綜合性能更加出色。
【附圖說明】
[0015]圖1是三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的主視圖。
[0016]圖2是三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的俯視圖。
[0017]圖3是三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的左視圖。
[0018]圖4是三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的工作原理圖的主視圖。
[0019]圖5是三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的工作原理圖的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:一種電力機(jī)車受電弓滑板用C(F)/Cu復(fù)合材料的制備方法，所述的復(fù)合材料的組分及重量百分比如下:Cu為72%;(^3%;CF為25%。所述的Cu為電解銅粉，平均粒度為300目，密度為8.96g/cm3。所述的C為鱗片狀石墨粉，平均粒度25μπι，其密度為2.09-2.23g/cm3。所述的CF為表面鍍銅層厚度為30-40μπι的碳纖維。所述碳纖維橫截面為馬蹄形碳纖維，平均直徑為7μπι，密度為1.76g/cm3，含碳量之93%，抗拉強(qiáng)度之3.0GPa，彈性模量210-240GPa，伸長率 2 1.5%。
[0021]所述的制法的步驟和條件如下: (I)銅粉和石墨粉的機(jī)械合金化制備:按照配比，在沖氬氣保護(hù)的手套箱中，將所述的銅粉與石墨混合粉末裝入自行設(shè)計(jì)和制造的三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的球磨罐中，按丙酮的體積mL與石墨粉質(zhì)量g的比為0.2:100加入丙酮，丙酮作為防黏劑，然后每3h加入一次，球料比4:1，轉(zhuǎn)速500r/min,球磨24h，得到銅粉和石墨粉的機(jī)械合金化粉末，其粒度為1-2μηι;
所述的機(jī)械合金化(Mechanical Alloying，簡稱MA)是指金屬或合金粉末在高能球磨機(jī)中通過粉末顆粒與磨球之間長時(shí)間激烈地沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、斷裂，導(dǎo)致粉末顆粒中原子擴(kuò)散，從而獲得合金化粉末的一種粉末制備技術(shù)。
[0022](2)碳纖維鍍銅:采用化學(xué)鍍預(yù)處理和電鍍銅結(jié)合的復(fù)合鍍方法使碳纖維表面覆蓋銅鍍層，碳纖維首先在80°C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaOH溶液中進(jìn)行脫膠處理lOmin，然后用清水洗凈；水洗后的碳纖維放在80°C的體積分?jǐn)?shù)為20%的HNO3溶液中進(jìn)行粗化處理1min，然后水洗，吹干；用膠帶將預(yù)處理后的碳纖維分散粘貼在純銅片上作陰極，純銅片作陽極，在配制的電鍍液中，電流密度為3A/dm2，電鍍時(shí)間為Ih，最終得到鍍層均勻、致密、顆粒細(xì)小、厚度為30-40μπι的鍍銅碳纖維;將鍍銅后的碳纖維剪至1-2_;
所用的電鍍液的配制:在反應(yīng)器中加入蒸餾水，加熱到50°C ；再按蒸餾水與CuS04.5H20的質(zhì)量比為1000:220-240加入CuS04‘5H20，不斷攪拌直到完全溶解；
按蒸餾水的質(zhì)量g與濃H2SO4體積mL的比為1000:35向溶液中加入濃H2SO4 ；濃H2SO4的質(zhì)量濃度為98%;
按蒸餾水的質(zhì)量g與H2O2體積mL的比為1000:2再加入H2O2，攪拌1min，靜置Ih后，升溫到70°C趕走H2O2;
按蒸餾水與活性碳的質(zhì)量比為1000:2加入活性碳，攪拌lh，靜止過濾；
用純鐵片做陰極，純銅片做陽極，用小于0.0lmA的電流，對溶液進(jìn)行電解除雜24h;得到電鍍液。
[0023](3)混粉:按照配比，把銅和石墨合金化粉末與剪至l_2mm的鍍銅碳纖維混合均勻，得到電力機(jī)車受電弓滑板用C(F)/Cu復(fù)合材料，其粒度為1-2μπι;為了防止氧化，要將所述的復(fù)合材料防止氧化的儲(chǔ)存容器中。
[0024]用得到所述的電力機(jī)車受電弓滑板用C(F)/Cu復(fù)合材料制備電力機(jī)車受電弓滑板，步驟和條件如下:采用SPS燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行制備。將得到的電力機(jī)車受電弓滑板用C(F)/Cu復(fù)合材料混合均勻，裝入WC硬質(zhì)合金模具中，為方便起模，并且防止粉末被進(jìn)一步氧化，燒結(jié)過程中用石墨紙作為內(nèi)襯墊，然后置于SPS裝置中燒結(jié)成型，加熱速度150°C/min，加熱至燒結(jié)溫度700°C，保溫時(shí)間15min，單向最大壓力170MPa，燒結(jié)腔內(nèi)真空度為0.0094MPa，得到電力機(jī)車受電弓滑板。
[0025]經(jīng)檢測，上述實(shí)施例1制作的電力機(jī)車受電弓滑板C(F)/Cu復(fù)合材料制成的滑板密度為7.35g/cm3;表面硬度為139HB;電阻率為0.078μ Ω.m;摩擦系數(shù)為0.24 ;抗壓強(qiáng)度為300MPao
[0026]下面介紹發(fā)明人自行設(shè)計(jì)和制造的三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)。
[0027]如圖1-3所示，所述的三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的構(gòu)成如下:電機(jī)(I)安裝于電機(jī)支架(17)上，利用變頻器改變輸出電壓的大小控制電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速;安裝板(9)與底板(10)之間安裝多個(gè)減震器(11)，球磨罐架(15)、從動(dòng)輪支架(16)、電機(jī)支架(17)均安裝于安裝板
