KR19980058553A

KR19980058553A - Metal Graphite Brush Manufacturing Method

Info

Publication number: KR19980058553A
Application number: KR1019960077878A
Authority: KR
Inventors: 김성수; 김일두; 임현철
Original assignee: 오상수; 만도기계 주식회사
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-10-07

Abstract

본 발명은 직류 전동기용 금속흑연질 브러시 제조방법에 관한 것으로, 정류자 피막조정을 위해 첨가되는 주석(Sn)분말의 편석현상을 제거할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a metal graphite brush for a DC motor, and to a method for removing segregation of tin (Sn) powder added for adjusting the commutator film.

따라서 본 발명은 5wt% 미만의 주석(Sn)이 코팅된 20∼80wt% 흑연 분말에 열경화성 수지 결합제를 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 혼련 단계; 상기 혼합 분말에 포함된 열경화성 수지를 경화시키기 위한 건조 단계; 상기 혼합 분말을 소정 입도를 갖도록 분쇄하는 분쇄 단계; 상기 분쇄된 혼합물에 20∼80wt% 동분말 및 10wt% 미만의 이황화 몰리브덴 분말을 혼합하여 소정형상을 갖도록 2∼3.5ton/㎠로 가압성형 단계; 500∼800℃의 온도범위로 가열하여 소성변형시키는 열처리 단계; 를 포함하는 금속흑연질 브러시 제조방법을 제공한다.Therefore, the present invention is a kneading step of mixing the thermosetting resin binder to 20 ~ 80wt% graphite powder coated with less than 5wt% Tin (Sn) to form a mixed powder; A drying step for curing the thermosetting resin contained in the mixed powder; Pulverizing the mixed powder to have a predetermined particle size; Press molding at 2 to 3.5 ton / cm 2 so as to have a predetermined shape by mixing 20 to 80 wt% copper powder and less than 10 wt% molybdenum disulfide powder to the ground mixture; Heat treatment step of plastic deformation by heating to a temperature range of 500 ~ 800 ℃; It provides a metal graphite brush manufacturing method comprising a.

Description

Metal Graphite Brush Manufacturing Method

본 발명은 전동기 등에 사용되는 금속 흑연질 브러시(Bruch)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정류자 피막조정을 위해 첨가되는 주석(Sn)을 흑연분말에 코팅시켜 균일한 혼합이 이루어지도록 한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a metal graphite brush (Bruch) used in electric motors, etc. More specifically, in order to achieve uniform mixing by coating the tin (Sn) added for the commutator film adjustment to the graphite powder It is.

일반적으로, 흑연 브러시는 저전압 직류 전동기의 정류자상에 미끄럼 운동이 가능하도록 접촉되어서 통전 역할을 수행하는 부재로서, 통상적으로 자동차용 기동 전동기 등과 같은 저전압의 직류 전동기에는 동분말과 천연 흑연 분말을 혼합하여 제조되는 금속 흑연질 브러시를 사용하고 있다.In general, the graphite brush is a member that is in contact with the commutator of the low voltage direct current motor so as to allow a sliding motion, and acts as an energizing role. Typically, a low voltage direct current motor, such as a motor starting motor for automobiles, by mixing copper powder and natural graphite powder The metal graphite brush manufactured is used.

금속 흑연질 브러시(이하 브러시라 약칭함)는 직류 전동기의 출력성능, 내구성능에 따라서 금속함유량을 다르게하여 사용하고 있다. 즉, 고출력을 요하는 경우에는 금속함유량이 60∼90wt%이며, 고 내구성을 요하는 경우에는 금속함유량이 10∼50wt%로 하는것이 일반적이다.Metal graphite brushes (hereinafter abbreviated as brushes) are used with different metal contents depending on the output performance and the durability of the DC motor. That is, when high output is required, the metal content is 60 to 90 wt%, and when high durability is required, the metal content is generally 10 to 50 wt%.

한편, 종래의 브러시 제조방법은 흑연 분말에 열경화성 수지의 결합제를 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 혼련(混煉)단계와, 상기 열경화성 수지를 경화시키기 위한 건조 단계와, 상기 혼합 분말을 소정입도를 갖도록 하는 분쇄 단계와, 상기 혼합분말에 동 및 첨가제를 혼합하여 소정형상을 갖도록 하는 가압성형 단계와, 이를 소정의 온도범위로 가열하여 소성변형시키는 열처리 단계로 이루어진다.On the other hand, the conventional brush manufacturing method is a kneading step of forming a mixed powder by mixing the binder of the thermosetting resin with graphite powder, a drying step for curing the thermosetting resin, and the mixed powder to have a predetermined particle size And a pressurizing step of mixing copper and additives in the mixed powder to have a predetermined shape, and a heat treatment step of heating the plastic powder in a predetermined temperature range to deform it.

