C/C复合铜合金滑板的开发

<正>1开发的目的作为安装在电动车组用受电弓上的滑板(集电材料),使用的制作材料有铜系烧结合金、纯碳、碳系材料。近年来,一直沿用铜系烧结合金滑板,有利于延长接触导线的寿命,此外,还较多地采用集电性能优于纯碳的碳系材料滑板。铜系烧结合金是在铜系烧结材料中分散硬质及润滑成分的材料。纯碳是将石墨粉成形后煅烧而成的材料。碳系是以石墨烧成体为基材的铜或铜合金的复合材料。目前使用的碳系滑板,因为基材是石墨烧成体,强度不高,安装在受电弓上时,必须在滑板侧使用钢制的护套,以补强固定。但使用护套需要解决以下难题:由于钢制护套部分不能进行滑动集电,使用厚     

降低C/C复合材料受电弓滑板使用成本的研究

利用在碳素纤维增强碳基材的C/C复合材料中浸渗铜合金,并制作C/C复合材料滑板,其强度及韧性优异,虽然属于碳系滑板,但能够用螺栓与金属滑板同样直接安装到弓头托架上。另外,C/C复合材料滑板相比金属系滑板及传统碳系滑板价格较高,故有待降低其使用成本。本文介绍了重新评价碳素纤维含量以削减制造成本,并对滑板使用中的极限厚度的目标值进行研究的结果。     

受电弓滑板开发动向

介绍了日本正在实际应用的碳系滑板中的金属浸渗型、混合烧结型、C／C复合材料制碳系滑板的制造方法、物理特性和磨损特性。同时，阐述了碳系滑板的安装方法，对于能实施内螺纹攻丝加工的C／C复合材料碳系滑板进行了各项指标确认试验，证明其符合性能要求，现已开始装车应用。     

受电弓碳系滑板的研究

围绕碳系滑板在JR西日本公司的实际应用,从一个侧面介绍了受电弓碳系滑板的发展过程。尤其是阐述了弓头托架的改进、碳系滑板的安装、开发C/C复合材料碳系滑板的成果,指出了今后待解决的课题,如降低接触导线搭接部位的磨损问题。     

碳系滑板材料

介绍了受电弓采用纯碳滑板、碳系滑板和烧结合金滑板的利弊。其中碳系滑板能使接触导线的磨损减少到原来的1/2～1/3,因此,在既有线上已有2/3的电动车在使用。近年,又开发了"C/C复合材料滑板",不但导电性好,而且质量轻、强度高,可以适应用螺栓安装到受电弓要求,使受电弓轻量化。     

碳系新材料受电弓滑板的开发

受电弓滑板应用碳系材料以后,接触导线的磨耗大为减轻,另一方面,受电弓滑板则有磨耗增大及缺损的现象.因此,对滑板应用轻量且机械强度高的C/C复合材料,进行了含现车在内的各种试验,取得了良好效果.介绍了C/C复合材料制造滑板的过程及其试验结果.     

提高既有线用碳系滑板的性能

文章介绍了碳系滑板与烧结合金滑板的制造方法,着重阐述了为进一步提高既有线碳系滑板的性能所实施的各种改进方法,以及定置试验与现车试验结果,指出今后将继续进行新滑板材料的开发,进一步改善碳系滑板的使用性能。     

C/C复合材料在受电弓滑板上的应用

C/C复合材料(碳纤维强化碳复合材料)是以提高强度、耐冲击性等为目的以高强度碳纤维补强的碳复合材料。介绍了C/C复合材料在滑板上的实际应用以及C/C复合材料滑板的性能、制造方法及待解决的课题等。     

RB陶瓷滑板的开发

介绍了东日本铁路公司研发中心以既有线上广为采用的碳系滑板材料作为母材,在母材中混合硬质多孔隙碳系材料一RB陶瓷,瞄准理想的滑板目标实施研究的情况。对开发的滑板材料实施性能评价试验,在各项基础试验中显示了良好的特性。     

受电弓滑板用材料的开发与应用

受电弓是跟踪接触导线，给电动车辆稳定供电，确保良好集电性能的车辆部件。本文介绍既有线电动车辆用烧结合金、铸造合金、金属浸渗型碳系、混合烧结型碳系等滑板的开发和应用，并介绍了新干线电车用铜系烧结合金，铁系烧结合金、铅分散铜系铸造合金、碳系（C／C复合材）等材料滑板的开发和应用，以及固态润滑剂的开发和应用。     

降低C/C复合材料滑板成本并评价其磨损极限

C/C复合材料制作的受电弓滑板与传统的碳系滑板相比,其强度及韧性十分优异。但因其使用了较多的碳纤维,因此,有待解决成本较高的问题。文章介绍了重新审定碳纤维用量以降低其制造成本以及对滑板使用极限厚度的目标值进行详细研究的结果。     

