Композиция для изготовления контактных вставок
Владельцы патента RU 2444823:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) (RU)
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к композициям, используемым преимущественно для изготовления контактных вставок городского электротранспорта (троллейбусов). Техническим результатом является повышение прочности контактных вставок. Композиция для изготовления контактных вставок включает, мас.%: электрографит 67-75, кокс прокаленный 5-12, фенолформальдегидную смолу 11-20, стеарат цинка 0,5-2,0, политетрафторэтилен 0,5-8, дополнительно содержит нанопорошок меди в количестве 0,5-2. 1 пр., 1 табл.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к композициям, используемым преимущественно для изготовления контактных вставок городского электротранспорта (троллейбусов).
Известна композиция на основе свинца и графита (ТУ 16-538.034-75 «Вставки контактные троллейбусные») в количестве, мас.%:
| свинец | 26,5 |
| графит | остальное |
Недостатками данной композиции являются низкая износостойкость вставок и образование свинцовой пыли в процессе эксплуатации изделий, что загрязняет атмосферу города, является экологически опасным фактором.
Известна также композиция для изготовления токосъемников (а именно, контактных вставок), содержащая, в мас.%: электрографит 67-75, кокс прокаленный 5-12, фенолформальдегидную смолу 11-20, стеарат цинка 0,5-2,0, политетрафторэтилен 0,5-5 (Патент РФ №2138107, МПК H01R 41/00, H01R 39/20, B60L 5/00, опубл. 1999 г.).
Недостатком композиции является низкая ударная вязкость контактных вставок. В связи с этим снижается их прочность, что приводит к разрушению вставок при проезде спецчастей и стыков контактной сети.
Техническим результатом является повышение прочности контактных вставок за счет введения в композицию нанопорошка меди.
Технический результат достигается тем, что композиция для изготовления контактных вставок, включающая электрографит, кокс прокаленный, фенолформальдегидную смолу, стеарат цинка, политетрафторэтилен, согласно изобретению дополнительно содержит нанопорошок меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| электрографит | 67-75 |
| кокс прокаленный | 5-12 |
| фенолформальдегидную смолу | 11-20 |
| стеарат цинка | 0,5-2,0 |
| политетрафторэтилен | 0,5-8,0 |
| нанопорошок меди | 0,5-2,0 |
Преимущество заявляемой композиции заключается в том, что введение нанопорошка меди и увеличение содержания политетрафторэтилена позволяет повысить прочность контактных вставок при проезде спецчастей и стыков контактной сети.
Пример конкретного выполнения.
Для получения композиции были приготовлены три смеси компонентов, массовый состав которых приведен в таблице.
Композиция изготавливалась по следующей технологической схеме. Вначале перемешивали политетрафторэтилен и нанопорошок меди. Затем к полученной смеси добавляли порошки электрографита и кокса прокаленного и перемешивали в смесителе в течение 30 мин. Далее к полученной смеси добавляли связующее - фенолформальдегидную смолу и вновь перемешивали в течение 40 мин. В полученную смесь вводили стеарат цинка. Смесь перемешивали в течение 40 мин в смесителе.
Затем из полученной композиции методом горячего прессования изготавливали вставки размером 85×28×14,5 мм, прессовали при удельном давлении 900 кгс/см2, температуре 175-185°С и выдержке 5 мин. Были изготовлены и испытаны три композиции вставок, результаты исследований которых приведены в таблице.
Эксплуатационные испытания вставок проводились при различных климатических условиях. Наилучшие результаты показала композиция №2. Установлено, что контактные вставки, изготовленные из предложенной композиции, обеспечивают пробег троллейбуса при низких температурах (-20-30°С) в условиях инееобразования 300-400 км, при температуре +20+25°С в условиях выпадения осадков 1000-1200 км, в сухую погоду пробег составляет не менее 1500 км. Оценку износа контактного провода проводили на разработанном исследовательском стенде.
| Таблица | ||||
| № | Состав материала мас.% | Свойства | ||
| Модуль упругости, ГПа | Ударная вязкость, кДж/м2 | Износ контактного провода на 10000 проходов, мм | ||
| 1 | Электрографит - 67 | 225 | 12 | 0,05 |
| Кокс - 5 | ||||
| Фенолформальдегидная смола - 11 | ||||
| Стеарат цинка - 0,5 | ||||
| Политетрафторэтилен - 0,5 | ||||
| Нанопорошок меди - 0,5 | ||||
| 2 | Электрографит - 71 | 250 | 16 | 0,04 |
| Кокс - 8,5 | ||||
| Фенолформальдегидная смола - 15,5 | ||||
| Стеарат цинка - 1,28 | ||||
| Политетрафторэтилен - 4,25 | ||||
| Нанопорошок меди - 1,28 | ||||
| 3 | Электрографит - 75 | 240 | 15 | 0,05 |
| Кокс - 12 | ||||
| Фенолформальдегидная смола - 20 | ||||
| Стеарат цинка - 2,0 | ||||
| Политетрафторэтилен - 8,0 | ||||
| Нанопорошок меди - 2,0 |
Композиция для изготовления контактных вставок, включающая электрографит, кокс прокаленный, фенолформальдегидную смолу, стеарат цинка, политетрафторэтилен, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нанопорошок меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| электрографит | 67-75 |
| кокс прокаленный | 5-12 |
| фенолформальдегидную смолу | 11-20 |
| стеарат цинка | 0,5-2,0 |
| политетрафторэтилен | 0,5-8,0 |
| нанопорошок меди | 0,5-2,0 |
