KR19990061405A - Metal Graphite Brush Manufacturing Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 흑연질 브러시 제조방법을 개시한다.The present invention discloses a method for producing a metal graphite brush.
본 발명은 흑연 분말에 바인더를 혼합하여 니딩(kneading)하는 단계와; 상기 혼합물의 바인더를 경화시켜 덩어리를 형성하는 단계와; 상기 덩어리를 분쇄하여 소정입도를 갖는 혼합 분말을 형성하는 단계와; 상기 혼합 분말에 동분말과 산화납(PbO)을 첨가하는 단계와; 상기 혼합분말을 소정형상으로 성형하는 단계와, 상기 성형체를 흑연분말로 채워진 용기속에 넣고 수소가스(H2) 분위기의 챔버내에서 소성가공하는 단계;를 포함한다.The present invention comprises the steps of kneading by mixing a binder in the graphite powder; Curing the binder of the mixture to form agglomerates; Pulverizing the mass to form a mixed powder having a predetermined particle size; Adding copper powder and lead oxide (PbO) to the mixed powder; And molding the mixed powder into a predetermined shape, and placing the molded body in a container filled with graphite powder and plastic working in a chamber in a hydrogen gas (H 2 ) atmosphere.
따라서 본 발명에 따르면 윤활특성의 향상을 위해 첨가되는 산화납의 조성을 정확하게 제어할 수 있어 브러시의 기계적 특성 및 전기적 특성을 효과적으로 제어할 수 있게 되는 장점을 얻을 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to precisely control the composition of the lead oxide added to improve the lubrication property, thereby obtaining the advantage of effectively controlling the mechanical and electrical properties of the brush.
Description
본 발명은 직류전동기에 사용되는 금속 흑연질 브러시(Brush)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소성가공하는 단계에서 성형체를 흑연분말이 채워진 용기 속에 넣어 챔버에 장입하는 금속 흑연질 브러시 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a metal graphite brush (brush) for use in a direct current motor, and more particularly, to a metal graphite brush that is put into a chamber filled with a graphite powder in a container filled with graphite powder in the step of plastic working It relates to a manufacturing method.
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∼90 wt%이며, 고 내구성을 요하는 경우에는 금속함유량이 10∼50 wt%로 하는 것이 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, 본 출원인에 의해 선행출원된 특허출원번호 (특허97-194)호에 금속 흑연질 브러시 제조방법이 개시되어 있다.Meanwhile, a method for preparing a metal graphite brush is disclosed in Patent Application No. (patent 97-194) previously filed by the present applicant.
선행출원된 흑연질 브러시의 제조방법에 따르면, 먼저 흑연분말에 바인더(binder)를 혼합하여 흑연분말 표면에 바인더가 고르게 코팅되도록 하는 니딩(kneading)공정을 수행한다.According to the method of manufacturing a graphite brush previously applied, first, a kneading process is performed in which a binder is uniformly coated on the surface of the graphite powder by mixing a binder with the graphite powder.
상기 바인더는 노볼락형 페놀 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 레졸형 페놀 수지 등과 같은 열경화성 수지를 사용하며, 바인더의 고른 분포상태를 유지할 수 있도록 알콜 또는 아세톤과 같은 희석제가 첨가된다.The binder uses a thermosetting resin such as a novolac phenol resin, a bisphenol A epoxy resin, a resol type phenol resin, and the like, and a diluent such as alcohol or acetone is added to maintain an even distribution of the binder.
이어서, 상기 흑연분말을 챔버내에서 소정의 온도로 가열하여 바인더의 희석제가 휘발되어 제거되면서 바인더가 경화되어 흑연분말을 덩어리 상태로 만든다.Subsequently, the graphite powder is heated to a predetermined temperature in the chamber, and the binder is cured while the diluent of the binder is volatilized and removed, thereby lumping the graphite powder.
이어서, 상기 덩어리 상태의 흑연분말을 분쇄한 다음 채치기하여 균일한 소정입도를 갖는 흑연분말을 형성한다.Subsequently, the graphite powder in the agglomerated state is pulverized and then crushed to form a graphite powder having a uniform predetermined particle size.