滑板材料受流摩擦时接触点瞬态温升对磨损性能的影响

采用有限元法对不同滑板材料(包括纯碳材料、浸金属碳材料以及铜基粉末冶金材料)在滑动受流时由摩擦力和接触电阻引起的接触点瞬态温升进行了分析计算,同时根据滑板材料的热失重(TGA)和差热分析(DTA)试验结果,分析了各种滑板材料在受流摩擦时的磨损行为.研究表明,在试验参数为压力70 N、电流200 A以及滑动速度80 km·h-1的条件下,电流是引起碳系滑板材料接触点温升的主要因素,并造成纯碳滑板接触区亚表层的高温氧化现象,浸金属碳滑板由于材料致密氧化速度较慢,同时强度相对也高,因而具有良好的耐受流磨损性能;而铜基粉末冶金滑板材料受流摩擦时的接触点温升低于其氧化温度,所以引起其高受流磨损量的主要因素不是接触点温升,而是电弧侵蚀引起的摩擦表面严重破坏以及蜡基润滑剂的失效所致.     

碳滑板发展概况及我国的研究进展

简述电气化铁路用受电弓滑板发展概况,介绍碳滑板、浸金属碳、碳-金属纤维及碳-铜复合材料等几种碳材料滑板的性能特点,指出国内外碳滑板的差别及主要原因,分析碳滑板的发展趋势.     

受电弓滑板材料研究进展及展望

受电弓滑板是列车获取能量的核心装备，良好的滑板材料性能是保障列车安全稳定运行的关键，高速列车具有大功率、高运能、长距离运行等特点，随着高速列车速度进一步提升，对受电弓滑板材料性能提出更高要求。文章首先介绍了国内外受电弓滑板材料的发展历程，包括金属滑板、纯碳滑板、粉末冶金滑板、浸金属滑板，以及新型复合材料滑板；然后综述各阶段滑板材料的工艺技术及其优缺点；最后结合中国电气化铁路发展实际，对高性能受电弓滑板材料的发展进行了展望。     

铝包覆浸金属碳滑板材料受流磨损性能的试验研究

在各种试验条件下（包括不同的滑动速度，接触压力，受流电流和接触导线表面不平度等参数），对铝包覆浸金属碳滑板材料进行了较为全面的试验研究。结果表明，铝包覆浸金属碳滑板材料具有优良的耐受流磨损性能。     

铁道用材料的最新研究开发动向

文章按照有机材料、无机材料、金属材料的分类,介绍各种材料在铁路不同构件上应用的实例及最近的研发情况,阐述了相关材料技术的发展现状及前景,也择要介绍了复合材料诸如碳纤维强化的碳系材料在受电弓滑板上的重要应用。     

可用固定螺钉的C/C复合材料制造的碳系滑块

介绍了受电弓碳系滑块的性能及制造方法。     

降低高速受电弓碳滑板磨耗的技术对策

动车组高速受电弓在运行中出现的碳滑板磨耗异常问题会导致碳滑板频繁更换,缩短受电弓使用寿命,甚至威胁行车安全。分析通过添加可自动调节受电弓压力的主动控制系统和使用新型碳滑板材料等技术对策,可有效降低高速受电弓碳滑板磨耗,延长其使用寿命,同时减少自动降弓等故障的发生。     

受电弓滑板受流摩擦中体温升的模拟计算分析

滑动受流条件下，滑板材料的温升是决定其摩擦磨损机制的主要因素，文章采用有限元计算与实测温升相结合的分析方法，系统研究了不同热源（包括电孤热、接触电阻热、摩擦热以及体电阻热）对各种滑板材料体温升的影响，结果表明，不同滑板材料由摩擦热引起的体温升相近且数值较小，滑板材料中金属元素所占的比例愈多，电弧热对体温升的影响愈大，而接触电阻热的影响则愈小，体电阻热的影响可忽略不计。铜基粉末冶金滑板由于富含金属元素，耐电孤性能最差，浸金属碳滑板具有良好的综合受流磨损性能。     

耐磨C/C复合材料滑板及烧结合金滑板的开发

受电弓滑板是电动车组运行不可缺少的构件,同时,也是对于车辆一集电系统设备的维修成本有重大影响的易耗元件。为减轻滑板与接触导线的磨损及降低车辆-集电系统设备的保养成本,滑板材料的开发一直延续至今,开发出的多种滑板材料已经投入使用。本文介绍近年来开发的C/C复合材料滑板与烧结合金滑板的研发背景及今后的发展动向。