粉末冶金受電弓滑板材料的制備工藝及性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路和城市軌道交通的飛速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入高速時(shí)代。受電弓滑板作為高速鐵路和城市軌道交通的重要的取電元件，消耗量越來(lái)越大，但目前高速列車上使用的基本都是進(jìn)口的，因此受電弓滑板的國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)成為亟需解決的問(wèn)題。本文主要對(duì)銅基和碳基受電弓滑板材料的成分設(shè)計(jì)和粉末冶金工藝過(guò)程進(jìn)行探索和研究，通過(guò)對(duì)比受電弓滑板材料的電阻率、強(qiáng)度和摩擦磨損性能來(lái)確定最佳的配方和工藝，并與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)口受電弓滑板進(jìn)行性能對(duì)比。
　　銅基受電弓滑板材

2、料由銅、石墨、鋁和鎳等組成，采用粉末冶金工藝，在N2和H2混合氣氛下燒結(jié)制得。研究了石墨含量對(duì)其電阻率、沖擊韌性、硬度、摩擦系數(shù)和磨損性能的影響及鎳含量對(duì)其硬度和沖擊韌性的影響，并分析在燒結(jié)過(guò)程中形成的彌散相和固溶體對(duì)其增強(qiáng)增韌的效果。結(jié)果表明:石墨對(duì)其密度影響比較明顯，石墨含量越高，電阻率越大，沖擊韌性越小，摩擦系數(shù)越小，減磨和耐磨性越好，但超過(guò)一定值過(guò)后，效果相反;鎳含量越高，受電弓滑板材料硬度越大，沖擊韌性越大。石墨和鎳的含量均為

3、3％時(shí)，其電阻率為0.22μΩ·m，硬度為HB60，沖擊韌性為7.1 J/cm2，摩擦系數(shù)為0.19，能滿足我國(guó)銅基受電弓滑板的基本要求。
　　碳基受電弓滑板材料采用粉末冶金工藝制備，將石墨粉、瀝青、石油焦、炭黑和碳纖維按照一定比例混料、熱壓、焙燒、石墨化和浸漬樹(shù)脂而制得。研究了石墨化溫度對(duì)電阻率、密度和抗折強(qiáng)度的影響;瀝青含量對(duì)電阻率和抗折強(qiáng)度的影響以及石墨含量對(duì)電阻率、抗折強(qiáng)度、摩擦系數(shù)和磨損性能的影響;并對(duì)比浸漬樹(shù)脂前后材料

4、性能的變化。結(jié)果表明:石墨化溫度對(duì)材料性能影響不大;隨著瀝青用量的增加材料的抗折強(qiáng)度增加，密度先減小后增加，電阻率增加;材料的電阻率隨著石墨含量的增加而減小，抗折強(qiáng)度和密度隨著石墨含量的增加而增加，但是石墨含量較高時(shí)，其增加的幅度也在減小，摩擦系數(shù)和磨損量也隨石墨含量的增加而減小，但是含量超過(guò)40％后，對(duì)其影響不大。經(jīng)過(guò)樹(shù)脂浸漬固化處理后，性能提高明顯，密度大概增加0.1g/cm3，抗折強(qiáng)度能有效提高10MPa，電阻率幾乎沒(méi)什么變化。當(dāng)