CN107785746A - 一种制备电动工具电机用的电刷材料 - Google Patents

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郑海东
殷玲
吴志涛
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Abstract

本发明公开了一种制备电动工具电机用的电刷材料，设计材料领域，其包括基体粉料和沥青，尤其是所述基体粉料含有石墨烯水溶液；所述基体粉料还包括石墨、碳化硅与碳纤维粉。本发明电动工具用电刷电阻率适中、电刷运行火花等级低、换向性能好、产品稳定性好、耐磨性能优异、抗电磁干扰，尤其适用于中低功率角磨机电机。

Description

一种制备电动工具电机用的电刷材料
技术领域
本发明涉及一种制备电动工具电机用的电刷材料，材料科学领域。
背景技术
电刷是用于电机中与换向器或滑环接触而形成电连接的一种导电部件，是电机的重要组成部件。作为导入导出电流的滑动接触体，其导电、导热及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和抑制换向性火花的本能。其广泛适用于各种交直流发电机、同步电动机、电瓶直流电动机、吊车电机集电环、各型电焊机等，几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷。
随着科学技术的发展，电机的种类和使用的工况条件越来越多样化，因而需要有各种不同类型的电刷来满足电机的各种要求，故电刷的种类也随着电机工业的发展而越来越多。
目前电刷的主要分类方法有如下四种：(1)按材质的软硬可分为软质电刷、中硬质电刷和硬质电刷；(2)按电刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷、轧钢电机用电刷、牵引电机用电刷、汽车拖拉机用电刷、家用电器电机用电刷、电动工具用电刷、汽车电机用电刷、飞机电机用电刷等；(3)按电刷的颜色分为黑色电刷(用纯碳石墨材料制成)和有色电刷(用铜等金属材料和石墨制成)；(4)按电刷的材料不同可分为石墨电刷、电化石墨电刷、金属石墨电刷、纯金属电刷等。
电动工具电机因其应用环境的需要，要求其电刷具备抑制火花能力好、换向性能好、寿命长、抗电磁干扰等优点。
电动工具电机用电刷具体有如下几点要求：(1)使用寿命长并且不磨损换向器，不使换向器出现划痕、不平、烧蚀、拉丝等现象；(2)具有良好的换向性能，电机运行火花小；(3)电刷运行时，不过热，不破损，不烧蚀；(4)运行过程中，能够在换向器表面较快地形成一层均匀的淡铜色氧化膜；(5)抗电磁干扰
然而，目前一般国产电刷稳定性差、寿命短、冲击火花大、抗电磁干扰性能差，国内碳刷厂无法满足电动工具电机用电刷的使用要求。
发明内容
本发明电动工具用电刷电阻率适中、电刷运行火花等级低、换向性能好、产品稳定性好、耐磨性能优异、抗电磁干扰，尤其适用于中低功率角磨机电机。
为实现本发明的技术目的，本发明提供一种制备电动工具电机用的电刷材料，包括基体粉料和沥青，其中，所述基体粉料含有石墨烯水溶液。
特别是，本发明所使用的石墨烯水溶液为一种磺化石墨烯分散液，是通过本领域的公知技术制备得到，其具有片层薄，易分散的特点，经高温处理后脱离磺化基团后，具有稳定的导电性及优良的力学性能。
其中，所述石墨烯水溶液中石墨烯成分的重量百分比含量为8-12％。
优选地，所述石墨烯水溶液中石墨烯成分的重量百分比含量为10％
其中，所述包括石墨烯水溶液的基体粉料与粘结剂沥青的重量份配比为：基体粉料94.2-157、沥青18-35。
其中，所述粘结剂沥青的软化点为100-120℃。
其中，所述粘接剂沥青选自煤沥青，优选为高温煤沥青。
其中，所述包括石墨烯水溶液的基体粉料还包括石墨，所述石墨烯水溶液与石墨的重量份配比为：石墨烯水溶液0.2-1、石墨90-140。
