【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于軌道交通車輛配件領域，尤其是一種受電弓滑板及其制作方法。
技術介紹
1、受電弓滑板通過直接與接觸網接觸，從接觸網取電，使電能輸送到列車，供列車受流使用，受電弓滑板作為列車的關鍵核心部件，其材料選擇和安裝直接影響到列車運行的安全和效率。銅基受電弓滑板以其良好的機械性能、導電性能和耐腐蝕性被廣泛用于電氣化鐵路接觸網上，隨著電力機車技術的發展，銅基受電弓滑板曾被設計成純銅材料、銅石墨多層機械復合式材料和銅碳纖維復合材料，逐步在城軌列車、低速重載列車、充電型重卡、極寒區列車獲得廣泛使用。
2、由于歷史和早期開發技術條件不足等原因，采用銅基滑板制式的受電弓滑板會搭載有機物潤滑條，增加其潤滑性，然而有機物潤滑條會在摩擦副表面殘留，除了美觀性問題，在極端溫度下如驟然高溫，易引發打火現象，從而損傷導線。除此之外，目前使用的銅基受電弓滑板材料中普遍含pb，pb對滑板的自潤滑性能有極大的提升作用，是載流摩擦磨損材料中常用的潤滑劑成分之一，然而pb及其化合物會對人體的神經、腎臟等多個系統產生危害，城市軌道交通多為露天環境，這對周邊城市居民有巨大的潛在健康危害，產品除了滿足功能性要求，安全環保性應當同步跟上，少鉛化、無鉛化已然成為銅基受電弓滑板材料的發展趨勢。
3、因此，如何在實際工況中，去除滑板材料中的pb組分和有機物潤滑條，仍能保證滑板正常使用，已然成為困擾眾多研究者和使用需求方的難題。
技術實現思路
1、為了克服上述技術缺陷，本專利技術提供一種受電弓滑板及其制作
2、本專利技術提供一種受電弓滑板及其制作方法，包括：銅基滑板基材，分布在所述銅基滑板基材上表面的多個孔洞，以及過盈配合鑲嵌在所述孔洞內、并經過燒結工藝與所述銅基滑板基材相結合的石墨柱。
3、優選地或可選地，所述銅基滑板基材上設置有多個貫穿銅基滑板基材的安裝孔；
4、所述銅基滑板基材的下表面還設置有一個長條形、具有預定深度的標識凹槽。
5、優選地或可選地，所述銅基滑板基材為采用銅基粉末壓制、燒結工藝成型的一體式結構。
6、優選地或可選地，所述銅基粉末，以重量百分數計，包括如下組分：銅錫合金粉30~40%，銅鋅合金粉20~30%，銅鐵合金粉30~40%，人造石墨含量1~3%，cr粉為1~3%，mos2含量0.5~1%，余量為銅粉及低于0.1%不可避免的雜質。
7、優選地或可選地，所述銅錫合金粉成分相的重量百分比cu75~95%、sn5~25%；
8、所述銅鋅合金粉成分相的重量百分比cu70~90%、zn10~30%；
9、所述銅鐵合金粉成分相的重量百分比cu70~90%、fe10~30%。
10、優選地或可選地，所述石墨柱為采用碳基粉末壓制、燒結工藝成型的一體式結構。
11、優選地或可選地，所述碳基粉末，以重量百分數計，包括如下組分：鱗片狀石墨粉85%，mos2含量為1~2%，錫粉含量2~4%，余量為銅粉及低于0.1%不可避免的雜質。
12、優選地或可選地，所述銅基粉末中，各合金組分和cr粉的粒度均為-325目；所述人造石墨、mos2的粒度為-400~+600目；
13、在所述碳基粉末中，錫粉和銅粉的粒度均為-325目，所述鱗片狀石墨-50~+100目，mos2的粒度為-200～+300目。
14、本專利技術還提供一種受電弓滑板的制作方法，包括如下步驟：
15、步驟1、配置銅基粉末并混合均勻，混合結束后在液壓機上壓制，然后在氣氛燒結爐中燒結，最后經過整形加工得到銅基滑板基材；
16、步驟2、配置碳基粉末并混合均勻，混合結束后可在液壓機上壓制，然后在氣氛燒結爐中燒結，最后經過機加工得到石墨柱；
17、步驟3、在所述銅基滑板基材上表面加工孔洞，然后將石墨柱過盈配合鑲嵌孔洞內，采用氣氛燒結爐復燒，得到受電弓滑板。
18、優選地或可選地，在所述步驟1中，壓制壓力為300~400mpa；燒結溫度為720~840℃，燒結時間為1~2.5h，燒結氣氛采用為氨分解出的混合氣體；整形壓力為100~200mpa；
19、在所述步驟2中，壓制壓力200~400mpa；燒結溫度800~1100℃，燒結3~5h；
20、在所述步驟3中，復燒溫度為300~400℃，復燒時間1~2小時，燒結氣氛采用為氨分解出的混合氣體。
21、本專利技術涉及一種受電弓滑板及其制作方法，相較于現有技術，具有如下有益效果：
22、首先，本專利技術設計受電弓滑板是通過石墨柱過盈配合鑲嵌在所述孔洞內，并經過燒結工藝將石墨柱與所述銅基滑板基材相結合，在使用過程中，石墨柱能夠在銅基滑板基材表面形成自潤滑薄膜，使得受電弓滑板兼顧了銅的良好導電性、結構強度和石墨的固體潤滑性，因此本專利技術制備的受電弓滑板無需搭載有機物潤滑條，而且在達到含pb的銅基受電弓滑板相近結構強度和潤滑效果的前提下，對環境及人體友好，滿足安全環保要求。
