一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電刷材料，具體涉及一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電刷是與運(yùn)動(dòng)件作滑動(dòng)接觸而形成電連接的一種導(dǎo)電部件。電刷是用于換向器或滑環(huán)上，作為導(dǎo)入導(dǎo)出電流的滑動(dòng)接觸體。它的導(dǎo)電，導(dǎo)熱以及潤(rùn)滑性能良好，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和換向性火花的本能。幾乎所有的直流電機(jī)以及換向式電機(jī)都使用電刷，它是電機(jī)的重要組成部件。國(guó)產(chǎn)電機(jī)用電刷產(chǎn)品與先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家同行業(yè)廠家產(chǎn)品相比，存在著產(chǎn)品檔次低、使用壽命短、運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生火花大、容易拉傷滑環(huán)、潤(rùn)滑性能差、不能互換等缺陷。我國(guó)的金屬材料與無機(jī)非金屬材料的復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域目前還停留在最低水平，有些產(chǎn)品的工藝甚至于還保留著百分之百的套用，這種電刷材料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)CM9電刷均全部進(jìn)口，我省的幾家大型企業(yè)每年要從國(guó)外進(jìn)口電刷約二千萬余元，進(jìn)口電刷交貨期長(zhǎng)，價(jià)格高，維護(hù)不便，出現(xiàn)問題不能及時(shí)交貨，嚴(yán)重的話會(huì)造成企業(yè)停產(chǎn)，損失巨大，針對(duì)這一現(xiàn)象，本發(fā)明者通過多次實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)的積累改進(jìn)了國(guó)產(chǎn)電刷的結(jié)構(gòu)性能，提高了材料的強(qiáng)度和均勻性、不掉粉，增加材料的耐磨性、減少材料的磨損量，提高材料的綜合性能，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)電刷的空白，替代進(jìn)口，具有很高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷及其制備方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，由下列重量份的原料制成:鱗片石墨40-60、瀝青18-28、二硫化鎢20-30、鐵粉3-5、碳酸鈣6-9、氧化鋅11-16、銅鈦合金粉7-9、
油酸適量；
本發(fā)明所述一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，由以下具體步驟制成:
(1)將瀝青加熱至熔融，加入鐵粉混合攪拌均勻，冷卻后即得改性瀝青備用；
(2)將改性瀝青用四氯化碳溶解得到瀝青含量為2%的溶液，取30-40%改性瀝青溶液和銅鈦合金粉混合攪拌均勻，再和二硫化鎢混合攪拌均勻，加到烘箱中去除溶劑后備用；
(3)將步驟(2)所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料機(jī)中機(jī)械攪拌3-4小時(shí)，再加入剩余的改性瀝青溶液攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶劑，再過140目篩，在400-600° C下真空燒結(jié)200分鐘，自然降溫至室溫備用；
(4)將步驟(3)的坯料粉碎過200目篩后置入裝有油酸的容器中，浸漬2-4小時(shí)后，固液分離，將固體在25-30MPa下保壓5分鐘壓制成型，并利用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，在850-1050° C下燒結(jié)1-2小時(shí)即可。
[0006]本發(fā)明所述銅鈦合金粉中鈦的含量為18-20%。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明在瀝青中添加鐵粉進(jìn)行改性改善了粘結(jié)性并增強(qiáng)了電機(jī)材料的導(dǎo)電性，降低電刷電火花放電引起的磨損，添加的活性劑油酸對(duì)坯件浸漬處理，激活了石墨分子層邊緣的活性分子，使其與石墨能形成很好的化學(xué)吸附作用，促進(jìn)電刷形成氧化膜，提高電刷耐磨和均勻性，還能降低壓制壓力，改善生坯的密度均勻性，添加的二硫化鎢通過銅銻合金粉改性，使摩擦系數(shù)降低達(dá)到最大值，有效的提高了潤(rùn)滑性能和耐磨性，并且能夠增強(qiáng)導(dǎo)電的特性，添加的碳酸鈣在燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生液相，起到致密化的作用，添加的氧化鋅進(jìn)一步提高了電刷材料的耐弧性和韌性，減少火花的作用，本發(fā)明采用精細(xì)的原料配比制備的金屬石墨電刷在使用時(shí)不易發(fā)熱破損，工作效率高，更換次數(shù)少，為連續(xù)作業(yè)的企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0009]一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，由下列重量份(公斤)的原料制成:鱗片石墨58、瀝青24、二硫化鎢24、鐵粉5、碳酸鈣8、氧化鋅12、銅鈦合金粉8、油酸適量；
