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原文传递一种碳滑板制备工艺

专利名称：	一种碳滑板制备工艺
摘要：	本发明涉及碳滑板制备技术领域，更具体而言，涉及一种碳滑板制备工艺，通过在受电弓碳滑板的碳滑条的内弧一侧预先埋置一条铜管槽，在粘接固化时埋置完好的铜管气道，并把铜管两端端头分别焊接到气管接头上，组成完整的具有气密性安全功能的受电弓碳滑板；通过研究原料配方、工艺方法制备出对产品成型工艺、焙烧工艺、浸渍工艺等工序质量及其与产品体积密度、电阻、抗折强度、抗压强度、结构均匀、冲击韧性等关键质量指标提高的碳滑条。当无铜管气道受电弓碳滑板安装在电力机车车辆的受电弓装置上后，在不断的运行中碳滑板不断地磨损，碳滑条的磨损厚度不断减少，在冲击力的作用下可能出现碳条有裂缝漏气。
专利类型：	发明专利
申请人：	大同新成新材料股份有限公司
发明人：	张作文;杨长命;慕治勇;曹贵平;田海军;杨维才;王志辉;张晨阳
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T14:00:00+0805
申请号：	CN201911352121.1
公开号：	CN111002835A
代理机构：	北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	申绍中
分类号：	B60L5/20;C04B35/532;C04B35/622;C04B41/88;C04B37/02;B;C;B60;C04;B60L;C04B;B60L5;C04B35;C04B41;C04B37;B60L5/20;C04B35/532;C04B35/622;C04B41/88;C04B37/02
申请人地址：	037002 山西省大同市新荣区花园屯村
主权项：	1.一种碳滑板制备工艺，其特征在于，包括以下步骤： S1、挤压：将颗粒状的料团挤压成一定尺寸的碳条（1）原材料：按重量份为5份的鳞片石墨、5份的炭黑、60份的沥青焦、30份的沥青配取原材料；（2）混捏：将S1中鳞片石墨、炭黑、沥青焦放入混捏锅中进行干混，以60转/分钟的速度进行搅拌40分钟，干混的温度120℃；将沥青加入到混捏锅中进行湿混，搅拌40分钟，湿混的温度140℃；（3）研磨：开动雷蒙机加入混捏后物料研磨，用200目电机振筛机振动15分钟；（4）造粒：把研磨后粉料加入螺旋机，开启螺旋机把粉料送入到造粒机储料仓，开启造粒机并挤出，开启造粒机的同时将造粒机出口的切刀开启；（5）挤出：设定模具料筒温度1区180℃、2区185℃、3区180℃、4区185℃、5区180℃、6区160℃、7区155℃、8区140℃、9区135℃，温度上下浮动±5℃，挤出成型；（6）将挤出的碳条按设定尺寸用铲刀切断放置在对应的待检货架上，检查制品不得有变形现象，表面光滑无裂纹，无气泡现象；（7）操作人员在碳条挤出端头10cm处进行产品编码标识；（8）操作工将挤出的碳条在R为0mm弧度工装上进行自检，要求与弧度工装间隙≤1.0mm； S2、焙烧：把成型碳条生制品按一定的工艺条件进行焙烧，使粘结剂焦化，在骨料颗粒间形成焦炭网络，把所有不同粒度的骨料牢固地连结在一起； S3、浸铜：把焙烧品排除挥发份的间隙浸入金属铜，提高各项性能（1）在装埚前称量碳条重量，碳条装锅，共装4层，放置完最后一层碳条后，用卡棒卡住碳条；（2）进入预热炉：检查炉内的杂质，加热丝有没有脱落和断损现象，然后将装好碳条的坩埚放置在预热炉中；（3）将预热炉的门缓慢放下，检查门是否放到位，预热时间和温度按照工艺要求进行；（4）预热炉工艺控制要求； a、初次使用预热炉，按初次预热升温曲线执行，通电前检查预热炉门是否密封好、放到位，一切就绪后，开始通电； b、通电后，严格按照工艺升温曲线执行，确保整个升温过程受控； c、受控温差±5℃；预热升温曲线具体为：室温—400℃，250℃/h； 