이어서, 상기 미세한 흑연분말에 수지상의 전해동으로 이루어진 동분말(copper powder)을 첨가한 다음 소정 압력으로 가압하여 소정 형상을 갖는 성형체를 형성한다.Subsequently, a copper powder made of dendritic electrolytic copper is added to the fine graphite powder and then pressurized to a predetermined pressure to form a molded article having a predetermined shape.
이어서, 상기 성형체를 소정 온도로 소성가공하여 금속 흑연질 브러시의 제조공정을 완료한다.Subsequently, the molded body is subjected to plastic working at a predetermined temperature to complete the manufacturing process of the metal graphite brush.
특히, 소성가공은 밀폐된 챔버로 이루어진 로(furnace) 안에 수소가스(H2) 분위기를 형성하면서 이루어진다. 이는 소성가공시 성형체의 동성분이 산소와 반응하여 산화되는 것을 방지하기 위함이다. 주지하다시피, 통전성을 위해 첨가되는 동성분이 산화되어 산화동을 형성한 경우 전기적 특성이 떨어지게 되므로 동성분의 산화를 억제하기 위해 혼합가스 특히, 수소가스를 공급한다.In particular, the plastic working is performed while forming a hydrogen gas (H 2 ) atmosphere in a furnace composed of a closed chamber. This is to prevent the copper component of the molded body from reacting with oxygen and oxidized during plastic working. As is well known, when the copper component added for conductance is oxidized to form copper oxide, the electrical properties are deteriorated, so that mixed gas, in particular, hydrogen gas is supplied to suppress oxidation of the copper component.
그런데 이와같은 종래의 금속 흑연질 브러시 제조방법에서 첨가제로 첨가되는 산화납이 소성가공 단계에서 수소가스 분위기의 영향을 받아 성형체의 조성변화를 일으켜 특성제어에 어려움이 있었다.However, in the conventional method of manufacturing a metal graphite brush, lead oxide added as an additive causes a change in the composition of the molded body under the influence of the hydrogen gas atmosphere in the plastic working step, thereby making it difficult to control the characteristics.
산화납은 브러시의 윤활성을 향상시키기 위해 첨가되는 물질로서, 브러시의 접촉면에서 흑연이 마모되어 얇은 피막을 형성하여 윤활작용을 하게 되는데 피막이 필요이상으로 두꺼워져 전기적 특성에 악영향을 주는 것을 방지하기 위해 산화납이 첨가된다. 즉, 산화납은 필요이상으로 흑연 피막이 두꺼워지는 경우 이를 긁어 내림으로써 피막조정 역할을 한다.Lead oxide is a material added to improve the lubricity of the brush, and graphite is worn on the contact surface of the brush to form a thin film, which lubricates the film. The oxide is thicker than necessary to oxidize to prevent adverse effects on electrical properties. Lead is added. In other words, lead oxide plays a role of film adjustment by scraping it down if the graphite film becomes thicker than necessary.
그런데 소성가공 단계에서 공급되는 수소가스가 산화납이 하기에 표현된 반응을 일으켜 산화납의 조성이 손실된다.However, the hydrogen gas supplied in the plastic working step causes a reaction in which lead oxide is expressed below, so that the composition of lead oxide is lost.
납성분(Pb)의 생성은 브러시의 물성 예컨대 굴곡강도 등을 증가시키는 긍정적인 요인이 있으나, 어쨌든 원하지 않은 화학반응이 일어나 브러시의 조성을 제어하는데 어려움이 따른다.The generation of lead (Pb) is a positive factor that increases the physical properties of the brush, such as flexural strength, but anyway, an unwanted chemical reaction occurs, which makes it difficult to control the composition of the brush.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 윤활성 향상을 위해 첨가되는 산화납의 조성이 소성가공시 공급되는 수소가스에 의해 변화되는 것을 억제할 수 있는 금속 흑연질 브러시 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, to provide a method for producing a metal graphite brush that can suppress the change of the composition of the lead oxide added to improve the lubricity by the hydrogen gas supplied during plastic processing. There is a purpose.