(9)上;底板(10)安裝可調(diào)平的多個(gè)可調(diào)底腳(12)，多個(gè)可調(diào)底腳(12)均安裝在外罩(13)的底上;
電機(jī)(I)的主動(dòng)輪(2)安裝于軸套上，主動(dòng)輪(2)通過同步帶(3)與從動(dòng)輪(4)連接;兩個(gè)軸承座安裝于龍門式支架(16)的兩個(gè)立架板上，從動(dòng)軸(5)穿過并安裝在所述的兩個(gè)軸承座中的軸承中，從動(dòng)輪(4)通過鍵與從動(dòng)軸(5)連接并位于龍門式支架(16)的兩個(gè)立架板中間；
兩個(gè)相同的球磨罐架(15)的一端分別安裝內(nèi)部有軸承的軸承座，兩個(gè)相同的小臂(7)的一端分別穿過并安裝在該軸承座的軸承中；兩個(gè)相同的小臂(7)的另一端分別用銷軸(6)通過孔安裝在從動(dòng)軸(5)的兩端，兩個(gè)相同的小臂(7)可以分別繞銷軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)節(jié)小臂
(7)的中心線與從動(dòng)軸(5)的軸心線之間的夾角α的大小，調(diào)整后用緊固螺釘緊固；兩個(gè)相同的球磨罐架(15)的另一端分別固定安裝兩個(gè)相同的球磨罐(8);
電機(jī)(I)的軸套帶動(dòng)主動(dòng)輪(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪(2)通過同步帶(3)帶動(dòng)從動(dòng)輪(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪(4)帶動(dòng)從動(dòng)軸(5 )轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)軸(5 )帶動(dòng)兩個(gè)相同的小臂(7 )的另一端繞從動(dòng)軸(5 )的軸心線作圓錐角為2α的圓周運(yùn)動(dòng);夾角α越大，小臂(7)的另一端作圓周運(yùn)動(dòng)的圓周的半徑越大;球磨罐(8)內(nèi)加入待加工材料和磨球(13)。
[0028]下面介紹所述的三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)的動(dòng)態(tài)工作過程:
三維擺動(dòng)式高能球磨機(jī)利用變頻器改變輸出電壓的大小控制電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速，電機(jī)(I)的軸套帶動(dòng)主動(dòng)輪(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪(2)通過同步帶(3)帶動(dòng)從動(dòng)輪(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪(4)帶動(dòng)從動(dòng)軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝于兩個(gè)相同的球磨罐架(15)的一端的兩個(gè)相同的球磨罐(8)分別和兩個(gè)相同的小臂(7)—起繞從動(dòng)軸(5)的軸心線作圓錐角為2α的圓周運(yùn)動(dòng)。
[0029]小臂(7)在繞從動(dòng)軸(5)的軸心線做圓錐角為2α的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于重力向下拉動(dòng)球磨罐(8)，雖然小臂(7)—端繞從動(dòng)軸(5)的軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)，但是，球磨罐(8)與小臂(7)之間沒有擺動(dòng)。
[0030]設(shè)夾角α在從動(dòng)軸(5)的軸心線所在的水平面的上方的值為正值，記作+α，反之，夾角α的值為負(fù)值，記作-α ；夾角α在從動(dòng)軸(5)的軸心線所在的鉛直面的前方的值為正值，記作+α，反之，夾角α的值為負(fù)值，記作-α;球磨罐(8)內(nèi)加入待加工材料和磨球(13)。
[0031]當(dāng)小臂(7)與軸心線夾角為+α?xí)r，罐體(8)處于如圖4所示的實(shí)線位置，當(dāng)小臂(7)與軸心線夾角為-α?xí)r，罐體(8)處于如圖4所示的虛線位置，于是，球磨罐(8)的相對位置發(fā)生了改變，球磨罐(8 )的傾斜角度也發(fā)生了變化。當(dāng)在+α位置時(shí)，球磨罐(8 )內(nèi)的磨球(13 )位于球磨罐(8)的左側(cè)，當(dāng)在-α位置時(shí)，球磨罐(8)內(nèi)的磨球(13)位于球磨罐(8)的右側(cè)。磨球(13 )相對于球磨罐(8 )的左右運(yùn)動(dòng)過程沖擊球磨罐(8 )的內(nèi)的材料，使其粉碎，從動(dòng)軸(5 )轉(zhuǎn)動(dòng)I周，球磨罐(8 )內(nèi)的磨球(13 )完成I次左右沖擊運(yùn)動(dòng)。
[0032]當(dāng)小臂(7)轉(zhuǎn)至水平位置且夾角α在從動(dòng)軸(5)的軸心線所在的鉛直面的前方(見圖5的實(shí)線部分)，夾角為+α，球磨罐(8)內(nèi)的磨球(13)位于球磨罐(8)的后部；當(dāng)小臂(7)轉(zhuǎn)至水平位置且夾角α在從動(dòng)軸(5)的軸心線所在的鉛直面的后方，夾角為-α?xí)r，球磨罐(8)內(nèi)的磨球(13)位于球磨罐(8)的前部(見圖5的虛線部分)，從動(dòng)軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)I周，球磨罐(8)內(nèi)的磨球(13)完成I次前后沖擊運(yùn)動(dòng)。
[0033]綜上所述，當(dāng)小臂(7)旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，球磨罐(8)內(nèi)的磨球(1