400—900℃，500℃/h； 900—1250℃，175℃/h；（5）金属融化：在预热炉中坩埚加热的过程当中，准备金属融化；通电前检查电路、水路是否畅通；将准备好的铜放入到融化池中，开始通电，将电流调至220A，通电2小时后金属融化为液体符合浸金属要求；（6）坩埚加热结束后，将坩埚从预热炉中拉出后放入真空设备中，抽真空至真空度达到0.085MPa后，真空结束，放置在融化池下，将融化好的金属溶液倒入装有产品的高温坩埚中，再次放入预热炉中预热半小时至室温后取出即可；（7）首先检查浸渍设备是否完好，其次将压力调到规定的25MPa，再将高温坩埚放置到浸渍机中，开始加压，压力加至15MPa保压2min后泄压，取出坩埚，倒出产品至沙箱掩埋，产品降至室温后取出；（8）最后将浸渍完的产品称重，取样对碳条性能进行检测指标测试并记录； S4、铣弧铣孔槽：为后续加工做准备，碳条按照图纸要求加工； S5、碳条喷砂：把碳条粘结面用石英砂打毛便于粘结；（1）首先检查喷砂机的电源是否正常，气压表是否正常，将瞭望窗口的玻璃擦洗干净，等一切就绪后开始喷砂，砂枪口与产品的距离为100mm；（2）将碳条、碳端角粘结面用30目石英砂在两端边线内的粘结面仔细喷砂，喷砂工作压力大于0.6MPa，不得漏喷、少喷、在喷砂过程中经常用手检查喷过的地方，确保有明显的摩擦凸凹不平感；（3）将喷好的铝托入库，将步骤（2）中用过的石英砂用60目筛子筛去细砂填并充新砂回用； S6、钻孔：使铝托钻打螺钉孔、气嘴孔的孔距符合设计要求； S7、铝托喷砂：铝托粘结面打毛便于粘结；（1）首先检查喷砂机的电源是否正常，气压表是否正常，将瞭望窗口的玻璃擦洗干净，等一切就绪后开始喷砂，砂枪口与产品的距离为100mm；（2）将铝托架用30目石英砂在两边线内的粘结面仔细喷砂，喷砂时工作压力大于0.6MPa，不得漏喷、少喷、在喷砂过程中经常用手检查喷过的地方，确保有明显的摩擦凸凹不平感；（3）将喷好的铝托入库，用过的石英砂用60目筛子筛去细砂填并充新砂回用； S8、粘结准备：铝托碳条配型、清洗，选择、调整、改善碳条与铝托粘接面弧度的匹配度，清除碳条、铝托表面污渍，确保不因存留污渍而影响粘结效果； S9、粘结复合：将碳条、铝托预热、粘结紧固，通过铝托和碳条的妥善复合，确保碳滑板的工作性能； S10、一次固化：升温固化，促进碳条和托架的复合成型； S11、碳滑板加工：切割成图纸要求的碳滑板尺寸； S12、升温固化：清除固化完毕的碳滑板表面流胶，升温固化，促进碳条和托架的复合成型； S13、清理组装：保证滑板整体尺寸，保证磨削滑板碳表面，使碳条粘接处及整条碳面光滑，手摸无起伏、波浪，纹路一致，保证工作面和端角的碳表面整体纹理一致，平滑过渡，零部件组装固定必须满足工艺要求，完成碳滑板组装。 2.