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     

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。     

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。     

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。     

简讯

高润滑性烧结合金受电弓滑板既有线用的铜系烧结合金滑板是于20～40 a前开发的,材质一直没有改变,目前还在使用,故改进的余地较大。因此,日本铁道综合技术研究所研究出了提高烧结合金的自润滑特性的方法。该方法反映了近年来固体润滑技术的新进展,试制了谋求减少磨损的烧结合金滑板,并且实施定置试验及现     

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。     

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。     

E653系受电弓滑板发生阶梯磨耗的原因及对策

据JR东日本铁路公司称,E653系受电弓滑板的主滑板使用铜系烧结合金,辅助滑板使用铝合金,而在主滑板与辅助滑板的接合面附近常发生阶梯状磨耗,这有可能导致接触导线熔断、受电弓破损等重大运输事故,文章介绍了该公司通过深入调研,查明了受电弓滑板发生阶梯状磨耗的原因,从而据此制定出了有效对策并得到了效果验证。     

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。     

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.     

日本采用C/C复合材料滑板

为了减少维修费用，日本铁道综研所研发了减小导线磨耗的碳系滑板材料和碳系铜粉混合烧结、多孔硬碳含浸金属的材料，以及弓架滑板托上的安装方法。采用的“鞘形槽”结构，可靠性好，装卸方便，且重量轻。     

日本研发300km/h高速列车受电弓滑板

随着新干线的速度提高，受流电流和离线率不断增加，受电弓滑板的磨耗也随之大幅增加。为此，日本研发了300km／h以上速度范围使用的滑板。这种滑板采用一种铁系烧结合金材料，可提高受电弓滑板的耐热性和润滑性。并与过去已研发的烧结合金滑板磨耗性能进行了比较。     

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.     

受电弓滑板用三维网状铜-碳复合材料的研究

利用碳纤维布和铜粉、钛粉、石墨粉等为原料,采用热压成型、烧结等工艺制备三维网状铜-碳复合受电弓滑板。研究受电弓滑板的物理力学性能,利用扫描电镜(SEM)对复合材料的内部结构进行观察,并与当前正在使用的受电弓滑板的性能进行对比。结果表明:铜和碳纤维在空间互成三维网状结构,铜质量分数为40%的复合材料具有较小的电阻率和较好的力学性能。     

降低复合材料滑板成本及明确其极限厚度

用碳纤维增强碳基体材料的C/C复合材料制成的受电弓滑板,具有高韧性、高润滑性能、耐磨性也优异。不过,由于使用许多碳纤维,有待解决比传统型滑板成本高的问题。文中介绍了通过重新评审碳纤维的含量等力求降低C/C复合材料制滑板的制作成本,同时,对滑板使用的极限厚度进行了研究,结果表明用开发的低成本C/C复合材料滑板到达剩余厚度4 mm时,相比在剩余厚度9 mm就要更换的现用M40A滑板的使用成本降低50%。     

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。     

电力机车铝包碳滑板运用试验

通过对电力机车铝包碳滑板运用试验数据的分析，得出该滑板具有受流好、抗冲击能力较强等优点，认为在铜接触线及钢铝接触线和铜接触线混架区段、铝包碳滑板是目前一种较理想的滑板。     

防止受电弓滑板故障的研究

据JR西日本铁路公司称,近年来受电弓用碳系滑板会发生局部异常磨耗(阶梯状磨耗)现象,这导致了大电孤产生、接触导线熔断、受电弓破损。本文介绍了西日本铁路公司下关综合车辆所通过调查研究,查明了受电弓滑板阶梯磨耗的原因和机理,制定出了防止滑板阶梯磨耗的有效对策,并进行了效果的验证。     

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。     

SAC型铝包复合型浸金属碳滑板

铝包浸金属碳滑板具有碳滑板、浸金属碳滑弧对铜导线磨耗小，有光滑润滑膜，又具有金属滑板耐冲击性、耐磨性好、适用于铜导线或铜与钢铝导线区段，是理想的“两用滑板”。该滑板结构简单，断面形状新颖，固定方式简便，更换维修容易，使用寿命可达５万机车走行以上，在国内属领先地位。