一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；屬于電力車輛 設(shè)備制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速電氣化鐵路關(guān)鍵技術(shù)之一是如何保證在高速運(yùn)行條件下具有良好的受流質(zhì) 量，即在列車高速運(yùn)行時(shí)保持穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)受流。隨著高速列車運(yùn)行速度的大幅度提升、運(yùn)行 環(huán)境及弓網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性的巨大改變，高速列車保持穩(wěn)定的受流質(zhì)量對(duì)受電弓滑板提出了更高 的技術(shù)要求。
[0003] 目前，法國(guó)TGV、德國(guó)JLH和西班牙KOH等高速鐵路均使用純碳滑板、浸金屬碳滑板 及碳銅復(fù)合材料滑板作為受電弓滑板材料。純碳滑板沖擊韌性差、自身磨耗嚴(yán)重。而應(yīng)用 最為廣泛的浸金屬碳滑板的抗沖擊性差，易掉塊，且對(duì)銅接觸網(wǎng)導(dǎo)線的粘著磨損較純碳滑 板嚴(yán)重很多。此外，制備工藝復(fù)雜，價(jià)格過高，生產(chǎn)和維護(hù)成本都較高。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材 料由于具有電阻率設(shè)計(jì)性強(qiáng)、比強(qiáng)高、比重小、力學(xué)性能好、對(duì)接觸導(dǎo)線的磨損小以及耐腐 燭性能好等優(yōu)點(diǎn)，成為了高性能受電弓滑板的理想材料。
[0004] 中國(guó)發(fā)明專利CN1468891A公開了一種電力機(jī)車受電弓用碳纖維增強(qiáng)碳滑板，米 用短切碳纖維為增強(qiáng)材料，石墨、電解銅粉/銅纖維為導(dǎo)電填料，耐高溫新型改性酚醛樹脂 為粘結(jié)劑，經(jīng)熱壓成型。這種受電弓滑板材料電阻率小、抗沖擊性較高，摩擦磨損性能好， 對(duì)接觸導(dǎo)線磨損程度小，但是機(jī)械強(qiáng)度不高，且制備工藝復(fù)雜。中國(guó)發(fā)明專利CN1178745A 公開了一種碳纖維增強(qiáng)碳基復(fù)合材料制備的電力機(jī)車受電弓滑板，以鍍銅炭粉為基體材 料，短碳纖維為增強(qiáng)劑，熱固性樹脂為粘結(jié)劑，經(jīng)冷壓和熱壓固化成型。這種受電弓滑板材 料摩擦磨損性能好，對(duì)接觸導(dǎo)線磨損程度小，但是機(jī)械強(qiáng)度也不高。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?200710017899. 8公開了一種電力機(jī)車用炭/炭受電弓滑板，以針刺無煒布為預(yù)制體，經(jīng)化 學(xué)氣相沉積熱解碳后，再通過樹脂浸漬-碳化工藝反復(fù)致密至密度高于I. 7g/cm3,最后機(jī)加 工得到滑板。這種受電弓滑板材料制備工藝簡(jiǎn)單、壓縮強(qiáng)度高、抗沖擊性較好，但是機(jī)械強(qiáng) 度不高。
[0005] 到目前為止，還未見采用C/C復(fù)合材料作為托架的受電弓滑板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)純碳滑板、碳纖維增強(qiáng)碳滑板以及浸金屬碳滑板滑板存在的抗沖擊能 力低、安全性不好等問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性好、抗沖擊和高導(dǎo)電的碳纖維增強(qiáng) 碳一體化受電弓滑板；同時(shí)，該受電弓滑板還能夠在不降低弓網(wǎng)接觸壓力的情況下保證快 速降弓裝置的正常運(yùn)行。
[0007] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述受電弓滑板 包括滑塊（1)、托架（5)、氣道（3);其特征在于：所述托架（5)、滑塊（1)的材質(zhì)均為C/C復(fù) 合材料；所述滑塊（1)和托架（5)這兩個(gè)部件中至少一個(gè)部件在二者的接合面上沿長(zhǎng)度方 向設(shè)有一條凹槽，
[0008] 當(dāng)凹槽僅開設(shè)在滑塊（1)上時(shí)，所述凹槽的槽壁上設(shè)有有耐高溫密封層（2a);所 述托架（5)與滑塊（1)相結(jié)合的頂面上設(shè)有耐高溫密封層（4a);將帶有凹槽和耐高溫密封 層（2a)的滑塊⑴和設(shè)有耐高溫密封層（4a)的托架（5)組裝后構(gòu)成受電弓滑板，所述受 電弓滑板中耐高溫密封層（2a)和耐高溫密封層（4a)構(gòu)成氣道（3)的氣道壁；
[0009] 當(dāng)凹槽僅開設(shè)在托架（5)上時(shí)，所述凹槽的槽壁上設(shè)有有耐高溫密封層（4b);所 述滑塊（1)與托架（5)相結(jié)合的底面上設(shè)有耐高溫密封層（2b);將帶有凹槽和耐高溫密封 層（4b)的托架（5)和設(shè)有耐高溫密封層（2b)的滑塊（1)組裝后構(gòu)成受電弓滑板，所述受 電弓滑板中耐高溫密封層（2b)和耐高溫密封層（4b)構(gòu)成氣道（3)的氣道壁；
[0010] 當(dāng)托架（5)與滑塊⑴上均設(shè)有凹槽時(shí)，滑塊⑴的凹槽為（6a)，所述凹槽（6a) 的槽壁上設(shè)有耐高溫密封層（2c);托架（5)的凹槽為^b)，所述凹槽^b)的槽壁上設(shè)有耐 高溫密封層（4c);將帶有凹槽（6a)、耐高溫密封層（2c)的滑塊（1)與帶有凹槽（6b)、耐高 溫密封層（4c)的托架（5)組裝后構(gòu)成受電弓滑板；述受電弓滑板中氣道（3)的氣道壁由耐 高溫密封層（2c)和耐高溫密封層（4c)構(gòu)成。
