RU2652302C1 - Method for obtaining of electrotechnical articles from the powder compositions based on carbon - Google Patents
Method for obtaining of electrotechnical articles from the powder compositions based on carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652302C1 RU2652302C1 RU2017119611A RU2017119611A RU2652302C1 RU 2652302 C1 RU2652302 C1 RU 2652302C1 RU 2017119611 A RU2017119611 A RU 2017119611A RU 2017119611 A RU2017119611 A RU 2017119611A RU 2652302 C1 RU2652302 C1 RU 2652302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- carbon
- composition
- resin
- powder compositions
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 14
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 9
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
- B60L5/04—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using rollers or sliding shoes in contact with trolley wire
- B60L5/08—Structure of the sliding shoes or their carrying means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
- H01R39/26—Solid sliding contacts, e.g. carbon brush
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой технологии, а именно к способам получения изделий из порошковых композиций на основе углерода, в частности щеток электромашин, контактных вставок токосъемников для городского и железнодорожного транспорта и других изделий электротехнического назначения.The invention relates to powder technology, and in particular to methods for producing products from carbon-based powder compositions, in particular brushes of electric machines, contact inserts of current collectors for urban and railway transport and other electrical products.
Известен так называемый «стандартный» способ получения изделий электротехнического назначения (Трофимов А.Н. Контактные вставки токоприемников троллейбусов, - М., Высшая школа, 1966, с. 115). Способ включает приготовление смеси из графита и связки, последующее прессование из нее изделий в нагретой до 160-170°С пресс-форме. Смесь подают в пресс-форму сразу после приготовления, прессование ведут с удельным давлением 350 кГ/см2.The so-called “standard” method for producing electrical products is known (A. Trofimov. Contact inserts of trolleybus current collectors, - M., Higher School, 1966, p. 115). The method includes preparing a mixture of graphite and a binder, subsequent pressing from it products in a mold heated to 160-170 ° C. The mixture is fed into the mold immediately after preparation, pressing is carried out with a specific pressure of 350 kg / cm 2 .
Недостатком способа являются низкая плотность получаемых прессовок и, как следствие, пониженные их физико-механические свойства.The disadvantage of this method is the low density of the obtained compacts and, as a consequence, their reduced physical and mechanical properties.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту прилагаемому является способ изготовления электроугольных изделий - щеток, контактных вставок для электротранспорта, включающий измельчение графита, смешивание частиц графита с новолачной фенолформальдегидной смолой при температуре на 25-35°С ниже температуры плавления смолы в течение 20-30 минут (Патент на изобретение РФ №2533893, Способ изготовления скользящих контактов из порошковых композиций на основе углерода, МПК B22F 3/02, от 27.11.2014). Сразу же после смешивания еще нагретую порошковую композицию (смесь) подают в нагретую до порядка 160°С пресс-форму и прессуют. Установленные параметры температуры и времени измельчения позволяет повысить плотность изделий и улучшить их физико-механические свойства.The closest in technical essence and the achieved effect to the attached is a method of manufacturing electric carbon products - brushes, contact inserts for electric vehicles, including grinding graphite, mixing graphite particles with novolac phenol-formaldehyde resin at a temperature of 25-35 ° C below the melting temperature of the resin for 20-30 minutes (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2533893, Method for the manufacture of sliding contacts from carbon-based powder compositions, IPC B22F 3/02, from 11.27.2014). Immediately after mixing, the still heated powder composition (mixture) is fed into a mold heated to about 160 ° C. and pressed. The established parameters of temperature and grinding time can increase the density of products and improve their physical and mechanical properties.
Недостатком указанного способа является налипание порошковой композиции на стенки матрицы, что нарушает процесс прессования и ухудшает физико-механические свойства полученных изделий. После измельчения и смешивания графита и смолы приготовленная композиция состоит из частиц графита и твердых частиц смолы. При подаче ее в нагретую до 160-170°С пресс-форму твердые частицы смолы превращаются в жидкость, которая и налипает на стенки матрицы. Температура превращения твердых частиц новолачной смолы в жидкость находится в диапазоне 90-130°С (http:// polycomposite. ru/fenolformaldegidnaya smola/php).The disadvantage of this method is the adhesion of the powder composition to the walls of the matrix, which disrupts the pressing process and impairs the physical and mechanical properties of the obtained products. After grinding and mixing graphite and resin, the prepared composition consists of particles of graphite and solid particles of resin. When it is fed into a mold heated to 160-170 ° C, the solid particles of the resin turn into a liquid, which adheres to the walls of the matrix. The temperature of transformation of solid particles of novolac resin into a liquid is in the range of 90-130 ° C (http: // polycomposite. Ru / fenolformaldegidnaya smola / php).