특히, 첨가제 혼합시에 정류자 피막조정을 위해 주석(Sn)분말이 단독으로 혼합분말에 첨가된다.In particular, tin (Sn) powder is added to the mixed powder alone to adjust the commutator film during the mixing of the additives.

그런데 이와 같은 종래의 브러시 제조방법에서 주석(Sn) 분말 첨가방법은 주석(Sn)과 흑연분말의 비중 차이가 커 혼합되는 과정에서 편석현상이 발생되어 브러시 내부에 불균일하게 혼합되는 문제가 있었다.However, in the conventional brush manufacturing method, the tin (Sn) powder addition method has a problem in that segregation occurs in the process of mixing the tin (Sn) and the graphite powder due to a large difference in specific gravity, resulting in uneven mixing inside the brush.

이와같이 주석(Sn)분말의 편석현상으로 인한 불균일한 혼합은 제조되는 개별 브러시의 주석(Sn) 함유량이 서로 다르게 되는 문제가 초래되어 정류자 별로 피막층의 차이가 발생되며, 정류자 내로 균일한 통전이 이루어지지 않아 정류불량이 발생되며, 브러시와 정류자 접촉면에서 불꽃이 발생하여 브러시의 조기 마로를 초래하게 된다.In this way, non-uniform mixing due to segregation of tin (Sn) powder causes a problem that the tin (Sn) content of the individual brushes to be produced is different, resulting in a difference in the coating layer for each commutator, and uniform energization is not achieved within the commutator. As a result, commutation defects are generated, and sparks are generated at the contact surface of the brush and the commutator, which causes premature erosion of the brush.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정류자 피막조정을 위해 첨가되는 주석(Sn)분말을 흑연분말의 일부에 코팅하여 주석(Sn)과 흑연의 비중차를 줄임으로써 편석현상을 제거할 수 있는 금속흑연질 브러시 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, by removing the segregation phenomenon by reducing the specific gravity difference between the tin (Sn) and graphite by coating a tin (Sn) powder added to the commutator film adjustment to a portion of the graphite powder. It is an object of the present invention to provide a method for producing a metal graphite brush.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 5wt% 미만의 주석(Sn)이 코팅된 20∼80wt% 흑연 분말에 열경화성 수지 결합제를 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 혼련 단계; 상기 혼합 분말에 포함된 열경화성 수지를 경화시키기 위한 건조 단계; 상기 혼합 분말을 소정 입도를 갖도록 분쇄하는 분쇄 단계; 상기 분쇄된 혼합물에 20∼80wt% 동분말 및 10wt% 미만의 이황화 몰리브덴 분말을 혼합하여 소정형상을 갖도록 2∼3.5ton/㎠로 가압성형 단계; 500∼800℃의 온도범위로 가열하여 소성변형시키는 열처리 단계; 를 포함하는 금속흑연질 브러시 제조방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a kneading step of mixing the thermosetting resin binder to 20 ~ 80wt% graphite powder coated with less than 5wt% Tin (Sn) to form a mixed powder; A drying step for curing the thermosetting resin contained in the mixed powder; Pulverizing the mixed powder to have a predetermined particle size; Press molding at 2 to 3.5 ton / cm 2 so as to have a predetermined shape by mixing 20 to 80 wt% copper powder and less than 10 wt% molybdenum disulfide powder to the ground mixture; Heat treatment step of plastic deformation by heating to a temperature range of 500 ~ 800 ℃; It provides a metal graphite brush manufacturing method comprising a.

이하 발명에 따른 금속 흑연질 브러시 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the metal graphite brush manufacturing method according to the invention in detail.

본 발명은 5wt% 미만의 주석(Sn)이 코팅된 20∼80wt% 흑연 분말에 열경화성 수지의 결합제를 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 혼련 단계, 건조 단계, 분쇄 단계, 가압성형 단계, 열처리 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention includes a kneading step, a drying step, a pulverizing step, a press forming step, and a heat treatment step of forming a mixed powder by mixing a binder of a thermosetting resin with 20 to 80 wt% graphite powder coated with less than 5 wt% Sn (Sn). It is done by

본 발명은 5wt% 미만의 주석(Sn)을 흑연분말의 일부에 코팅하고, 이와 같이 주석(Sn)이 코팅된 흑연분말과 나머지 흑연분말에 5∼40wt%의 수지 결합제를 첨가하여 혼련단계를 수행한다.In the present invention, a tin (Sn) of less than 5wt% is coated on a part of the graphite powder, and the kneading step is performed by adding 5-40 wt% of a resin binder to the tin-coated graphite powder and the remaining graphite powder. do.

상기 수지 결합제는 노볼락형 페놀 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 레졸형 페놀 수지 등과 같은 열경화성 수지를 사용하며, 결합제의 고른 분포상태를 유지할 수 있도록 알콜 또는 아세톤과 같은 희석제가 첨가된다.The resin binder may be a thermosetting resin such as a novolac phenol resin, a bisphenol A epoxy resin, a resol type phenol resin, or the like, and a diluent such as alcohol or acetone may be added to maintain an even distribution of the binder.