优选地，所述石墨烯水溶液与石墨的重量份配比为：石墨烯水溶液0.5-1、石墨90-110。
进一步优选地，所述石墨烯水溶液与石墨的重量份配比为：石墨烯水溶液0.5-0.8、石墨90-100。
更进一步优选地，所述石墨烯水溶液与石墨的重量份配比为：石墨烯水溶液0.5、石墨90-100。
其中，所述包括石墨烯水溶液的基体粉料还包括：碳化硅。
尤其是，所述碳化硅为黑灰色粉末，粒度为200-300目。碳化硅为六方晶体结构物质，具有化学性能稳定、热膨胀系数小、耐磨性能好等优点。
其中，所述石墨烯水溶液、石墨与碳化硅的重量份配比为石墨烯水溶液0.2-1、石墨90-140、碳化硅1-4。
优选地，所述石墨烯水溶液、石墨与碳化硅的重量份配比为石墨烯水溶液0.5-1、石墨90-110、碳化硅2-3。
进一步优选地，所述石墨烯水溶液、石墨与碳化硅的重量份配比为石墨烯水溶液0.5-0.8、石墨90-100、碳化硅2.5-3。
更进一步优选地，所述石墨烯水溶液、石墨与碳化硅的重量份配比为石墨烯水溶液0.5、石墨90-100、碳化硅2.5。
特别是，所述包括石墨烯水溶液的基体粉料还包括：碳纤维粉。
尤其是，所述碳纤维粉的含碳量为90-95％。其是将高强高模碳纤维长丝经特殊技术表面处理、研磨、显微甄别、筛选、高温烘干后而获得的等长圆柱形微粒，碳纤维在非氧化环境下耐超高温、耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，碳纤维粉保留了碳纤维的众多优良性能，并且形状细小、表面纯净、比表面积大，易于被树脂润湿均由分散。
其中，所述石墨烯水溶液、石墨、碳化硅与碳纤维粉的重量份配比为：石墨烯水溶液0.2-1、石墨90-140、碳化硅1-4、碳纤维粉1-4。
优选地，所述石墨烯水溶液、石墨、碳化硅与碳纤维粉的重量份配比为：石墨烯水溶液0.5-1、石墨90-110、碳化硅2-3、碳纤维粉2-3。
进一步优选地，所述石墨烯水溶液、石墨、碳化硅与碳纤维粉的重量份配比为石墨烯水溶液0.5-0.8、石墨90-100、碳化硅2.5-3、碳纤维粉2-2.5。
更进一步优选地，所述石墨烯水溶液、石墨、碳化硅与碳纤维粉的重量份配比为石墨烯水溶液0.5、石墨90-100、碳化硅2.5、碳纤维粉2.5。
尤其是，所述石墨包括：天然石墨、人造石墨和氟化石墨。
特别是，所述天然石墨具有导电、导热、润滑性能好等优点，其粒度为100-300目，含碳量≥99％，水分≤0.5％，灰份≤1％，挥发分≤1％。
尤其是，所述人造石墨具有耐磨性能优良，能抑制电刷火花和提高电刷换向性能，其粒度为100-500目，含碳量≥99.9％，固定碳含量≥80％，水分≤0.5％，灰份≤0.5％。
特别是，所述氟化石墨是一种白色固体粉末状物质，具有优良的润滑性能，摩擦系数小，能提高电刷的使用寿命，其粒度为100-500目，密度值为2.4-2.6g/cm3。
其中，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨的重量份配比为：天然石墨20-40、人造石墨60-80、氟化石墨10-20。
优选地，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨的重量份配比为：天然石墨25-35、人造石墨65-75、氟化石墨10-15。
进一步优选地，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨的重量份配比为：天然石墨25-30、人造石墨70-75、氟化石墨13-15。
更进一步优选地，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨的重量份配比为：天然石墨30、人造石墨70、氟化石墨13。