Приготовленная композиция после смешивания имеет температуру от 70 до 90°С. При 70°С в ней начинается процесс полимеризации новолачной смолы путем термического инициирования (http:// polycomposite. ru /poluchenie polymerov. php). Частицы смолы покрываются тонким слоем полимера, который предохраняет от немедленного превращения частиц смолы в жидкость при контакте с нагретой матрицей. Следует отметить, что реакция полимеризации протекает медленно, особенно при таких низких температурах, как 70-90°С. Подача приготовленной композиции сразу после приготовления не обеспечивает полного протекания процесса полимеризации, что вызывает немедленное превращение частиц смолы в жидкость при соприкосновении с матрицей и налипание ее на стенки матрицы.The prepared composition after mixing has a temperature of from 70 to 90 ° C. At 70 ° C, it begins the process of polymerization of novolac resin by thermal initiation (http: // polycomposite. Ru / poluchenie polymerov. Php). The resin particles are coated with a thin layer of polymer, which prevents the resin particles from immediately converting into liquid upon contact with the heated matrix. It should be noted that the polymerization reaction proceeds slowly, especially at such low temperatures as 70-90 ° C. The supply of the prepared composition immediately after preparation does not ensure the complete course of the polymerization process, which causes the immediate conversion of resin particles into liquid upon contact with the matrix and its adhesion to the matrix walls.
Технической проблемой является процесс приготовления порошковой композиции на основе углерода для прессования высокоплотных электротехнических изделий.A technical problem is the process of preparing a carbon-based powder composition for pressing high-density electrical products.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение налипания жидкой смолы на стенки матрицы.The technical result of the alleged invention is to eliminate the sticking of liquid resin on the walls of the matrix.
Технический результат достигается тем, что в способе получения электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода, включающем приготовление порошковой композиции измельчением порошка графита и смолы с последующим смешиванием их и дальнейшее ее прессование, согласно предлагаемому решению перед прессованием приготовленную композицию выдерживают в течение 4÷6 часов при температуре 70÷90°С.The technical result is achieved by the fact that in the method of producing electrical products from carbon-based powder compositions, which includes preparing a powder composition by grinding graphite and resin powder, followed by mixing and further pressing it, according to the proposed solution, the prepared composition is held for 4 ÷ 6 hours before pressing at a temperature of 70 ÷ 90 ° C.
То, что приготовленную порошковую композицию выдерживают после смешивания перед прессованием заявляемое количество времени при определенной температуре, позволит получить на твердых частицах новолачной смолы слой полимера в несколько десятков микрон, который предохранит их немедленное превращение в жидкость при контакте с нагретыми стенками пресс-формы. Это устранит налипание жидкой смолы на стенки матрицы.The fact that the prepared powder composition is kept after mixing the claimed amount of time at a certain temperature before pressing, will make it possible to obtain a polymer layer of several tens microns on solid particles of novolac resin, which will prevent their immediate transformation into liquid upon contact with the heated mold walls. This will eliminate the sticking of liquid resin onto the matrix walls.
Выдержка композиции после смешивания менее 4 часов и температуре менее 70°С не позволит получить на твердых частицах новолачной смолы достаточный слой полимера, предохраняющий их от налипания на стенки матрицы. Выдержка композиции перед прессованием более 6 часов при температуре более 90°С приведет к снижению производительности.The exposure of the composition after mixing for less than 4 hours and a temperature of less than 70 ° C will not allow to obtain a sufficient polymer layer on solid particles of novolac resin, protecting them from sticking to the matrix walls. Exposure of the composition before pressing for more than 6 hours at a temperature of more than 90 ° C will lead to a decrease in productivity.
Согласно предлагаемому способу были получены вставки '' токосъемников троллейбусов размерами 86×27×18 мм. Из отходов производства электродов Челябинского электродного завода путем их измельчения получали графит в соответствии с ТУ 1916-1-9-71-2000. Также измельчали 14%-ную новолачную фенолформальдегидную смолу по ТУ У20.1-32250229-006-2014. Затем смешивали компоненты и перед прессованием полученную композицию выдерживали при температуре 80°С в течение 5 часов. При дальнейшем прессовании композиции налипание жидкой смолы не наблюдалось.According to the proposed method, inserts of current collectors of trolley buses 86 × 27 × 18 mm in size were obtained. From the waste from the production of electrodes of the Chelyabinsk electrode plant by grinding them, graphite was obtained in accordance with TU 1916-1-9-71-2000. A 14% novolac phenol-formaldehyde resin was also ground according to TU U20.1-32250229-006-2014. Then the components were mixed and before pressing the resulting composition was kept at a temperature of 80 ° C for 5 hours. With further pressing of the composition, sticking of the liquid resin was not observed.
