一种Al制造技术

本发明专利技术涉及碳滑板制备技术领域，更具体而言，涉及一种Al

A kind of Al

【技术实现步骤摘要】
一种Al2O3-ZrO2碳滑板材料制备方法
本专利技术涉及碳滑板制备
，更具体而言，涉及一种Al2O3-ZrO2碳滑板材料制备方法。
技术介绍
受电弓滑板是电力机车上的重要集电元件，安装在受电弓的最上部，直接与接触网导线接触，在列车走行过程中，从接触网导线上获得电流为机车供应电力。受电弓碳滑板碳滑条材料必须具有良好的减磨性和自润滑性、良好的耐热和耐电弧性、一定的耐磨性、足够的抗冲击强度以及稳定的电阻率和接触电阻。现如今电力机车受电弓碳滑板分为三种：粉末冶金滑板、纯碳滑板、碳基复合材料滑板。其中碳基复合材料为浸金属碳材料、碳纤维材料及MCC材料或陶瓷材料。碳滑条材料综合性能是其必备条件，其中高强度、高韧性、低电阻、耐磨以及自润滑特性的滑动电接触材料是最佳选择。Al2O3-ZrO2碳滑板材料具有抗热性强、热膨胀率低、密度、硬度、弹性模量、抗弯强度均优于各单一材料。利用其制备的碳滑板各项性能指标满足国标要求，且工艺简单、效率高。
技术实现思路
为了克服现有技术中所存在的不足，本专利技术提供一种Al2O3-ZrO2碳滑板材料制备方法，以提高受电弓碳滑条材料的机械强度、电导性和耐冲击性能。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种Al2O3-ZrO2碳滑板材料制备方法，包括以下步骤：S1、研磨：将Al2O3、ZrO2、SiC、Al2O3-SiO2、碳黑、特种石墨粉混合后置于球磨机中，充入氮气，在150-300℃温度下进行球磨2-6h；>S2、混捏：将S1中研磨后混合粉料与沥青焦混捏，混捏温度为160℃-220℃，混捏时间为1-5h；S3、湿混：在S2中混捏后混合粉料加入粘结剂进行湿混，温度为120-170℃，湿混时间为40-60分钟；S4、模压成型：将S3中湿混后材料倒入模具中，利用双向压制模压成型制成一定形状和尺寸的压坯，并使之具有一定的密度和强度。压机为630T以上压机，利用冷却设备对碳滑板初坯进行冷却处理。S5、焙烧：将S4模压成型后生坯装入焙烧炉中进行焙烧得到第一次坯体；S6、浸渍：将S5焙烧后第一次坯体称重后置入石墨坩埚中，加入中温沥青，将石墨坩埚放入真空设备中，确保无误后开始抽真空，当真空度达到0.085MPa后，真空结束，再次放入预热炉中预热半小时至室温后取出；S7、二次焙烧：将S6中浸渍后的坯体放入焙烧炉中进行第二次焙烧得到第二次坯体，焙烧温度为20℃-1200℃，并在1200℃温度下保温4h，焙烧时间为16h；S8、烧结：将S7中二次焙烧后碳滑条材料放入烧结炉中，使钢碳完全包裹，然后充入保护气氩气，直到压力达到15-20兆帕，然后加热至1000-1250摄氏度，保持24-32小时后取出；S9、将S8中烧结后碳滑条材料在隔绝空气的条件下，通过电加热到550-700℃，电流强度为15A，保持6-8小时，填充材料内部微气孔，形成晶须，制得纯净的Al2O3-ZrO2碳滑板材料。进一步地，所述Al2O3粉的粒度为1-10μm；ZrO2粉的粒度D为1-15μm；SiC粉的粒度为1-20μm、密度3.2g/cm3；Al2O3-SiO2的粒度为1-30μm；碳黑的粒度为1-40μm；特种石墨粉的粒度为1-50μm，真密度≥2.0g/cm3，电阻率≤8.0μΩm，抗折强度≥25Mpa，抗压强度≥35Mpa，灰分≤0.20%；沥青焦的粒度为1-60μm，真密度≥2.13g/cm3，灰分≤0.25%、含硫量≤0.3%、挥发份≤0.5%；浸渍剂中温煤沥青为软化点为83-89℃，结焦值为≥58%，灰分≤0.30%；所述粘结剂采用酚醛树脂，软化点为105-120℃。进一步地，所述沥青焦的粒度为1-10μm占其重量的10%，粒度为10-20μm占其重量的20%，粒度为20-30μm占其重量的20%，粒度为30-40μm占其重量的20%，粒度为40-50μm占其重量的20%，粒度为50-60μm占其重量的10%；Al2O3的粒度为1-3μm占其重量的20%，粒度为3-5μm占其重量的30%，粒度为5-8μm占其重量的30%，粒度为8-10μm占其重量的20%；ZrO2的粒度为1-5μm占其重量的35%，粒度为5-10μm占其重量的30%，粒度为10-15μm占其重量的35%；SiC的粒度为1-5μm占其重量的15%，粒度为5-10μm占其重量的35%，粒度为10-15μm占其重量的35%，粒度为15-20μm占其重量的15%；Al2O3-SiO2的粒度为1-5μm占其重量的10%，粒度为5-10μm占其重量的20%，粒度为10-15μm占其重量的20%，粒度为15-20μm占其重量的20%，粒度为20-25μm占其重量的20%，粒度为25-30μm占其重量的10%；碳黑的粒度为1-10μm占其重量的25%，粒度为10-20μm占其重量的25%，粒度为20-30μm占其重量的25%，粒度为30-40μm占其重量的25%；特种石墨粉的粒度为1-10μm占其重量的10%，粒度为10-20μm占其重量的20%，粒度为20-30μm占其重量的25%，粒度为30-40μm占其重量的25%，粒度为40-50μm占其重量的20%。进一步地，所述Al2O3、ZrO2、SiC、Al2O3-SiO2、碳黑、特种石墨粉的混合料，其重量比为8:5:12:20:25:30；研磨后混合粉料与沥青焦重量比为40:60；混捏后混合粉料与粘结剂重量比为70:30-75:25。进一步地，所述混捏机置有自动报警装置，且自动报警装置用于设定时间到达时进行报警。进一步地，所述S5中焙烧的升温程序为：焙烧温度为20℃-1250℃，室温-100℃，按照100℃/h升温，保持1h；100-200℃，按照100℃/h升温，保持1h；200℃-900℃、按照100℃/h升温，保持7h；900℃-1250℃、按照按照150℃/h升温，保持2h；并在1250℃温度下保温4h，然后自然冷却进一步地，所述S6中温沥青在加入前进行融化，在预热炉中坩埚加热的过程当中，准备沥青融化，通电前检查电路、水路是否畅通。增重率为30-33%。进一步地，所述S7二次焙烧前，利用烘干设备对浸渍处理后的烧结碳滑条材料初坯进行烘干处理。进一步地，所制备的Al2O3-ZrO2碳滑板制备方法，其体积密度≤4g/cm3、抗折强度≥80、抗压强度≥160、冲击韧性≥0.2J/cm2、20℃电阻率≤10µΩ·m、洛氏硬度（HBS）≤100。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术提供了一种Al2O3-ZrO2碳滑板制备方法。通过在原料沥青焦中加入Al2O3、ZrO2、Al2O3-SiO2、SiC、碳黑、特种石墨粉等，与原料中的其他材料相融合，可以补充成品碳滑板的机械强度，使其在运行中不易折断和破裂，所制备的碳滑板组织致密、气孔微细、耐侵蚀性好，具备优异的机械强度和耐磨性；其制备工艺是，首先对原料进行研磨，再通过模压成型、浸渍工艺、烧结炭化、通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Al