特别是，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨与石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为：天然石墨20-40、人造石墨60-80、氟化石墨10-20、石墨烯水溶液0.2-1、碳化硅1-4、碳纤维粉1-4。
优选地，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨与石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为：天然石墨25-35、人造石墨65-75、氟化石墨10-15、石墨烯水溶液0.5-1、碳化硅2-3、碳纤维粉2-3。
进一步优选地，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨与石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为：天然石墨25-30、人造石墨70-75、氟化石墨13-15、石墨烯水溶液0.5-0.8、碳化硅2.5-3、碳纤维粉2-2.5。
更一步优选地，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨与石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为：天然石墨30、人造石墨70、氟化石墨13、石墨烯水溶液0.5、碳化硅2.5、碳纤维粉2.5。
特别是，所述基体粉料还包括添加剂。
尤其是，所述添加剂与天然石墨、人造石墨、氟化石墨、石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为添加剂的重量份配比为：添加剂1-4、天然石墨20-40、人造石墨60-80、氟化石墨10-20、石墨烯水溶液0.2-1、碳化硅1-4、碳纤维粉1-4。
优选地，所述添加剂与天然石墨、人造石墨、氟化石墨、石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为添加剂的重量份配比为：添加剂2-3、天然石墨25-35、人造石墨65-75、氟化石墨10-15、石墨烯水溶液0.5-1、碳化硅2-3、碳纤维粉2-3。
进一步优选地，所述添加剂与天然石墨、人造石墨、氟化石墨、石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为添加剂的重量份配比为：添加剂2.5-3、天然石墨25-30、人造石墨70-75、氟化石墨10-15、石墨烯水溶液0.2-0.8、碳化硅2.5-3、碳纤维粉2.5-3。
更进一步优选地，所述添加剂与天然石墨、人造石墨、氟化石墨、石墨烯水溶液、以及碳化硅、碳纤维粉的重量份配比为添加剂的重量份配比为：添加剂2.5、天然石墨30、人造石墨70、氟化石墨13、石墨烯水溶液0.5、碳化硅2.5、碳纤维粉2.5。
其中，所述添加剂为二硫化钼、二硫化钨或四氧化三铁中的一种或几种。
其中，本发明使用的二硫化钼、二硫化钨或四氧化三铁中的一种或多种作为添加剂时的比例不受限制，任何比例及组成的添加剂均能实现本发明的技术目的。
尤其是，所述二硫化钼的粒度为3000-4000目，纯度为98％，具有优良的润滑性能、抗磁性，摩擦系数较低，换向性能好。
特别是，所述二硫化钨的粒度为3000-4000目，纯度为99％，具有优良的润滑性能、抗磁性，摩擦系数较低，换向性能好。
尤其是，所述四氧化三铁为一种具有磁性的黑色晶体，具有较高的导电性，其细度为1200目。
为实现本发明的目的，本发明再一方面提供一种电动工具电机用电刷的制备方法，通过如下方法制备而成：