[0011] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述組裝是：通 過耐高溫粘接膠或耐高溫導(dǎo)電粘接膠粘接，使得滑塊（1)和托架（5)構(gòu)成所述的受電弓滑 板；所述受電弓滑板中，托架（5)鑲嵌在滑塊（1)中或滑塊（1)鑲嵌在托架（5)中。
[0012] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述耐高溫密封 層（2a)、耐高溫密封層（2b)、耐高溫密封層（2c)、耐高溫密封層（4a)、耐高溫密封層（4b)、 耐高溫密封層（4c)的材質(zhì)選自耐KKTC以上高溫的硅橡膠、三元乙丙橡膠、氟橡膠、熱塑性 硫化橡膠、聚四氟乙烯中的一種。
[0013] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述耐高溫密封 層（2a)與耐高溫密封層（4a)的材質(zhì)相同。
[0014] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述耐高溫密封 層（2b)與耐高溫密封層（4b)的材質(zhì)相同。
[0015] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述耐高溫密封 層（2c)與耐高溫密封層（4c)的材質(zhì)相同。
[0016] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；當(dāng)凹槽僅開設(shè)在 滑塊（1)上時(shí)，有耐高溫密封層（2a)通過耐高溫粘接膠或耐高溫導(dǎo)電粘接膠粘接在所述凹 槽的槽壁上。
[0017] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；當(dāng)凹槽僅開設(shè)在 滑塊（1)上時(shí)，所述耐高溫密封層（4a)通過耐高溫粘接膠或耐高溫導(dǎo)電粘接膠粘接在托架 (5)預(yù)與滑塊（1)相結(jié)合的頂面上。
[0018] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；
[0019] 當(dāng)凹槽僅開設(shè)在托架（5)上時(shí)，耐高溫密封層（4b)通過耐高溫粘接膠或耐高溫導(dǎo) 電粘接膠粘接在所述凹槽的槽壁上。
[0020] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；
[0021] 當(dāng)凹槽僅開設(shè)在托架（5)上時(shí)，所述耐高溫密封層（2b)通過通過耐高溫粘接膠或 耐高溫導(dǎo)電粘接膠粘接在所述滑塊（1)預(yù)與托架（5)相結(jié)合的底面上。
[0022] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；
[0023] 當(dāng)托架（5)與滑塊（1)上均設(shè)有凹槽時(shí)，耐高溫密封層（2c)通過耐高溫粘接膠或 耐高溫導(dǎo)電粘接膠粘接在所述凹槽（6a)的槽壁上；耐高溫密封層（4c)通過耐高溫粘接膠 或耐高溫導(dǎo)電粘接膠粘接在所述凹槽（6b)的槽壁上。
[0024] 所述耐高溫粘接膠為環(huán)氧樹脂粘接膠、丙烯酸型膠和聚氨酯膠中的至少一種。優(yōu) 選為耐KKTC以上的環(huán)氧樹脂粘接膠粘接膠、丙烯酸型膠和聚氨酯膠中的至少一種。
[0025] 所述耐100°C以上的環(huán)氧樹脂粘接膠粘接膠、丙烯酸型膠和聚氨酯膠選自單組 份環(huán)氧樹脂粘接膠、雙組份環(huán)氧樹脂粘接膠、多組份環(huán)氧樹脂粘接膠、雙組份丙烯酸型膠 和雙組份聚氨酯膠中的一種。其型號(hào)為DP100、DP270、DP420、DP-105、DP-125、DP-190、 DP-100PLUS、DP-420、DP-460、DP-4XL、DP805、DP810、DP820、DP818、DP-8005、DP-8010、 DP605、DP640、3532、3549、2214、EW2020 中的至少一種。
[0026] 所述耐高溫導(dǎo)電粘接膠為現(xiàn)有碳滑板制備過程中所常用的耐高溫導(dǎo)電粘接膠。其 具體可以為耐高溫銅粉導(dǎo)電膠、耐高溫銀銅粉導(dǎo)電膠和耐高溫銀粉導(dǎo)電膠中的一種。優(yōu)選 為耐KKTC以上的耐高溫改性環(huán)氧和酚醛銅粉導(dǎo)電膠、耐高溫改性環(huán)氧銅粉導(dǎo)電膠、銅粉電 子導(dǎo)電膠、耐高溫改性環(huán)氧和酚醛銀銅粉導(dǎo)電膠、銀粉電子導(dǎo)電膠、環(huán)氧型導(dǎo)電銀膠；其型 號(hào)為 TD-8814、TD-8816、DB2014、YH-2004、YH-A011、YH-2010、DB2018、DB5015、TD-8810、 TD-8815、ZB25625、DB2013、DB2024、DB2016、YH-2008、YH-2003、YH-2005 中的至少一種。
[0027] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述滑塊（1)、 托架（5)由碳纖維與熱解碳、樹脂碳、瀝青碳中至少一種組成。
[0028] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述碳纖維增強(qiáng) 碳滑塊（1)的密度為1. 75~I. 90g/cm3。
[0029] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；所述碳纖維增 強(qiáng)碳滑塊（1)的抗壓強(qiáng)度彡160MPa，抗折強(qiáng)度彡llOMPa，沖擊韌性彡2. 5J/cm2,電阻率 31 μ Ω · m〇
[0030] 本發(fā)明一種高速鐵路動(dòng)車組用碳纖維增強(qiáng)碳一體化受電弓滑板；
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