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S2焙烧具体为：（1）碳条装箱：将铁箱平放在地下，铁箱内地面铺一层100mm碳粉，在铁箱1/2处放置固定碳条带孔的网架，碳条一根一根从网架孔中插入，碳条的间距为10mm，边缘碳条距铁箱内壁为30mm，然后往铁箱内罐碳粉，直到快上网架时将网架取出，继续添加碳粉，碳条间用碳粉灌满，不能留有空隙，直至淹没碳条，将碳粉刮平，然后在刮平的基础装500mm厚的碳粉，堆成截面类似梯形状，然后将上端碳粉用平铁锹在四周拍打，装箱完毕；（2）装窑：检查并确保窑炉窑底窑壁、测温点、烟道无堵塞物，窑内升温悬挂应牢固、不能有悬挂脱落现象；然后将装有碳条的铁箱放置在炉窑的中间，前后窑壁距离铁箱至少20cm，左右窑壁距离铁箱至少15cm；（3）用粘结有专用防火棉的盖子，盖好炉窑，盖上钟罩开始焙烧，焙烧时间和温度控制按照工艺要求执行，控制浮动温度±5℃；焙烧升温程序具体为：室温—250℃，25℃/h，10h； 250—450℃，8℃/h，25h； 450—700℃，5℃/h，50h； 700—900℃，5-6℃/h，35h； 900—1100℃，6℃/h，33h； 1100—1200℃，6-7℃/h，15h； 1200℃，保温24h；（4）焙烧过程结束后，先关闭电源，再关闭抽风机，封堵传风口，当窑炉温度降至300℃左右时，打开钟罩和窑盖自然通风，等到温度适宜后取出铁箱平方在地上，掉碳粉，小心取出碳条并清理干净，确保碳条表面、气道无粘附现象，确认外观合格后放在烧结品待检区，等待检验、取样对碳条性能进行检测指标测试并记录。 3.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S4铣弧铣孔槽具体为：（1）将钢板尺放在工作平台上，再将碳条内弧向下放在钢板尺上，找到碳条中点；（2）用直角尺在钢板尺上平移画出中线；（3）碳条外弧度加工至符合图纸要求，碳条内弧上加工T型孔槽和气管接头孔槽及气道槽；（4）碳条外弧铣、内弧上加工T型孔槽和气管接头孔槽完后放在检测工装上，观察是否吻合要求。 4.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S8粘接准备具体为：（1）在配型工作平台上，先内弧向下放平铝托，再将碳条粘结面放置在铝托粘结面上，使用游标卡尺检测碳条与铝托粘结面上的5点的配型间隙误差应小于等于1.0mm；5点的位置分别为：中心为1点，以中心线开始向左向右均距各取2点；（2）将铝托放在铝托工作面调弯工装上，通过手动进行微量调整至符合配合间隙；（3）调弯完成后，取下铝托，用碳条进行匹配，再次使用游标卡尺检测碳条和铝托的配型间隙误差是否小于等于1.0mm，直到调整到符合配合间隙，否则重复步骤（2）的操作内容；（4）此工序中碳条铝托需一对一配对标记中心线定位，并做好两者一对一配对标记临时编号，然后进入下一道工序；（5）首先用游标卡尺检测到此工序的碳条与铝托粘结面间隙误差应小于等于1.0mm；（6）将配型完毕的碳条和铝托组件分别置于专用支架上，粘结面朝上；（7）操作人左手轻扶碳条或铝托，右手拿刷子，蘸取乙醇清洗碳条、铝托粘结面，刷洗过程中适当用力，反复刷洗3-5遍，直至二者表面无污渍；（8）用气枪清理残余乙醇，确保粘结面清洁干燥转入下道工序。 5.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S9粘接复合具体为：（1）烘箱温度调至70℃，其中开启烘箱顺序依次为电源，鼓风，加热；（2）当烘箱温度升至70℃后，双手用专用托架托拿铝托和碳条配件，切勿碰触粘结面，粘结面向上放入预热烘箱中，预热30min；（3）预热完毕后取出工件；（4）采用双手托起的方法，取出预热完毕的碳条、铝托组件，放到碳条铝托粘结工装上；（5）首先将T型螺钉有丝口的一面沿铝托上孔套进铝托T型孔，直至T型螺钉安装孔处，使T型螺钉与T型螺钉安装孔同心；（6）将T型螺钉头部涂抹密封胶；（7）反复操作至T