CN104882759A - 一种低成本性能好的金属石墨电刷及其制备方法 - Google Patents

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    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
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Abstract

本发明公开了一种低成本性能好的金属石墨电刷，其特征在于，由以下重量份的原料制成鳞片石墨40-60、沥青18-28、二硫化钨20-30、铁粉3-5、碳化硅12-15、氧化铍7-9、铜钛合金粉6-9、油酸适量；本发明添加的碳化硅增强了电刷的硬度，提高耐磨性，添加的氧化铍减少了电刷材料的氧化和磨损率，保证接触电阻小，从而减小火花，添加的铜钛合金粉具有细化晶粒，提高致密性和导电性的作用，本发明的电刷导电性、耐磨性优良，解决了电刷易发热、掉粉、产生火花的现象，大大提高了材料的性能，延长了使用寿命。

Description

一种低成本性能好的金属石墨电刷及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种电刷材料，具体涉及一种低成本性能好的金属石墨电刷及其制备方法。
背景技术
电刷是与运动件作滑动接触而形成电连接的一种导电部件。电刷是用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。它的导电，导热以及润滑性能良好， 并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，它是电机的重要组成部件。国产电机用电刷产品与先进发达国家同行业厂家产品相比，存在着产品档次低、使用寿命短、运行时产生火花大、容易拉伤滑环、润滑性能差、不能互换等缺陷。我国的金属材料与无机非金属材料的复合材料应用领域目前还停留在最低水平，有些产品的工艺甚至于还保留着百分之百的套用，这种电刷材料已经远远满足不了现代工业发展的要求。
目前，国内CM9电刷均全部进口，我省的几家大型企业每年要从国外进口电刷约二千万余元，进口电刷交货期长，价格高，维护不便，出现问题不能及时交货，严重的话会造成企业停产，损失巨大，针对这一现象，本发明者通过多次实验和经验的积累改进了国产电刷的结构性能，提高了材料的强度和均匀性、不掉粉，增加材料的耐磨性、减少材料的磨损量，提高材料的综合性能，填补了国内电刷的空白，替代进口，具有很高的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本性能好的金属石墨电刷及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种低成本性能好的金属石墨电刷，由下列重量份的原料制成：鳞片石墨40-60、沥青18-28、二硫化钨20-30、铁粉3-5、碳化硅12-15、氧化铍7-9、铜钛合金粉6-9、油酸适量；
本发明所述一种低成本性能好的金属石墨电刷，由以下具体步骤制成：
（1）将沥青加热至熔融，加入铁粉混合搅拌均匀，冷却后即得改性沥青备用；
（2）将改性沥青用四氯化碳溶解得到沥青含量为2%的溶液，取30-40%改性沥青溶液和铜钛合金粉混合搅拌均匀，再和二硫化钨混合搅拌均匀，加到烘箱中去除溶剂后备用；
（3）将步骤（2）所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料机中机械搅拌3-4小时，再加入剩余的改性沥青溶液搅拌均匀，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶剂，再过140目筛，在400-600°C下真空烧结200分钟，自然降温至室温备用；
（4）将步骤（3）的坯料粉碎过200目筛后置入装有油酸的容器中，浸渍2-4小时后，固液分离，将固体在25-30MPa下保压5分钟压制成型，并利用氮气作为保护气体，在800-1000°C下烧结1-2小时即可。
本发明所述铜钛合金粉中钛的含量为18-20%。
本发明的优点是：本发明在沥青中添加铁粉进行改性改善了粘结性并增强了电机材料的导电性，降低电刷电火花放电引起的磨损，添加的活性剂油酸对坯件浸渍处理，激活了石墨分子层边缘的活性分子，使其与石墨能形成很好的化学吸附作用，促进电刷形成氧化膜，提高电刷耐磨和均匀性，还能降低压制压力，改善生坯的密度均匀性，添加的二硫化钨通过铜钛合金粉改性，使摩擦系数降低达到最大值，有效的提高了润滑性能和耐磨性，并且能够增导电的特性，添加的碳化硅增强了电刷的硬度，提高耐磨性，添加的氧化铍减少了电刷材料的氧化和磨损率，保证接触电阻小，从而减小火花，本发明的电刷导电性、耐磨性优良，解决了电刷易发热、掉粉、产生火花的现象，大大提高了材料的性能，延长了使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种低成本性能好的金属石墨电刷，由下列重量份（公斤）的原料制成：鳞片石墨58、沥青23、二硫化钨24、铁粉4、碳化硅12、氧化铍8、铜钛合金粉8、油酸适量；
本发明所述一种低成本性能好的金属石墨电刷，由以下具体步骤制成：
（1）将沥青加热至熔融，加入铁粉混合搅拌均匀，冷却后即得改性沥青备用；
（2）将改性沥青用四氯化碳溶解得到沥青含量为2%的溶液，取30%改性沥青溶液和铜钛合金粉混合搅拌均匀，再和二硫化钨混合搅拌均匀，加到烘箱中去除溶剂后备用；
（3）将步骤（2）所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料机中机械搅拌3小时，再加入剩余的改性沥青溶液搅拌均匀，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶剂，再过140目筛，在500°C下真空烧结200分钟，自然降温至室温备用；
（4）将步骤（3）的坯料粉碎过200目筛后置入装有油酸的容器中，浸渍3小时后，固液分离，将固体在27MPa下保压5分钟压制成型，并利用氮气作为保护气体，在1000°C下烧结2小时即可。
本发明所述铜钛合金粉中钛的含量为20%。
按照实施例制备的金属石墨电刷材料性能指标如下：
电阻率（μΩm）：3.8；
洛氏硬度（10/588N）：85；
磨损值（50小时，mm）：0.14；
摩擦系数（50小时）：0.17；
接触电压降（50小时，V）：1.2±40%。

Claims (3)

1.一种低成本性能好的金属石墨电刷，其特征在于，由以下重量份的原料制成：鳞片石墨40-60、沥青18-28、二硫化钨20-30、铁粉3-5、碳化硅12-15、氧化铍7-9、铜钛合金粉6-9、油酸适量。
2.根据权利要求1所述一种低成本性能好的金属石墨电刷，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将沥青加热至熔融，加入铁粉混合搅拌均匀，冷却后即得改性沥青备用；
（2）将改性沥青用四氯化碳溶解得到沥青含量为2%的溶液，取30-40%改性沥青溶液和铜钛合金粉混合搅拌均匀，再和二硫化钨混合搅拌均匀，加到烘箱中去除溶剂后备用；
（3）将步骤（2）所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料机中机械搅拌3-4小时，再加入剩余的改性沥青溶液搅拌均匀，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶剂，再过140目筛，在400-600°C下真空烧结200分钟，自然降温至室温备用；
（4）将步骤（3）的坯料粉碎过200目筛后置入装有油酸的容器中，浸渍2-4小时后，固液分离，将固体在25-30MPa下保压5分钟压制成型，并利用氮气作为保护气体，在800-1000°C下烧结1-2小时即可。
3.根据权利要求1-2所述一种低成本性能好的金属石墨电刷，其特征在于，所述铜钛合金粉中钛的含量为18-20%。
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