이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 흑연 분말에 바인더를 혼합하여 니딩(kneading)하는 단계와; 상기 혼합물의 바인더를 경화시켜 덩어리를 형성하는 단계와; 상기 덩어리를 분쇄하여 소정입도를 갖는 혼합 분말을 형성하는 단계와; 상기 혼합 분말에 동분말과 산화납(PbO)을 첨가하는 단계와; 상기 혼합분말을 소정형상으로 성형하는 단계와, 상기 성형체를 흑연분말로 채워진 용기속에 넣고 수소가스(H2) 분위기의 챔버내에서 소성가공하는 단계;를 포함하는 금속 흑연질 브러시 제조방법을 제공한다.The present invention for realizing the above object comprises the steps of kneading by mixing a binder in the graphite powder; Curing the binder of the mixture to form agglomerates; Pulverizing the mass to form a mixed powder having a predetermined particle size; Adding copper powder and lead oxide (PbO) to the mixed powder; It provides a method for producing a metal graphite brush comprising the step of molding the mixed powder into a predetermined shape, and putting the molded body in a container filled with graphite powder and plastic working in a chamber in a hydrogen gas (H 2 ) atmosphere. .
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 금속 흑연질 브러시의 소성가공 장치도.1 is a plastic working apparatus of the metal graphite brush according to the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 ; 로(furnace), 챔버 12 ; 용기10; Furnace, chamber 12; Vessel
14 ; 흑연분말 16 ; 성형체14; Graphite powder 16; Molded body
이하 본 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 present invention will be described in detail.
도 1는 본 발명에 따른 금속 흑연질 브러시의 소성가공 공정을 위한 로(furnace)를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a furnace (furnace) for the plastic working process of the metal graphite brush according to the present invention.
본 발명은 흑연 분말에 바인더를 혼합하여 니딩(kneading)하는 단계와; 상기 혼합물의 바인더를 경화시켜 덩어리를 형성하는 단계와; 상기 덩어리를 분쇄하여 소정입도를 갖는 혼합 분말을 형성하는 단계와; 상기 혼합 분말에 동분말과 산화납(PbO)을 첨가하는 단계와; 상기 혼합분말을 소정형상으로 성형하는 단계와, 상기 성형체(16)를 흑연분말(14)로 채워진 용기(12)속에 넣고 수소가스(H2) 분위기의 챔버(10)내에서 소성가공하는 단계;를 포함한다.The present invention comprises the steps of kneading by mixing a binder in the graphite powder; Curing the binder of the mixture to form agglomerates; Pulverizing the mass to form a mixed powder having a predetermined particle size; Adding copper powder and lead oxide (PbO) to the mixed powder; Shaping the mixed powder into a predetermined shape, and placing the molded body 16 into a container 12 filled with graphite powder 14 and firing in a chamber 10 in a hydrogen gas (H 2 ) atmosphere; It includes.
상기 바인더는 흑연분말의 표면에 코팅되어 흑연분말에 접착력을 부여하기 위해 혼합되는 것으로, 노볼락형 페놀 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 레졸형 페놀 수지 등과 같은 열경화성 수지를 사용하며, 바인더의 고른 분포상태를 유지할 수 있도록 알콜 또는 아세톤과 같은 희석제가 첨가된다. 상기 바인더는 상기 흑연분말에 5∼40wt%로 혼합된다.The binder is coated on the surface of the graphite powder and mixed in order to give adhesion to the graphite powder, using a thermosetting resin such as a novolac phenol resin, a bisphenol A epoxy resin, a resol type phenol resin, and the like, and even distribution of the binder. Diluents such as alcohol or acetone are added to maintain the state. The binder is mixed with the graphite powder at 5 to 40 wt%.
이와같이 바인더가 혼합된 흑연분말을 챔버내에서 가열하여 바인더의 희석제가 휘발되어 제거되면서 경화되어 흑연분말의 입자 사이에 결합력을 부여하여 덩어리상태로 만든다.In this way, the graphite powder mixed with the binder is heated in the chamber, and the diluent of the binder is volatilized and removed to harden, thereby imparting a bonding force between the particles of the graphite powder to form agglomerates.