本發(fā)明所述一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，由以下具體步驟制成:
(1)將瀝青加熱至熔融，加入鐵粉混合攪拌均勻，冷卻后即得改性瀝青備用；
(2)將改性瀝青用四氯化碳溶解得到瀝青含量為2%的溶液，取30%改性瀝青溶液和銅鈦合金粉混合攪拌均勻，再和二硫化鎢混合攪拌均勻，加到烘箱中去除溶劑后備用；
(3)將步驟(2)所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料機(jī)中機(jī)械攪拌3小時(shí)，再加入剩余的改性瀝青溶液攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶劑，再過140目篩，在500° C下真空燒結(jié)200分鐘，自然降溫至室溫備用；
(4)將步驟(3)的坯料粉碎過200目篩后置入裝有油酸的容器中，浸漬3小時(shí)后，固液分離，將固體在27MPa下保壓5分鐘壓制成型，并利用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，在1050° C下燒結(jié)2小時(shí)即可。
[0010]本發(fā)明所述銅鈦合金粉中鈦的含量為20%。
[0011]按照實(shí)施例制備的金屬石墨電刷材料性能指標(biāo)如下:
電阻率(μ Ωπι):4.3 ；
洛氏硬度(10/588N):83 ；
磨損值(50小時(shí)，mm):0.18 ；
摩擦系數(shù)(50小時(shí)):0.17 ；
接觸電壓降(50小時(shí)，V):1.2±40%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，其特征在于，由以下重量份的原料制成:鱗片石墨40-60、瀝青18-28、二硫化鎢20-30、鐵粉3_5、碳酸鈣6_9、氧化鋅11_16、銅鈦合金粉7-9、油酸適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將瀝青加熱至熔融，加入鐵粉混合攪拌均勻，冷卻后即得改性瀝青備用； (2)將改性瀝青用四氯化碳溶解得到瀝青含量為2%的溶液，取30-40%改性瀝青溶液和銅鈦合金粉混合攪拌均勻，再和二硫化鎢混合攪拌均勻，加到烘箱中去除溶劑后備用； (3)將步驟(2)所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料機(jī)中機(jī)械攪拌3-4小時(shí)，再加入剩余的改性瀝青溶液攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶劑，再過140目篩，在400-600° C下真空燒結(jié)200分鐘，自然降溫至室溫備用； (4)將步驟(3)的坯料粉碎過200目篩后置入裝有油酸的容器中，浸漬2-4小時(shí)后，固液分離，將固體在25-30MPa下保壓5分鐘壓制成型，并利用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，在850-1050° C下燒結(jié)1-2小時(shí)即可。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，其特征在于，所述銅鈦合金粉中鈦的含量為18-20%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用時(shí)不易發(fā)熱破損的金屬石墨電刷，其特征在于，由以下重量份的原料制成：鱗片石墨40-60、瀝青18-28、二硫化鎢20-30、鐵粉3-5、碳酸鈣6-9、氧化鋅11-16、銅鈦合金粉7-9、油酸適量；本發(fā)明添加的氧化鋅進(jìn)一步提高了電刷材料的耐弧性和韌性，減少火花的作用，添加的銅鈦合金粉有細(xì)化晶粒，提高致密性和導(dǎo)電性的作用，本發(fā)明采用精細(xì)的原料配比制備的金屬石墨電刷在使用時(shí)不易發(fā)熱破損，工作效率高，更換次數(shù)少，為連續(xù)作業(yè)的企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】H01R39/24, H01R43/12, H01R39/22
【公開號(hào)】CN104882760
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510248081
【發(fā)明人】楊波
【申請(qǐng)人】安徽天宇機(jī)電有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日