为实现本发明的技术目的，本发明提供了一种电动工具电机用电刷的制备方法，通过如下方法制备而成：
通过将包括石墨烯水溶液的基体粉料与粘结剂沥青在加热条件下混合均匀，冷却后，得到含有石墨烯水溶液的电刷原料混合物；
将所述含有石墨烯水溶液的电刷原料混合物干料进行粉碎，制得粒径小于80目的电刷原料混合物粉末；
将所述电刷原料混合物粉末经压制后，进行热焙烧处理，冷却后进行成品加工处理，得到电刷成品。
特别是，所述石墨烯水溶液是在加入沥青之前通过喷洒法加入到基体粉料中。
尤其是，所述通过将包括石墨烯水溶液的基体粉料与粘结剂沥青在加热条件下混合均匀包括：
将基体粉料置于加热混捏装置内，进行第一加热混捏处理；使石墨烯水溶液均匀附着于基体粉料中；
向基本粉料中加入粘结剂沥青，进行第二加热混捏处理后，停止加热，继续混捏处理；得到混合均匀的基本粉料与沥青的混合物；
将所述混合物自然冷却，制得含有石墨烯水溶液的电刷原料混合物。
其中，所述加热混捏装置可以采用任意一种可以时间加热和混捏功能的装置，在本发明的实施例中，采用的是混捏锅。
其中，所述第一加热混捏处理温度为130-140℃，处理时间为1.5h-2h。
其中，所述第二加热混捏处理温度为200-220℃，处理时间为2.8-3.2h。
其中，所述混捏处理时间为1-2h。
其中，所述将混合物自然冷却采用平铺晾晒的方式进行，铺开后的厚度≤5cm。
其中，冷却时间为5-10h。
需要说明的是混捏处理的转速等其他操作采用本领域公知技术。
其中，所述经压制后的电刷原料混合物的体积密度为1.70-1.76g/cm3。
其中，所述热焙烧处理包括：
将经压制后的电刷原料混合物采用埋烧法置于加热炉装置中，进行阶段加热处理，自然冷却后得到电刷初品。
其中，所述阶段升温处理包括：
2h内将所述马弗炉内的温度提升至300℃的第一加热处理；
6-8h内将所述马弗炉的温度提升至540℃的第二加热处理；
2h内将所述马弗炉内的温度提升至630℃的第三加热处理；
在630℃的温度下保持3-5h的恒温处理。
其中，所述成品加工处理包括对所述电刷初品进行切割、精磨、旋头、铣槽、钻孔、填线等机械加工步骤，即得。
本发明的优点和有益技术效果如下：
1、本发明电刷原料组成合理，配方科学，使用粘结剂沥青制备的电刷使用寿命长、绿色环保、稳定性高、运行火花小、抗电磁干扰强，可满足电动工具电机用电刷的使用要求。
2、本发明的电刷原料中选择碳纤维、石墨烯作为原材料之一，采用此两种原材料制备的电刷导电性能优异，电刷磨损寿命长。
3、本发明的电刷原料中添加二硫化钼、二硫化钨或四氧化三铁等具有铁磁性的材料，电刷抗电磁干扰强；
4、本发明电动工具电机用电刷尤其适用于高压(AC230V)中低功率角磨机电机使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步阐述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
1、按照如下重量份配比备料(份)：
其中，添加剂为二硫化钼、二硫化钨、四氧化三铁之一或组合。
2、将天然石墨、人造石墨、氟化石墨、碳化硅、聚四氟乙烯、碳纤维粉和添加剂置于混捏锅内，开启混捏锅的转动装置，再将石墨烯水溶液采用喷洒法加入混捏锅，使其进行均匀附着，开启加热约1.5h后使温度升至130-140℃后停止混捏，加入粘结剂沥青，再继续加热进行热混捏，约3h使温度均匀升至220℃左右后停止加热、继续混捏造粒，约1-2h后制得基体粉料，取出物料后于室温下放置，均匀铺开，厚度≤5cm，静置5-10h，制得电刷原料混合物。
3、对原料混合物进行破碎处理，破碎物料过80目筛，制得电刷原料混合物粉末，电刷原料混合物粉末粒度≤80目。
4、将制得的电刷原料混合物粉末置于压制模具中，采用液压机进行压制处理，制得体积密度为1.70-1.76g/cm3的电刷生坯料。