이와같은 흑연 덩어리를 다시 분쇄하여 균일하면서도 미세한 입도, 바람직하게는 75∼420 ㎛의 입도를 갖는 흑연분말을 형성한다.The graphite mass is pulverized again to form a graphite powder having a uniform and fine particle size, preferably 75 to 420 μm.
이와같은 미세하게 분쇄된 흑연분말에 전기적 특성을 부여하기 위한 동분말과 윤활특성 향상을 위한 산화납을 첨가한다.To the finely ground graphite powder, copper powder for imparting electrical properties and lead oxide for improving lubrication properties are added.
이어서, 상기 혼합분말을 약 2∼3.5on/cm2으로 가압하여 소정 형상을 갖는 성형체(16)를 형성한다.Next, the mixed powder is pressed to about 2 to 3.5 on / cm 2 to form a molded body 16 having a predetermined shape.
이어서, 소성가공을 위해 상기 성형체(16)를 흑연분말(14)이 채워진 용기(12)속에 넣은 다음 챔버(10)에 장입한다. 챔버(10)는 성형체(16)의 소성변형온도인 500 ∼ 800℃의 온도범위를 유지할 수 있도록 가열하고 동성분의 산화방지를 위해 수소가스 분위기 하에서 성형체(16)를 1 ∼ 5시간 정도 소성가공하여 브러시의 제조공정을 완료한다.Subsequently, the molded body 16 is placed in a container 12 filled with graphite powder 14 and then charged into the chamber 10 for plastic working. The chamber 10 is heated to maintain a temperature range of 500 to 800 ° C., which is the plastic deformation temperature of the molded body 16, and plastically processed the molded body 16 in a hydrogen gas atmosphere for 1 to 5 hours to prevent oxidation of the same component. To complete the brush manufacturing process.
상기 흑연분말(14)은 고순도(약 99.99% 이상)를 유지할 경우 특히 녹는점이 약 3000℃로(10) 고온에서 화학적 안정성을 갖는 물질로(10)서, 이와같은 흑연분말(14) 속에 넣어진 성형체(16)는 수소가스와 접촉되는 것이 차단된다. 따라서, 성형체(16)의 산화납이 수소가스 분위기 하에서 화학적인 반응을 일으키는 것이 억제되어 산화납의 조성을 원하는 만큼 제어하기가 쉽다.When the graphite powder 14 maintains high purity (about 99.99% or more), the melting point is about 3000 ° C. (10), which is chemically stable at a high temperature (10). The molded body 16 is blocked from contacting with hydrogen gas. Therefore, the lead oxide of the molded body 16 is suppressed from causing a chemical reaction in a hydrogen gas atmosphere, and it is easy to control the composition of the lead oxide as desired.
한편, 동분말 첨가시 이황화 몰리브데늄을 혼합 분말에 대하여 10wt% 미만으로(10) 첨가하는 것이 바람직하다.On the other hand, when copper powder is added, it is preferable to add molybdenum disulfide in less than 10 wt% (10) to the mixed powder.
상기 이황화 몰리브데늄은 정류자에 생성되는 피막 두께를 조절하는 작용과 함께 브러시의 회전 마찰시 고온 윤활성을 부여하는 작용을 한다.The molybdenum disulfide serves to provide high temperature lubricity during rotational friction of the brush, together with the function of adjusting the thickness of the film generated in the commutator.
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 윤활특성의 향상을 위해 첨가되는 산화납의 조성을 정확하게 제어할 수 있어 브러시의 기계적 특성 및 전기적 특성을 효과적으로 제어할 수 있게 되는 장점을 얻을 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to precisely control the composition of the lead oxide added to improve the lubrication property, thereby obtaining the advantage of effectively controlling the mechanical and electrical properties of the brush.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970081664A KR19990061405A (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Metal Graphite Brush Manufacturing Method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990061405A true KR19990061405A (en) | 1999-07-26 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970081664A KR19990061405A (en) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Metal Graphite Brush Manufacturing Method |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR19990061405A (en) |
-
1997
- 1997-12-31 KR KR1019970081664A patent/KR19990061405A/en not_active Application Discontinuation
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