【原创】粉体技术无处不在,揭秘普通列车如何变身“刮冰”车


来源:中国粉体网   平安

[导读]  铜基粉末冶金滑板由于其机械强度较高,导电性能优异,抗硬点冲击性能较强,且成本较低、适用性良好及生产工艺快捷简单从而获得了较为广泛的应用,经常被应用在运行路况较为复杂的城市轨道交通和山区低速重载电力机车运输中。

中国粉体网讯  近日,东北地区遭遇十分罕见的雨雪冰冻灾害,降雨后气温骤降形成冻雨,包裹在向列车输送电能的接触网导线上形成冻冰层和冰溜。铁路公司采取电力机车、动车组列车滑动除冰与人工除冰相结合的措施,对受影响的数千公里线路展开多轮刮冰作业。




那么,普通列车是如何变身刮冰车的呢?据中国铁路官方介绍,方法就是在车顶装上“刀片”将电力机车或动车组列车的受电弓安装铜基粉末滑板条后即可进行刮冰作业。受电弓和铜基粉末滑板条又是什么呢?



受电弓简介
 

根据受电弓的特点和工作部位,可以将受电弓滑板定义为一种同时具有较高的导热性、足够的机械强度、优异的导电性、高耐电弧性、良好的耐磨性、高拉伸强度以及极高的抗冲击韧性等综合性能于一体的一类关键电接触材料。受电弓是电力机车上从接触网导线上获取电能,将获得的电能引入电力机车来进行供电的零部件,是被安装在电力机车的车顶上的结构。

受电弓滑板分类
 

按照铁路行业内一般的情况,可以根据材料的基本组成成分不同而将受电弓滑板主要划分为:纯碳滑板、浸金属碳滑板、复合材料滑板以及粉末冶金滑板。由我国一些专家学者经研究总结后得出的部分国内主流受电弓滑板材料各项性能的数据对比如下表。



粉末冶金滑板的制造

粉末冶金滑板由于其基体材质所限,主要有铜基滑板和铁基滑板两大类产品。这类滑板总体的优点包括:机械强度较高,抗冲击性能较好,导电性能优异、电阻率较低以及良好的导热性和耐电腐蚀性。其缺点包括:在接触网导线上滑动时对其的摩擦磨损相对剧烈,且在摩擦中相对容易产生电火花从而干扰无线电信号。

粉末冶金滑板的典型制造方法一般是将金属粉末(Fe或Cu)作为基体元素,然后把润滑组元(如鳞片石墨、Pb、Cu2S和MoS2等)也预先加入其中,再进行高速机械混合,让各种成分分散混合均匀,再使用大吨位压机将粉末压制成具有一定强度和密度的生坯,最后将生坯进行高温烧结。由于此时的坯体孔隙率还是比较大,一般还会进行复压复烧,然后将其放入润滑油中进行浸渍,最后通过机械加工制造出相应的成品。



铜基粉末冶金滑板的工艺流程

铜基粉末冶金受电弓滑板的应用

铜基粉末冶金滑板由于其机械强度较高,导电性能优异,抗硬点冲击性能较强,且成本较低、适用性良好及生产工艺快捷简单从而获得了较为广泛的应用,经常被应用在运行路况较为复杂的城市轨道交通和山区低速重载电力机车运输中。

其中,低速重载电力机车运输是一个主要发展于山区的普通电力机车运输的一个分支,其重要性是不言而喻的。山区的货物运输有其特殊的地理环境,比如承重较大、山势曲折、多陡坡等极端情况,故而对受电弓滑板的机械性能和抗硬点冲击性能要求较高,此时铜基粉末冶金受电弓滑板的性能优势就体现出来了,因此可以大规模的应用在这些地方。

普通列车变身刮冰车,也正是利用了铜基粉末冶金受电弓滑板相应的一些性能优势。据研究,在俄罗斯的很多高寒地带,因为寒冷所以经常出现由于电弧烧损可能造成接触网导线的非正常损耗和熔融断裂等现象,因此这些地区偏重研发出灭电弧性能较好,耐磨性较高,自润滑性相对较好的含磷铜基粉末冶金滑板。


参考来源:

牟浩瀚:铜基受电弓滑板材料的制备工艺及性能研究

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作者:平安

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