5、将电刷生坯料采用埋烧法置于气氛马弗炉中，埋烧填料采用10-30目的石油焦，在2h内将所述马弗炉内的温度提升至300℃，然后在6-8h内将所述马弗炉的温度提升至540℃，再在2h内将所述马弗炉内的温度提升至630℃，然后在630℃的温度下保持3-5h，自然冷却降温后制得热焙烧处理后的电刷初品；
6、对将焙烧处理后的电刷初品进行切割、磨床、钻孔、填线、点焊等机械加工步骤后即得电动工具电机用电刷。
7、按照JB/T8133.14-1999(电炭制品物理化学性能试验方法体积密度)的方法测定电动工具电机用电刷的体积密度；按照JB/T8133.2-1999(电炭制品物理化学性能试验方法电阻率)方法测定电动工具电机用电刷的电阻率；采用HS-19CTV型硬度机测试电刷的肖氏硬度；采用JB/T8133.7-1999(电炭制品物理化学性能试验方法抗折强度)方法测定电动工具电机用电刷的抗折强度，结果见表1；
采用FNC-5型负载耐久试验控制仪测试制得的电动工具电机用电刷的磨损率，试验结果见表2；
参照国家标准《旋转电机定额和性能(GB/T 755-2000)》测试制得的电动工具电机用电刷的火花等级，测试结果见表3；
采用罗德与施瓦茨(中国)科技有限公司的EMI测试设备，参照欧洲标准EN 55022/EN 61000，测试电动工具电磁波辐射测，测试结果见表4。
实施例2
1、按照如下重量份配比备料(份)：
其中，添加剂为二硫化钼、二硫化钨、四氧化三铁之一或组合。
2、将天然石墨、人造石墨、氟化石墨、碳化硅、聚四氟乙烯、碳纤维粉和添加剂置于混捏锅内，开启混捏锅的转动装置，再将石墨烯水溶液采用喷洒法加入混捏锅，使其进行均匀附着，开启加热约1.5h后使温度升至130-140℃后停止混捏，加入粘结剂沥青，再继续加热进行热混捏，约3h使温度均匀升至220℃左右后停止加热、继续混捏造粒，约1-2h后制得基体粉料，取出物料后于室温下放置，均匀铺开，厚度≤5cm，静置5-10h，制得电刷原料混合物。
3、对原料混合物进行破碎处理，破碎物料过80目筛，制得电刷原料混合物粉末，电刷原料混合物粉末粒度≤80目。
4、将制得的电刷原料混合物粉末置于压制模具中，采用液压机进行压制处理，制得体积密度为1.70-1.76g/cm3的电刷生坯料。
5、将电刷生坯料采用埋烧法置于气氛马弗炉中，埋烧填料采用10-30目的石油焦，在2h内将所述马弗炉内的温度提升至300℃，然后在6-8H内将所述马弗炉的温度提升至540℃，再在2h内将所述马弗炉内的温度提升至630℃，然后在630℃的温度下保持3-5h，自然冷却降温后制得热焙烧处理后的电刷初品；
6、对将焙烧处理后的电刷初品进行切割、磨床、钻孔、填线、点焊等机械加工步骤后即得电动工具电机用电刷。
7、按照JB/T8133.14-1999(电炭制品物理化学性能试验方法 体积密度)的方法测定电动工具电机用电刷的体积密度；按照JB/T8133.2-1999(电炭制品物理化学性能试验方法 电阻率)方法测定电动工具电机用电刷的电阻率；采用HS-19CTV型硬度机测试电刷的肖氏硬度；采用JB/T8133.7-1999(电炭制品物理化学性能试验方法 抗折强度)方法测定电动工具电机用电刷的抗折强度，结果见表1；
采用FNC-5型负载耐久试验控制仪测试制得的电动工具电机用电刷的磨损率，试验结果见表2；
参照国家标准《旋转电机定额和性能(GB/T 755-2000)》测试制得的电动工具电机用电刷的火花等级，测试结果见表3；
采用罗德与施瓦茨(中国)科技有限公司的EMI测试设备，参照欧洲标准EN 55022/EN 61000，测试电动工具电磁波辐射测，测试结果见表4。
实施例3
1、按照如下重量份配比备料(份)：
其中，添加剂为二硫化钼、二硫化钨、四氧化三铁之一或组合。