건조 단계는 혼련 챔버내에서 소정의 온도로 희석제가 휘발되어 제거될 때까지 가열하여 결합제가 경화되면서 결합 작용이 이루어짐으로써 충분한 강도를 갖는 덩어리 상태의 혼합 분말을 형성한다.The drying step is heated to a predetermined temperature in the kneading chamber until the diluent is volatilized and removed, thereby curing the binder to form a mixed powder having a sufficient strength by forming a binding action.

분쇄 단계는 덩어리 상태의 혼합 분말을 분쇄하여 균일하면서 미세한 입도, 바람직하게는 75∼420㎛의 입도를 갖는 분말로 형성한다.The pulverizing step pulverizes the mixed powder in the form of agglomerates to form a powder having a uniform and fine particle size, preferably 75 to 420 μm.

이와같은 미세한 혼합 분말에 동분말 및 이황화 몰리브데늄을 첨가한 후 약 2∼3.5ton/㎠으로 가압하여 소정형상을 갖는 성형체를 형성한다.To this fine mixed powder, copper powder and molybdenum disulfide are added, and then pressurized at about 2 to 3.5 ton / cm 2 to form a molded article having a predetermined shape.

상기 동분말은 브러시의 전기전도성을 향상시키기 위한 것으로, 25~60㎛ 정도의 평균 입자 크기를 갖는 동분말을 혼합 분말에 대하여 20∼80wt% 첨가된다.The copper powder is for improving the electrical conductivity of the brush, 20 to 80wt% of the mixed powder is added to the copper powder having an average particle size of about 25 ~ 60㎛.

한편, 상기 이황화 몰리브데늄은 브러시의 고온 윤활 특성을 향상시키기 위한 것으로, 10~50㎛ 정도의 평균 입자 크기를 갖는 이황화 몰리브데늄을 혼합분말에 대하여 10wt% 미만으로 첨가된다.On the other hand, the molybdenum disulfide is to improve the high temperature lubrication characteristics of the brush, molybdenum disulfide having an average particle size of about 10 ~ 50㎛ is added to less than 10wt% with respect to the mixed powder.

열처리 단계는 상기 성형체를 소성변형시킬 수 있도록 500~800℃의 온도 범위에서 1~5시간 정도로 가열처리하여 브러시의 강도를 증대시킨다.The heat treatment step is heated to about 1 to 5 hours in the temperature range of 500 ~ 800 ℃ to plastically deform the molded body to increase the strength of the brush.

이와같은 방법으로 제조된 금속 흑연질 브러시는 혼련단계에서 주석(Sn)분말이 흑연분말의 일단에 코팅됨으로써 흑연분말과 주석(Sn)분말의 혼합시 비중차를 좁히게 되어 브러시 내부에 주석(Sn)분말이 균일하게 혼합되며, 주석(Sn)성분의 편석현상이 일어나지 않게 된다.In the metal graphite brush manufactured in this way, the tin (Sn) powder is coated on one end of the graphite powder in the kneading step to narrow the specific gravity difference when the graphite powder and the tin (Sn) powder are mixed. The powder is mixed uniformly, and segregation of tin (Sn) components does not occur.

따라서, 정류자의 피막조정이 균일하게 이루어지고 전동기에 장착되어 동작될 때 정류작용이 안정되므로써 브러시와 정류자 접촉면에서의 균일한 통전에 의해 불꽃발생 및 조기마모를 방지하여 전동기 및 브러시의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.Therefore, the film of the commutator is uniformly adjusted and the commutation action is stabilized when the motor is mounted and operated to prevent the sparking and premature wear by the uniform energization of the brush and commutator contact surface, thereby extending the life of the motor and the brush. It becomes possible.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the above description, it should be understood that those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as it merely illustrates a preferred embodiment of the present invention.

따라서 본 발명에 따르면 정류자 피막조정을 위한 주석(Sn)분말의 첨가효과를 극대화시킬 수 있으며, 금속 흑연질 브러시의 내구성을 향상시키는 효과를 가져올 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to maximize the effect of adding the tin (Sn) powder for the commutator film adjustment, and may bring an effect of improving the durability of the metal graphite brush.

Claims

A kneading step of mixing a binder of thermosetting resin with 20 to 80 wt% graphite powder coated with less than 5 wt% tin (Sn) to form a mixed powder;

A drying step for curing the thermosetting resin contained in the mixed powder;

Pulverizing the mixed powder to have a predetermined particle size;

Pressure molding at 2 to 3.5 ton / cm 2 so as to have a predetermined shape by mixing 20 to 80 wt% copper powder and less than 10 wt% molybdenum disulfide powder to the ground mixture;

Heat treatment step of plastic deformation by heating to a temperature range of 500 ~ 800 ℃; Metal graphite brush manufacturing method comprising a