型螺钉安装完毕；铜管隔一定距离环切，将铜管两端按照一定长度焊接在气管接头上；（8）先将气管接头有螺纹的一端放入铝托气嘴孔；（9）在快速接头螺纹上涂适量密封胶，用细铜棒插入快速接头，手动旋紧涂有密封胶的快速接头到气管接头，取出细铜棒；（10）重复上述操作，然后把其他快速接头旋拧在气管接头上；（11）将粘结剂涂刷于碳条粘结面，刷胶时方向为从左向右，涂胶的厚度0.2mm-0.3mm；（12）手持碳条两侧，将碳条扣置于铝托粘结面，并将碳条中线和铝托中线对齐，双手压实；（13）在碳条上和托架下放薄铁片使用G字夹紧固碳滑板，紧固顺序为从中心线至两边。 6.根据权利要求5所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述步骤（13）紧固具体操作为：先在中心线上中点位置紧固1个G字夹，再两两相隔约60mm，紧固双排G字夹，中心线两边的夹子数量各为20个，紧固扭矩为5N·m，G字夹共计41个。 7.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S10一次固化具体为：（1）双手抓住已紧固好的碳滑板两侧夹具螺钉处，将碳滑板碳面向上，送入烘箱；（2）待碳滑板全部放入后，关闭烘箱门，开启烘箱电源，鼓风和加热开关，烘箱将按照既定程序执行工作，一次固化曲线为：室温—50℃，自由升温；保温10min；50℃—70℃，自由升温；保温10min，70℃-90℃自由升温；保温10min；90℃-120℃自由升温，恒温120min；自然降温至室温正4℃；（3）烘箱工作完毕，缓慢打开烘箱大门，待烘箱内部温度高于烘箱外部环境温度不超过4℃时，将已固化的碳滑板取出；（4）将从烘箱取出的碳滑板置于清理台上，用扭矩扳手从中间向两边逐渐把G字夹取下，放在固定位置；（5）固化完毕后抽检合格后转入下道工序。 8.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S11碳滑板加工具体为：（1）先用有牙口的切割片切割铝托架两端角度分别为45°；（2）再用无牙口的切割片切割碳条，延续铝托架切口，碳条两端角度分别为45°；（3）再按照图纸标定的尺寸切割边角，切割后碳条边角线弦长为1269±2mm。 9.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S12升温固化具体为：（1）将固化完的碳滑板置于清理台上，手持角磨机将碳滑板两侧流胶粗略清理，过程中严禁损坏碳条和划伤铝托；（2）补胶：把两边多余的胶去掉，进行补胶美观处理；（3）烘箱温度调至120℃；（4）双手托拿，切勿触碰粘结面，将碳滑板碳面向上放入预热烘箱中，用专用托架托拿碳滑板，当烘箱温度升至120℃后，保温2h；（5）固化完毕后取出碳滑板。 10.根据权利要求1所述的一种碳滑板制备工艺，其特征在于：所述S13清理组装具体为：（1）用角磨机、锉刀、砂纸对两端端角进行打磨，修正处理；（2）每一件碳滑板加工结束后都要用钢卷尺测量长度为1269±2mm，如有偏差，视为不合格；（3）用砂带机打磨整个碳滑板；（4）再用80目砂纸手工打磨碳条上边角，使上边角圆润；（5）将滑板固定在清理平台上；（6）用角磨机的钢涮片精细清理铝托上的污点东西；（7）然后用角磨机的百叶片再次对铝托进行抛光处理；（8）将自锁垫片套在螺钉上，每个螺钉只上一个，然后螺钉套上胶管，拧上尼龙防松自锁螺母，螺母不能拧紧，轻轻带上一点力，不返扣即可；（9）把堵帽安装于快速接头处，在气嘴处套上防尘帽。
所属类别：	发明专利