An electric vehicle pantograph with composite material and its preparation method, three-dimensional braided composite body reinforced by carbon fiber and copper net, coated with copper graphite as conductive wear-resistant filler, impregnation densified by CVI deposition, resin pressure, and high temperature heat treatment preparation for pantograph materials. The use of three-dimensional braided composite composite carbon fiber and copper mesh, the metal copper in the composite form mutually interconnected structure, as in the current state of the electron motion provides a low resistance channel, high temperature sintering, the three-dimensional network structure of copper has better continuity, and the whole material caused by the density increase, coupled with the introduction of graphite, improve the lubricating performance of the whole material, resulting in reduced copper wire and contact wire when a friction wear, the overall increase in the electrical conductivity and mechanical properties at the same time, reduce the wear of contact wire. The invention has the advantages of good friction performance and mechanical performance, and has the advantages of long wear life and small abrasion of the contact wire, thereby ensuring the safe operation of the electric locomotive.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉一种电力车辆受电弓滑板用金属型碳纤维增强碳复合材料及其制备方法;属于电力车辆设备制备
技术介绍
作为电力机车导入电能、获取动力的重要受流部件,受电弓滑板的质量和机电性能对电力机车的受流状况及接触导线的寿命具有重要影响。目前,国内外广泛使用的受电弓滑板主要有纯碳滑板和浸铜碳滑板。纯碳滑板具有自润滑性能,耐磨性好,但是其自身机械强度低,使用过程中易折断、掉块,而且石墨的电阻较大、集电容量小,导致接触区温度高,易引起导线过热氧化腐蚀,加速导线磨损。浸铜碳滑板由于浸渍了熔融铜,因此导电性远优于纯碳滑板,但抗冲击强度仍不能满足高速运行的列车的需要,且对接触网铜导线的粘着磨损相当严重。而且需在1000℃以上,几百个大气压力下加压浸渍成型,因此对生产设备要求苛刻,且制备工艺复杂、产品均匀性不好、成品率低、生产成本高。随着电气化铁路的高速化、重载化的发展,弓网系统的震动幅度必然增加,滑板受到弓网的冲击力更大,离线现象将更频繁,对受电弓滑板的要求更加荀刻,因此今后的受电弓滑板材料必须兼备导电优良、抗冲击强度高、减磨性好以及耐弧性等优点。碳基纤维复合材料滑板既有碳系滑板的自润滑和对导线磨耗小、密度小等优点,又利用了金属纤维的高强度和低电阻来提高机械强度和降低电阻率,而不必像粉末冶金滑板那样使用外部润滑脂,并且可显著减少滑板对接触导线的磨损,可以满足电力机车受电弓滑板轻量化、耐磨以及载流稳定的要求。目前,日本新研制出的碳基纤维复合材料滑板在一些线路上取得了良好的效果,已逐渐取代粉末冶金滑板,部分用于辅助滑板,以期实现在21世纪新干线速度达到350km/h ...
【技术保护点】
一种电力车辆受电弓滑板用复合材料,所述复合材料由单层0°无纬碳布,碳纤维网胎、镀铜石墨粉、单层90°无纬碳布、碳纤维网胎、镀铜石墨粉、单层0°无纬碳布依次循环叠加后,采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入碳纤维束制成碳纤维与铜网的三维复合整体毡;所述碳纤维与铜网三维复合整体毡中,含铜网的体积百分含量为10%~25%,碳纤维的体积百分含量为72%~87%,镀铜石墨粉的质量百分含量为5%~15%。
【技术特征摘要】
1.一种电力车辆受电弓滑板用复合材料,所述复合材料由单层0°无纬碳布,碳纤维网胎、镀铜石墨粉、单层90°无纬碳布、碳纤维网胎、镀铜石墨粉、单层0°无纬碳布依次循环叠加后,采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入碳纤维束制成碳纤维与铜网的三维复合整体毡;所述碳纤维与铜网三维复合整体毡中,含铜网的体积百分含量为10%~25%,碳纤维的体积百分含量为72%~87%,镀铜石墨粉的质量百分含量为5%~15%。2.根据权利要求1所述的一种电力车辆受电弓滑板用复合材料,其特征在于:铜网选用导电性能优良的紫铜网,铜网的目数为20~100目,丝径为0.05~0.2mm。3.根据权利要求1所述的一种电力车辆受电弓滑板用复合材料,其特征在于:镀铜石墨粉的粒度小于等于200微米,镀铜石墨粉中铜的质量分数为30%~70%,石墨的质量分数为30%~70%。4.一种电力车辆受电弓滑板用复合材料的制备方法,其特征在于;包括下述步骤:步骤一将单层0°无纬碳布,碳纤维网胎、镀铜石墨粉、单层90°无纬碳布、碳纤维网胎、镀铜石墨粉、单层0°无纬碳布依次循环叠加后,采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入碳纤维束制成碳纤维与铜网的三维复合整体毡;所述碳纤维与铜网三维复合整体毡中,镀铜石墨粉的质量百分含量为5%~15%;步骤二将步骤一所得碳纤维与铜网的三维复合整体毡,依次通过化学气相沉积热解碳处理和聚合物浸渍-碳化工艺处理,得到金属型碳纤维增强碳复合材料预成品;步骤三在氢气保护气氛下,于900~980℃,对步骤二所得预成品进行高温热处理,处理时间1~3小时,得到金属型碳纤维增强碳复合材料。5.根据权利要求4所述的一种电力车辆受电弓滑板用复合材料的制备方法,其特征在于:步骤一中,所使用的镀铜石墨粉...
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