发明内容
本发明为了克服现有座椅电机用碳刷技术中存在的不足,提供一种用于制备 座椅电机用碳刷的材料,本发明通过将高润滑层材料和高导电层材料复合,制备低压降、低噪音的碳刷,达到增加润滑,减少火花,提高电刷使用寿命的目的。
本发明提供了一种用于制备座椅电机用碳刷的材料,包括高导电层混合料和高润滑层混合料,所述高导电层混合料包括:电解铜粉、天然石墨和酚醛树脂粉;所述高润滑层混合料包括:电解铜粉、天然石墨、酚醛树脂粉和含有乌洛托品的润滑剂;其中,所述高导电层混合料和高润滑层混合料用于分别加入到模具中,经压制和焙烧处理制备碳刷成品。
其中,所述高导电层混合料各原料的重量份配比为:电解铜粉30-60,天然石墨40-70,酚醛树脂粉20-40,所述电解铜粉与天然石墨的重量份之和为100份。
特别是,所述高导电层混合料各原料的重量份配比优选为:电解铜粉45-55,天然石墨45-55,酚醛树脂粉25-35,所述电解铜粉与天然石墨的重量份之和为100份。
尤其是,所述电解铜粉的含铜量为≥99%,粒度为-300目,松装比为0.8-1.9g/cm3。
特别是,所述天然石墨为黑色鳞片状粉末,,粒度为-100目。
尤其是,所述酚醛树脂粉为黄色粉末,为热固性酚醛树脂,粒度为+200目。
其中,所述制得高导电层混合料的时间为10-120min,优选为20-80min。
其中,所述高润滑层混合料各原料的重量份配比为:电解铜粉5-45,天然石墨50-90,润滑剂2-6,酚醛树脂粉20-40,所述电解铜粉、天然石墨与润滑剂的重量份之和为100份。
特别是,所述高润滑层混合料各原料的重量份配比优选为:电解铜粉15-45,天然石墨50-85,润滑剂4.5-6,酚醛树脂粉25-35,所述电解铜粉、天然石墨与润滑剂的重量份之和为100份。
尤其是,所述电解铜粉的含铜量为≥99%,粒度为-300目,松装比为0.8-1.9g/cm3。
特别是,所述天然石墨为黑色鳞片状粉末,粒度为-100目。
尤其是,所述酚醛树脂粉为黄色粉末,为热固性酚醛树脂,粒度为+200目。
其中,在所述润滑剂中,所述乌洛托品与其它原料的重量份配比为:乌洛托 品5-10;其他原料为90-150。
特别是,所述润滑剂的其它原料包括天然石墨粉、二硫化钼和液态酚醛树脂,其与乌洛托品的重量份配比为:
乌洛托品5-10,天然石墨粉35-55;
乌洛托品5-10,二硫化钼35-55;
乌洛托品5-10,液态酚醛树脂20-40;
所述天然石墨粉、二硫化钼和乌洛托品的重量份之和为100份。
尤其是,所述天然石墨粉、二硫化钼和液态酚醛树脂与乌洛托品的重量份配比优选为:
乌洛托品6-8,天然石墨粉40-50;
乌洛托品6-8,二硫化钼40-50;
乌洛托品6-8,液态酚醛树脂15-35;
所述天然石墨粉、二硫化钼和乌洛托品的重量份之和为100份。
其中,所述乌洛托品白色结晶粉末,纯度≥99%。
乌洛托品常用作树脂和塑料的固化剂,乌洛托品的加入可以增强碳刷的强度,保证碳刷在提高润滑性的同时而不降低强度。
特别是,所述二硫化钼为为灰黑色固体粉末,粒度为-300目,二硫化钼具有极低的摩擦系数和较高的PV特性,润滑性能好,抗压强度大。
尤其是,所述天然石墨粉为球形石墨颗粒,粒度为-300目~+40目。
特别是,所述液态酚醛树脂为棕色液体,固体含量≥60%。
高润滑层中加入适量的润滑剂,能够显著的提高碳刷高润滑层的润滑性,从而降低碳刷与换向器磨合的噪音。润滑剂采用两个润滑组分协同润滑,二硫化钼和石墨能够适应多种工况环境。润滑剂通过液态树脂能够使二者更加均匀分布,从而达到两种润滑组分在颗粒级别上的“融合”。
其中,所述制得高润滑层混合料包括:
在常温下,将天然石墨粉、二硫化钼和乌洛托品混合均匀,制得润滑剂初料;
将液态酚醛树脂加入所述润滑剂初料中搅拌均匀,制得润滑剂混合料;
