[发明专利]一种新型炭/炭-铜复合材料滑条的制备方法

说明书

一种新型炭/炭‑铜复合材料滑条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将0°无纬炭布、炭纤维网胎、90°无纬炭布、炭纤维网胎依次循环叠加多次并通过针刺的方式复合，制得预制体；S2：对步骤S1制得的预制体进行化学气相沉积热解炭处理，制得炭/炭复合材料；S3：对步骤S2中的炭/炭复合材料进行高温处理；S4：对经步骤S3高温处理的炭/炭复合材料进行机械加工至预设的滑条尺寸，制得预制滑条；S5：将步骤S4的预制滑条进行抽真空处理，然后加压浸渍铜或铜合金，制得炭/炭‑铜复合材料滑条。本发明所述工艺操作简单，制备出的滑条具有较好的抗冲击性能以及较小的电阻率，性能优良，具有很好的推广应用价值。

【技术领域】

本发明涉及电力机车用材料技术领域，尤其涉及一种新型炭/炭-铜复合材料滑条的制备方法。

【背景技术】

受电弓炭滑板是电力机车上的一种重要的集电元件，其一般安装在受电弓的最上端，直接与接触网导线接触，在列车行走过程中，从接触网导线上获得电流为机车供应电力。

炭滑板主要由滑条与铝合金粘结构成，通过滑条与高压接触线滑动，电力由接触网传输给机车，实现传导电流的功能。随着电力机车向高速方向发展，滑条在滑动过程中遭受接触网的冲击越来越大。因此，优异的滑条既要有小的电阻率，也同时具备良好的抗冲击性。

现有电力机车的滑条材质主要为纯炭和浸金属炭。纯炭材质滑条因电阻率高，传导电流能力弱，在电力机车领域应用受到极大限制；浸金属炭是电力机车滑条主流材质，浸金属炭是先利用沥青、石墨等制造多孔炭坯体，再在高温高压下浸渍铜或铜合金而成。

现有浸金属炭存在的主要问题：一是多孔炭中孔隙分布不均匀造成后续浸渍铜合金分布不均，炭条电阻率不一致，影响滑条受流质量；二是炭基体本身强度不高，造成最终的浸金属炭抗冲击性能弱。在实际生产中，因孔隙分布不匀产生大量废品。实际应用中，浸金属炭因抗冲击性能弱出现掉块、崩边而报废，威胁行车安全。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是针对现有浸金属炭滑条造孔不均匀、抗冲击性能差的不足，提出一种新型的、便捷的炭/炭-铜复合材料滑条的制备方法。

本发明的技术解决方案如下：一种新型炭/炭-铜复合材料滑条的制备方法，包括以下步骤：

S1：将0°无纬炭布、炭纤维网胎、90°无纬炭布、炭纤维网胎依次循环叠加多次并通过针刺的方式复合，制得预制体；

S2：对步骤S1制得的预制体进行化学气相沉积热解炭处理，制得多孔的炭/炭复合材料；

S3：对步骤S2中的炭/炭复合材料进行高温处理；

S4：对经步骤S3高温处理的炭/炭复合材料进行机械加工至预设的滑条尺寸，制得预制滑条；

S5：将步骤S4的预制滑条进行抽真空处理，然后加压浸渍铜或铜合金，制得炭/炭-铜复合材料滑条。

作为优选，步骤S1中所述通过针刺的方式复合制得预制体的步骤具体包括：采用接力式针刺的方法在垂直于所述0°无纬炭布所在平面的方向上引入炭纤维束，所述炭纤维束将多次循环叠加的所述0°无纬炭布、炭纤维网胎、90°无纬炭布和炭纤维网胎均复合在一起，制得所述的预制体。

作为优选，步骤S1中制得的所述预制体的密度为0.3g/cm³～0.8g/cm³。

作为优选，步骤S2中化学气相沉积热解炭处理的反应条件为：以丙烯、乙炔或天然气为炭源气体，以氮气为稀释气体，其中炭源气体与稀释气体的体积比为1：(1～10)。

作为优选，步骤S2中所述炭/炭复合材料的密度为1.4g/cm³～1.62g/cm³。