Предлагаемый способ найдет применение при изготовлении изделий электротехнического назначения из порошковых композиций на основе углерода, содержащих преимущественно новолачную формальдегидную смолу.The proposed method will find application in the manufacture of electrical products from powder compositions based on carbon, containing mainly novolac formaldehyde resin.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119611A RU2652302C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method for obtaining of electrotechnical articles from the powder compositions based on carbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119611A RU2652302C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method for obtaining of electrotechnical articles from the powder compositions based on carbon |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652302C1 true RU2652302C1 (en) | 2018-04-25 |
Family
ID=62045550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119611A RU2652302C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method for obtaining of electrotechnical articles from the powder compositions based on carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652302C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707001C1 (en) * | 2019-04-26 | 2019-11-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Method of producing electrotechnical articles from powder compositions based on carbon |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119572A (en) * | 1975-11-04 | 1978-10-10 | Georgy Nikolaevich Fridman | Carbon-graphite material for brushes of electric machines and method for preparing same |
| US4579611A (en) * | 1983-12-19 | 1986-04-01 | Union Carbide Corporation | Graphite tamped brush connection and method of making same |
| US5695697A (en) * | 1993-11-08 | 1997-12-09 | Basf Aktiengesellschaft | Producing sintered articles from thermoplastic compositions containing polyoxymethylene binder |
| RU2533893C1 (en) * | 2013-07-31 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ) | Manufacturing method of sliding contacts from powder compositions based on carbon |
| RU2560619C2 (en) * | 2013-12-05 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Production of electrical carbon articles |
-
2017
- 2017-06-05 RU RU2017119611A patent/RU2652302C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119572A (en) * | 1975-11-04 | 1978-10-10 | Georgy Nikolaevich Fridman | Carbon-graphite material for brushes of electric machines and method for preparing same |
| US4579611A (en) * | 1983-12-19 | 1986-04-01 | Union Carbide Corporation | Graphite tamped brush connection and method of making same |
| US5695697A (en) * | 1993-11-08 | 1997-12-09 | Basf Aktiengesellschaft | Producing sintered articles from thermoplastic compositions containing polyoxymethylene binder |
| RU2533893C1 (en) * | 2013-07-31 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ) | Manufacturing method of sliding contacts from powder compositions based on carbon |
| RU2560619C2 (en) * | 2013-12-05 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Production of electrical carbon articles |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707001C1 (en) * | 2019-04-26 | 2019-11-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Method of producing electrotechnical articles from powder compositions based on carbon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102502594A (en) | Method for preparing isotropic graphite containing coal-based needle coke as aggregate | |
| CN104681812B (en) | Graphite composite carbon electrode material for lead acid battery, electrode prepared from electrode material and preparing method of electrode | |
| CN102424918B (en) | Method for preparing MoCu gradient material | |
| CN102171780B (en) | Electrode material for vacuum circuit breaker and method for producing same | |
| CN105087981B (en) | Preparation method for welding-resistant ablation-resistant Cu-nano Al2O3 Cr contact material | |
| RU2652302C1 (en) | Method for obtaining of electrotechnical articles from the powder compositions based on carbon | |
| CN107879741B (en) | Preparation method of pure carbon slide bar material of pantograph | |
| CN103589895B (en) | A kind of low cost prepares the method for high-precision diamond/Cu composite material parts | |
| CN107311686A (en) | A kind of novel preparation process of graphite electrode | |
| RU2470089C1 (en) | Method of making molybdenum-carbon-copper coatings on copper contact surfaces | |
| CN102773482A (en) | Method for manufacturing butterfly valve rod by powder metallurgy | |
| CN110164677B (en) | Preparation of iron-based soft magnetic composite material wire for 3D printing | |
| RU2560619C2 (en) | Production of electrical carbon articles | |
| CN106905693A (en) | For laser sintered polyamide 6 powder material preparation method | |
| CN110963817A (en) | Preparation method of carbon fiber reinforced pure carbon slip strip material for pantograph | |
| CN105990589A (en) | Composite bipolar plate and preparation method thereof | |
| CN106141192A (en) | A kind of copper alloy element manufacture method | |
| JP4933711B2 (en) | Method for producing soft magnetic composite material | |
| CN109079144A (en) | A kind of copper-base pantograph carbon slipper and preparation method thereof | |
| WO2011136246A1 (en) | Electrode to be used in discharge surface treatment, and process for production thereof | |
| CN109182832A (en) | A kind of formula and a kind of powder injection molding process of carbon nanotube reinforced copper-base alloy | |
| RU2464354C1 (en) | Formation method of tungsten-carbon-copper coatings on copper contact surfaces | |
| CN101974207B (en) | Nano-graphite sheet-based composite material with high electric conductivity and preparation method thereof | |
| CN115322516A (en) | High-performance fuel cell bipolar plate base material and preparation method thereof | |
| RU2707001C1 (en) | Method of producing electrotechnical articles from powder compositions based on carbon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180801 Effective date: 20180801 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200606 |