[发明专利]一种高速铁路动车组受电弓滑板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种高速铁路动车组受电弓滑板及其制备方法。 

背景技术

近年来随着我国高速铁路网的快速发展和建设，高速动车组也在加快引进和制造。高速电力机车运行是靠高压电源给高速电机驱动机车高速运行，而高压导线和高速机车间需要有一种将导线的高压电源和高速机车组相连通并在时速300～400公里的时速时不间断受流供电的部件。这一连通高速机车和高压导线的重要部件也叫高速铁路动车组受电弓滑板。这部件要适应高速摩擦、抗电弧、烧灼、高导电、耐高温、抗冲击、自润滑而不能磨损导线而自身又要有一定的使用寿命。一般情况下，受电弓滑板要在高速情况下安全运行8～10万公里更换一次。目前该产品全部依靠进口而且价格昂贵，而且还存在一定的技术问题无法满足我国长距离高密度的高速动车组的安全运行。目前国内还没有一家能生产该产品。 

受电弓滑板选择碳和墨石为基础材料，但这二种基材有着一个共同的缺点就是电阻较高，该基材在焙烧后电阻为40～80mΩ、mm，抗压强度一般为49Mpa，抗冲击强度为0.07J/cm²，抗折强度为26Mpa。在高速运行的机车所需的电量极大，一般运行电压25～45千伏，如果电阻太高会造成滑板与导线之间产生强大的电弧而烧灼导线造成严重后果和严重损害导线的使用寿命。显然，碳和石墨基材的性能远远满足不了高速动车组的运行要求。为了克服碳和石墨基材电阻较高的缺陷，国外进口产品一般采用价格高昂的浸金属产品。但是浸金属碳滑制造工艺十分复杂，成本很高，需要一整套复杂的高温高压金属熔熔设备，在1800℃的高温压力要求在400kg²以上，所以制作十分危险，而且其生产装置在基材长度在900mm以下才可以实现浸金属。而我国高速动车的受电弓滑板的长度为1500mm，所以整体浸金属难以做到。国外产品都是由两头拼接的方法来满足长度的要求。这样一来又将造成整体强度不够的问题。二来由于滑板为了机车的安全运行在滑板中间设有能耐10kg²压力的气道也称为ADD自动降弓系统，设有该气导的作用是防止机车高速运行时遇到线路因大风地沉和冰冻造成线路节点和钓杆错位。遇到这种情况时要求滑板在这种非正常冲击后要求滑板中间的气道也叫ADD自动降弓系统要漏气降压使受电弓架下降而避免翻车等重大事故的产生。滑板两头拼接会造成滑板两头拼接处非正常漏气而使机车降弓造 成非正常路中停车，同样会造成线路运行安全的重大事故。而且浸金属工艺会因为碳基材料焙烧后开孔率的形成多少而发生变化，人为难以调控而造成浸金属不到位和浸渍不够，严重影响滑板的导电性和强度。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种导电性能良好，电阻小，耐电弧烧灼，抗冲击性强、使用寿命长的高速铁路动车组受电弓滑板。 

本发明的另一目的是提供高速铁路动车组受电弓滑板的制备方法。 

本发明的目的可通过如下技术方案实现： 

一种高速铁路动车组受电弓滑板，主要采用以下重量份的原料制成：碳材：1～10重量份，石墨：0.3～1.5重量份，渗流金属：1.4～4.7重量份，熔化沥青：2.1～5.8重量份；所述的碳材为200～400目的沥青焦粉；所述的石墨为300目的电极石墨；所述的渗流金属选自粉碎成500～1000目的银、铜或锌金属粉末。 

所述的高速铁路动车组受电弓滑板，优选主要采用以下重量份的原料制成：碳材：1.5～6.2重量份，石墨：0.3～1重量份，渗流金属：1.8～3.2重量份，熔化沥青：2.3～3.7重量份；进一步优选主要采用以下重量份的原料制成：碳材：2.5～4.8重量份，石墨：0.5～0.8重量份，渗流金属：2.3～2.9重量份，熔化沥青：2.5～3.5重量份。 

所述的高速铁路动车组受电弓滑板，主要通过以下方法制成： 

（1）用渗流金属技术将渗流金属经360～450℃、15～20Mpa/cm²渗流至碳材和石墨分子的空隙中； 

（2）向经金属渗流后的碳材和石墨颗粒中加入熔化沥青，250～300℃搅拌混合进行包裹；（3）将上一步沥青包裹的颗粒经280～300℃烘干，15～20Mpa/cm²下再渗流，挤压成2～6mm的片条；