2、将天然石墨、人造石墨、氟化石墨、碳化硅、聚四氟乙烯、碳纤维粉和添加剂置于混捏锅内，开启混捏锅的转动装置，再将石墨烯水溶液采用喷洒法加入混捏锅，使其进行均匀附着，开启加热约1.5h后使温度升至130-140℃后停止混捏，加入粘结剂沥青，再继续加热进行热混捏，约3h使温度均匀升至220℃左右后停止加热、继续混捏造粒，约1-2h后制得基体粉料，取出物料后于室温下放置，均匀铺开，厚度≤5cm，静置5-10h，制得电刷原料混合物。
3、对原料混合物进行破碎处理，破碎物料过80目筛，制得电刷原料混合物粉末，电刷原料混合物粉末粒度≤80目。
4、将制得的电刷原料混合物粉末置于压制模具中，采用液压机进行压制处理，制得体积密度为1.70-1.76g/cm3的电刷生坯料。
5、将电刷生坯料采用埋烧法置于气氛马弗炉中，埋烧填料采用10-30目的石油焦，在2h内将所述马弗炉内的温度提升至300℃，然后在6-8h内将所述马弗炉的温度提升至540℃，再在2H内将所述马弗炉内的温度提升至630℃，然后在630℃的温度下保持3-5h，自然冷却降温后制得热焙烧处理后的电刷初品；
6、对将焙烧处理后的电刷初品进行切割、磨床、钻孔、填线、点焊等机械加工步骤后即得电动工具电机用电刷。
7、按照JB/T8133.14-1999(电炭制品物理化学性能试验方法体积密度)的方法测定电动工具电机用电刷的体积密度；按照JB/T8133.2-1999(电炭制品物理化学性能试验方法电阻率)方法测定电动工具电机用电刷的电阻率；采用HS-19CTV型硬度机测试电刷的肖氏硬度；采用JB/T8133.7-1999(电炭制品物理化学性能试验方法抗折强度)方法测定电动工具电机用电刷的抗折强度，结果见表1；
采用FNC-5型负载耐久试验控制仪测试制得的电动工具电机用电刷的磨损率，试验结果见表2；
参照国家标准《旋转电机定额和性能(GB/T 755-2000)》测试制得的电动工具电机用电刷的火花等级，测试结果见表3；
采用罗德与施瓦茨(中国)科技有限公司的EMI测试设备，参照欧洲标准EN 55022/EN 61000，测试电动工具电磁波辐射测，测试结果见表4。
实施例4
1、按照如下重量份配比备料(份)：
其中，添加剂为二硫化钼、二硫化钨、四氧化三铁之一或组合。
2、将天然石墨、人造石墨、氟化石墨、碳化硅、聚四氟乙烯、碳纤维粉和添加剂置于混捏锅内，开启混捏锅的转动装置，再将石墨烯水溶液采用喷洒法加入混捏锅，使其进行均匀附着，开启加热约1.5h后使温度升至130-140℃后停止混捏，加入粘结剂沥青，再继续加热进行热混捏，约3h使温度均匀升至220℃左右后停止加热、继续混捏造粒，约1-2h后制得基体粉料，取出物料后于室温下放置，均匀铺开，厚度≤5cm，静置5-10h，制得电刷原料混合物。
3、对原料混合物进行破碎处理，破碎物料过80目筛，制得电刷原料混合物粉末，电刷原料混合物粉末粒度≤80目。
4、将制得的电刷原料混合物粉末置于压制模具中，采用液压机进行压制处理，制得体积密度为1.70-1.76g/cm3的电刷生坯料。
5、将电刷生坯料采用埋烧法置于气氛马弗炉中，埋烧填料采用10-30目的石油焦，在2H内将所述马弗炉内的温度提升至300℃，然后在6-8h内将所述马弗炉的温度提升至540℃，再在2h内将所述马弗炉内的温度提升至630℃，然后在630℃的温度下保持3-5h，自然冷却降温后制得热焙烧处理后的电刷初品；
6、对将焙烧处理后的电刷初品进行切割、磨床、钻孔、填线、点焊等机械加工步骤后即得电动工具电机用电刷。
7、按照JB/T8133.14-1999(电炭制品物理化学性能试验方法体积密度)的方法测定电动工具电机用电刷的体积密度；按照JB/T8133.2-1999(电炭制品物理化学性能试验方法电阻率)方法测定电动工具电机用电刷的电阻率；采用HS-19CTV型硬度机测试电刷的肖氏硬度；采用JB/T8133.7-1999(电炭制品物理化学性能试验方法抗折强度)方法测定电动工具电机用电刷的抗折强度，结果见表1；
