和铜粉，按照一定的比例混合，经热压、烧结得到滑板材料。此方法是将混合好的料放入热压机中经高温热压，保压时间长，成本高，不利于批量生产。再如专利CN105543534A公开了一种铜基受电弓滑板材料，该滑板材料以铜粉为基体，添加了铁、铬、镍、锌、锡、铅、石墨等元素，将所有元素混合后冷压成型、在氨分解气氛网带炉中烧结成形。该材料工艺方法简单，但摩擦系数高，磨损量大，且含有有毒有害物质铅，不利于环保。所以，研究一种兼顾材料性能和环境友好的材料极有必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种单轨车用铜基粉末冶金受电弓滑板材料及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种单轨车用铜基粉末冶金受电弓滑板材料，该材料所包含的组元及其在材料中所占的质量百分比为：

铜粉69～75％、石墨5～7％、锡粉4～6％、镍粉4～9％、铬粉1～3％、二硫化钼1～3％、导电陶瓷5～10％；所述导电陶瓷由质量比为2～5:12～18:22～27:1～3:2～3:1～2:2～3的氧化铌、氧化锆、碳化硅、石墨烯、聚乙烯醇缩丁醛、碳酸氢钡、淀粉制备而成。

优选的，所述的单轨车用铜基粉末冶金受电弓滑板材料，该材料所包含的组元及其在材料中所占的质量百分比为：