【技术特征摘要】
1.一种Al2O3-ZrO2碳滑板材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、研磨：将Al2O3、ZrO2、SiC、Al2O3-SiO2、碳黑、特种石墨粉混合后置于球磨机中，充入氮气，在150-300℃温度下进行球磨2-6h；
S2、混捏：将S1中研磨后混合粉料与沥青焦混捏，混捏温度为160℃-220℃，混捏时间为1-5h；
S3、湿混：在S2中混捏后混合粉料加入粘结剂进行湿混，温度为120-170℃，湿混时间为40-60分钟；
S4、模压成型：将S3中湿混后材料倒入模具中，利用双向压制模压成型制成一定形状和尺寸的压坯，并使之具有一定的密度和强度，压机为630T以上压机，利用冷却设备对碳滑板初坯进行冷却处理；
S5、焙烧：将S4模压成型后生坯装入焙烧炉中进行焙烧得到第一次坯体；
S6、浸渍：将S5焙烧后第一次坯体称重后置入石墨坩埚中，加入中温沥青，将石墨坩埚放入真空设备中，确保无误后开始抽真空，当真空度达到0.085MPa后，真空结束，再次放入预热炉中预热半小时，降至室温后取出；
S7、二次焙烧：将S6中浸渍后的坯体放入焙烧炉中进行第二次焙烧得到第二次坯体，焙烧温度为20℃-1200℃，并在1200℃温度下保温4h，焙烧时间为16h；
S8、烧结：将S7中二次焙烧后碳滑条材料放入烧结炉中，使钢碳完全包裹，然后充入保护气氩气，直到压力达到15-20兆帕，然后加热至1000-1250摄氏度，保持24-32小时后取出；
S9、将S8中烧结后碳滑条材料在隔绝空气的条件下，通过电加热到550-700℃，电流强度为15A，保持6-8小时，制得Al2O3-ZrO2碳滑板材料。


2.根据权利要求1所述的一种Al2O3-ZrO2碳滑板材料制备方法，其特征在于：所述Al2O3粉的粒度为1-10μm；ZrO2粉的粒度D为1-15μm；SiC粉的粒度为1-20μm、密度3.2g/cm3；Al2O3-SiO2的粒度为1-30μm；碳黑的粒度为1-40μm；特种石墨粉的粒度为1-50μm，真密度≥2.0g/cm3，电阻率≤8.0μΩm，抗折强度≥25Mpa，抗压强度≥35Mpa，灰分≤0.20%；沥青焦的粒度为1-60μm，真密度≥2.13g/cm3，灰分≤0.25%、含硫量≤0.3%、挥发份≤0.5%；中温煤沥青为软化点为83-89℃，结焦值为≥58%，灰分≤0.30%；所述粘结剂采用酚醛树脂，软化点为105-120℃。


3.根据权利要求1所述的一种Al2O3-ZrO2碳滑板材料制备方法，其特征在于：所述沥青焦的粒度为1-10μm占其重量的10%，粒度为10-20μm占其重量的20%，粒度为20-30μm占其重量的20%，粒度为30-40μm占其重量的20%，粒度为40-50μm占其重量的20%，粒度为50-60μm占其重量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏健，张锦俊，闵洁，张培林，庞中海，武建军，刘伟凯，纪永良，雷涛，张彦举，吕星薄，徐保国，孟鹏，王志辉，
申请(专利权)人：大同新成新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14