采用FNC-5型负载耐久试验控制仪测试制得的电动工具电机用电刷的磨损率，试验结果见表2；
参照国家标准《旋转电机定额和性能(GB/T 755-2000)》测试制得的电动工具电机用电刷的火花等级，测试结果见表3；
采用罗德与施瓦茨(中国)科技有限公司的EMI测试设备，参照欧洲标准EN 55022/EN 61000，测试电动工具电磁波辐射测，测试结果见表4。
实施例5
1、按照如下重量份配比备料(份)：
其中，添加剂为二硫化钼、二硫化钨、四氧化三铁之一或组合。
2、将天然石墨、人造石墨、氟化石墨、碳化硅、聚四氟乙烯、碳纤维粉和添加剂置于混捏锅内，开启混捏锅的转动装置，再将石墨烯水溶液采用喷洒法加入混捏锅，使其进行均匀附着，开启加热约1.5h后使温度升至130-140℃后停止混捏，加入粘结剂沥青，再继续加热进行热混捏，约3h使温度均匀升至220℃左右后停止加热、继续混捏造粒，约1-2h后制得基体粉料，取出物料后于室温下放置，均匀铺开，厚度≤5cm，静置5-10h，制得电刷原料混合物。
3、对原料混合物进行破碎处理，破碎物料过80目筛，制得电刷原料混合物粉末，电刷原料混合物粉末粒度≤80目。
4、将制得的电刷原料混合物粉末置于压制模具中，采用液压机进行压制处理，制得体积密度为1.70-1.76g/cm3的电刷生坯料。
5、将电刷生坯料采用埋烧法置于气氛马弗炉中，埋烧填料采用10-30目的石油焦，在2h内将所述马弗炉内的温度提升至300℃，然后在6-8h内将所述马弗炉的温度提升至540℃，再在2h内将所述马弗炉内的温度提升至630℃，然后在630℃的温度下保持3-5h，自然冷却降温后制得热焙烧处理后的电刷初品；
6、对将焙烧处理后的电刷初品进行切割、磨床、钻孔、填线、点焊等机械加工步骤后即得电动工具电机用电刷。
7、按照JB/T8133.14-1999(电炭制品物理化学性能试验方法体积密度)的方法测定电动工具电机用电刷的体积密度；按照JB/T8133.2-1999(电炭制品物理化学性能试验方法电阻率)方法测定电动工具电机用电刷的电阻率；采用HS-19CTV型硬度机测试电刷的肖氏硬度；采用JB/T8133.7-1999(电炭制品物理化学性能试验方法抗折强度)方法测定电动工具电机用电刷的抗折强度，结果见表1；
采用FNC-5型负载耐久试验控制仪测试制得的电动工具电机用电刷的磨损率，试验结果见表2；
参照国家标准《旋转电机定额和性能(GB/T 755-2000)》测试制得的电动工具电机用电刷的火花等级，测试结果见表3；
采用罗德与施瓦茨(中国)科技有限公司的EMI测试设备，参照欧洲标准EN 55022/EN 61000，测试电动工具电磁波辐射测，测试结果见表4。
对照例
以市售的角向磨光机电机(Dewalt DWE8300S AC220V/1010W/11000RPM)用电刷L26F12作为对照例。
按照JB/T8133.14-1999(电炭制品物理化学性能试验方法体积密度)的方法测定对照例电动工具电机用电刷的体积密度；按照JB/T8133.2-1999(电炭制品物理化学性能试验方法电阻率)方法测定对照例电动工具电机用电刷的电阻率；采用HS-19CTV型硬度机测试对照例电动工具电机用电刷的肖氏硬度，结果见表1；
采用FNC-5型负载耐久试验控制仪测试对照例电动工具电机用电刷的磨损率，试验结果见表2；
参照国家标准《旋转电机定额和性能(GB/T 755-2000)》测试对照例电动工具电机用电刷的耐高压、火花等级，测试结果见表3
采用罗德与施瓦茨(中国)科技有限公司的EMI测试设备，参照欧洲标准EN 55022/EN 61000，测试电动工具电磁波辐射测，测试结果见表4
表1电刷的物理机械性能测试结果
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对照例