对所述挥发分已经挥发掉的润滑剂混合料进行粉碎处理,制得润滑剂;
将所述润滑剂加入到已经混合均匀的电解铜粉、天然石墨粉和酚醛树脂粉 中,搅拌均匀,制得高润滑层混合料。
其中,所述将液态酚醛树脂加入所述润滑剂初料中搅拌均匀制得润滑剂混合料包括:
将所述润滑剂初料加热至80-100℃,将液态酚醛树脂加入其中搅拌10-60min,得到固态的润滑剂混合料。
特别是,对所述挥发分已经挥发掉的润滑剂混合料进行粉碎处理,制得粒度为-40目的润滑剂。
其中,将所述电解铜粉、天然石墨粉和酚醛树脂粉混合搅拌均匀后,再将所述润滑剂加入其中,制得高润滑层混合料。
特别是,所述电解铜粉、天然石墨粉和酚醛树脂粉混合搅拌均匀的时间为5-60min,优选为5-30min。
尤其是,将所述润滑剂加入到已经混合均匀的电解铜粉、天然石墨粉和酚醛树脂粉中搅拌均匀的时间为10-120min,优选为20-80min。
其中,将所述高导电层混合料和高润滑层混合料分别加入到模具中包括:
先将所述高导电层混合料放入所述模具中;
再将所述高润滑层混合料放入所述模具中的所述高导电层混合料之上;
然后,将铜软绞线经由所述模具中高润滑层混合料插入所述高导电层混合料之内。
特别是,所述高导电层混合料层为总混合料厚度的1/2-4/5。
尤其是,所述高润滑层混合料层为总混合料厚度的1/5-1/2。
特别是,所述铜软绞线的插线深度为所述模具中总料层厚度的1/2-4/5。
其中,将所述高导电层混合料和高润滑层混合料分别加入到模具中包括:
先将所述高导电层混合料放入所述模具中;
再将所述高润滑层混合料放入所述模具中的所述高导电层混合料之上;
然后,将铜软绞线经由所述模具中高润滑层混合料插入所述高导电层混合料之内。
特别是,所述高润滑层混合料层为总混合料厚度的1/5-1/2。
尤其是,所述高导电层混合料层为总混合料厚度的1/2-4/5。
特别是,所述铜软绞线的插线深度为所述模具中总料层厚度的1/2-4/5。
其中,将所述高导电层混合料和高润滑层混合料分别加入到模具中包括:
先将一部分所述高导电层混合料放入所述模具中形成第一层高导电层混合料;
再将所述高润滑层混合料放入所述模具中的所述高导电层混合料之上;
接着,将剩余的所述高导电层混合料放入所述模具中的所述高润滑层混合料之上形成第二层高导电层混合料;
然后,将铜软绞线插入所述模具中的混合料之内。
特别是,所述第一层高导电层混合料层为总混合料厚度的1/4-2/5。
尤其是,所述高润滑层混合料层为总混合料厚度的1/5-1/2。
特别是,所述第二层高导电层混合料层为总混合料厚度的1/4-2/5。
尤其是,所述铜软绞线的插线深度为所述模具中总料层厚度的1/2-4/5。
其中,对所述模具中的混合料进行压制处理,制得碳刷压坯;对所述碳刷压坯进行烧结处理,制得碳刷初品;其中,对所述电刷初品进行电刷成品加工,得到电刷成品。
本发明的优点和有益技术效果如下:
1、本发明材料采用高导电层和高润滑层复合,高导电层和高润滑层分别采用不同原料配方,高导电层材料电阻率低,导电性能好,高润滑层材料摩擦系数低,润滑性能好,噪音小,两层复合后达到低压降、低噪音的目的。
2、本发明高润滑层混合料的润滑剂采用特殊粒度的石墨粉和二硫化钼协同润滑,可以达到很好的润滑效果,提高了高润滑层的润滑性能,减少与换向器的摩擦。
3、本发明高润滑层混合料的润滑剂中添加乌洛托品,乌洛托品是一种较好的树脂类固化剂,乌洛托品的加入可以增加材料的强度,避免了常规碳刷产品中润滑性和强度不能兼得的缺陷,使本发明的碳刷在增加润滑的同时保证了碳刷的强度,增加碳刷寿命。
4、应用本发明材料制备的座椅电机用碳刷性能优良,体积密度为2-3.5g/cm3,电阻率为0.05-20μΩ.m,肖氏硬度10-30HS。