23、其次，本專利技術采用合金粉末作為主要組分制備銅基滑板基材，并輔以少量cr粉添加劑提高銅基滑板基材的韌性和耐磨性；由于合金粉末的粒徑較為均一、化學成分穩定，使得銅基滑板基材具備合適且尺寸均一的孔隙度及孔隙大小的基體結構，將人造石墨、mos2等潤滑組元填塞在大尺寸合金粉末形成的孔隙之中，使得潤滑組元能夠以孤島形式均勻分布在基體結構內，從而得到密度更高、結構更緊密、耐磨性更好的銅基滑板基材；隨著基體結構的磨損，由潤滑組元形成的小尺寸固體潤滑顆粒能夠以均勻分布在銅基滑板基材外表面，使得銅基滑板基材始終具有非常好的潤滑性。
24、最后，本專利技術選用粒度更大的鱗片狀石墨和mos2作為石墨柱的主要成分，在應用過程中，形成的大尺寸的固體潤滑顆粒與銅基滑板基材中小尺寸固體潤滑顆粒形成不同等級分布的尺寸配比，可以更好地持續形成自潤滑薄膜，石墨柱和銅基滑板基材中的不同尺寸分布的固體潤滑顆粒先后在對摩擦副之間形成潤滑薄膜，同時可以填補因為各類型磨損產生的微孔和微犁溝，形成相對致密且光滑的潤滑薄膜，從而提高滑板的使用壽命。
25、綜上，本專利技術提供的受電弓滑板及其制作方法，可以滿足大批量高效生產，極大地降低了制備成本，并提高了制備效率，具有巨大的市場前景和廣泛的應用場景。
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1.一種受電弓滑板，其特征在于，包括：銅基滑板基材，分布在所述銅基滑板基材上表面的多個孔洞，以及過盈配合鑲嵌在所述孔洞內、并經過燒結工藝與所述銅基滑板基材相結合的石墨柱。
2.根據權利要求1所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅基滑板基材上設置有多個貫穿銅基滑板基材的安裝孔；
3.根據權利要求1所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅基滑板基材為采用銅基粉末壓制、燒結工藝成型的一體式結構。
4.根據權利要求3所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅基粉末，以重量百分數計，包括如下組分：銅錫合金粉30~40%，銅鋅合金粉20~30%，銅鐵合金粉30~40%，人造石墨含量1~3%，Cr粉為1~3%，MoS2含量0.5~1%，余量為銅粉及低于0.1%不可避免的雜質。
5.根據權利要求4所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅錫合金粉成分相的重量百分比Cu75~95%、Sn5~25%；
6.根據權利要求5所述的受電弓滑板，其特征在于，所述石墨柱為采用碳基粉末壓制、燒結工藝成型的一體式結構。
7.根據權利要求6所述的受電弓滑板，其特
8.根據權利要求7所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅基粉末中，各合金組分和Cr粉的粒度均為-325目；所述人造石墨、MoS2的粒度為-400~+600目；
9.一種基于權利要求1至8任一項所述受電弓滑板的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的受電弓滑板的制作方法，其特征在于，在所述步驟1中，壓制壓力為300~400MPa；燒結溫度為720~840℃，燒結時間為1~2.5h，燒結氣氛采用為氨分解出的混合氣體；整形壓力為100~200Mpa；
...【技術特征摘要】
1.一種受電弓滑板，其特征在于，包括：銅基滑板基材，分布在所述銅基滑板基材上表面的多個孔洞，以及過盈配合鑲嵌在所述孔洞內、并經過燒結工藝與所述銅基滑板基材相結合的石墨柱。
2.根據權利要求1所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅基滑板基材上設置有多個貫穿銅基滑板基材的安裝孔；
3.根據權利要求1所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅基滑板基材為采用銅基粉末壓制、燒結工藝成型的一體式結構。
4.根據權利要求3所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅基粉末，以重量百分數計，包括如下組分：銅錫合金粉30~40%，銅鋅合金粉20~30%，銅鐵合金粉30~40%，人造石墨含量1~3%，cr粉為1~3%，mos2含量0.5~1%，余量為銅粉及低于0.1%不可避免的雜質。
5.根據權利要求4所述的受電弓滑板，其特征在于，所述銅錫合金粉成分相的重量百分比cu75~95%、sn5~25%；
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱正鋒，汪漫，夏少華，謝志誠，童晶，孫軼山，
申請(專利權)人：常州中車柴油機零部件有限公司，
類型：發明
國別省市：
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