体积密度(g/cm3) 1.58 1.59 1.61 1.62 1.60 1.60
肖氏硬度(HSD) 35 38 39 36 39 40
电阻率(μΩ·m) 1300 1150 1000 900 1200 1100
抗折强度(MPa) 22 23 22 23 20 24
表1的测试结果表明：本发明制备的电动工具电机用电刷的体积密度为1.58-1.62g/cm3；电动工具电机用电刷的电阻率900-1300μΩ·m，电阻率适中，适用于高压电动工具电机使用。
表2电刷的磨损率试验结果
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对照例
磨损率(mm/100H) 4.29 4.35 4.39 4.25 4.30 4.48
由表2结果可知：本发明的电机用电刷的磨损率低，耐磨性能优，与进口电动工具电机用电刷相比，耐磨损性能相当，甚至其耐磨损性能超过了进口电动工具电机用电刷的耐磨性能。
表3电刷的火花等级试验结果
由表3的测试结果可知：本发明的电动工具电机用电刷的火花等级低，与进口的电动工具电机用电刷相比，火花等级相当，该电动工具电机用电刷抑制火花能力好。
表4电磁波辐射测试结果
由表4的测试结果可知：本发明的电动工具用电刷的抗电磁干扰能力较优，与进口的电动工具电机用电刷相比，均能达到抗电磁干扰的要求。

Claims (10)

1.一种制备电动工具电机用的电刷材料，包括基体粉料和沥青，其特征在于，所述基体粉料含有石墨烯水溶液。
2.如权利要求1所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述包括石墨烯水溶液的基体粉料与沥青的重量份配比为：基体粉料94.2-157、沥青18-35。
3.如权利要求2所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述基体粉料还包括：石墨，所述石墨烯水溶液与石墨的重量份配比为石墨烯水溶液0.2-1、石墨90-140。
4.如权利要求3所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述基体粉料还包括：碳化硅，所述石墨烯水溶液、石墨与碳化硅的重量份配比为：石墨烯水溶液0.2-1、石墨90-140、碳化硅1-4。
5.如权利要求4所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述基体粉料还包括：碳纤维粉，所述石墨烯水溶液、石墨、碳化硅与碳纤维粉的重量份配比为：石墨烯水溶液0.2-1、石墨90-140、碳化硅1-4、碳纤维粉2-6。
6.如权利要求5所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述石墨包括天然石墨、人造石墨和氟化石墨。
7.如权利要求6所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述天然石墨、人造石墨和氟化石墨的重量份配比为天然石墨20-40、人造石墨60-80、氟化石墨：10-20。
8.如权利要求1所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述基体粉料中还包括添加剂。
9.如权利要求8所述的制备电动工具电机用的电刷材料，其特征在于，所述添加剂选自二硫化钼、二硫化钨、四氧化三铁中的一种或多种。
10.如权利要求7和9所述的电动工具电机用电刷，其特征在于，所述添加剂与的重量份配比为添加剂的重量份配比为：添加剂1-4、天然石墨20-40、人造石墨60-80、氟化石墨10-20、碳化硅1-4、碳纤维粉1-4、石墨烯水溶液0.2-1。
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