專利名稱：陶瓷換向器材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換向器材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，工業(yè)上所使用的換向器材料為紫銅，但是紫銅較軟，與現(xiàn)有的陶瓷 電刷不匹配，耐磨性較差，而且隨著金屬材料價格的不斷攀升，導(dǎo)致?lián)Q向器的 成本不斷增加，使得整機(jī)設(shè)備的價格上漲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有換向器與現(xiàn)有的陶瓷電刷不匹配的問題，提 供了 一種陶瓷換向器材料及其制造方法。
本發(fā)明陶瓷換向器材料按重量份數(shù)由3-6份的Cu粉、11.5-12份的炭黑、 13-14份的Si粉和68-71份的Ti粉制成。
本發(fā)明陶瓷換向器材料的制造方法如下:一、將3-6重量份的Cu粉、11.5-12 重量份的炭黑、13-14重量份的Si粉和68-71重量份的Ti粉混合，然后浸沒于 無水乙醇中，無水乙醇液面高度為混合粉末高度的4/3 7/5倍，再球磨12-24 小時后烘干粉末；二、將烘干后的粉末放入直徑為55mm-210mm的金屬模具 中，在室溫、液壓機(jī)壓力為15MPa -16.5MPa的條件下制成相對密度為50%-55% 的預(yù)制坯料；三、將預(yù)制坯料放入金屬反應(yīng)器中，用短路電阻絲的熱量瞬時引 燃點(diǎn)火劑使預(yù)制坯快速燃燒，待燃燒7秒-13秒后，施加65MPa-75MPa的壓 力28秒-32秒，然后在石英砂箱中冷卻至室溫，即得陶瓷換向器材料；其中步 驟三中所述的預(yù)制坯料與金屬反應(yīng)器內(nèi)壁的空隙用石英砂填滿。
本發(fā)明的陶瓷換向器材料以具有層狀結(jié)構(gòu)的自潤滑材料TBSiC2為主體骨 架結(jié)構(gòu)，用銅進(jìn)行空隙補(bǔ)足。這種結(jié)構(gòu)減少了換向器中銅的用量，同時又增加 了換向器的硬度，提高了耐磨性。采用本發(fā)明方法得到的陶瓷換向器材料的摩 擦系數(shù)約為0.002-0.005，并且將陶瓷換向器材料在空氣中暴露幾個月后，這個
值仍然不變，在高速條件下，采用本發(fā)明方法得到的陶瓷換向器材料與Al203
對磨后所獲得的磨損率僅為3xl(T4mm3/Nm，采用本發(fā)明生產(chǎn)出來的陶瓷換向 器材料的使用壽命可達(dá)6個月，并且無摩擦噪音，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)陶瓷換 向器材料的生產(chǎn)周期短、成本低廉、制備工藝簡單，并且節(jié)能、環(huán)保。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中陶瓷換向器材料按重量份數(shù)由3-6份的 Qi粉、11.5-12份的炭黑、13-14份的Si粉和68-71份的Ti粉制成。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是陶瓷換向器材料 按重量份數(shù)由3-6份的Cu粉、11.5-11.9份的炭黑、13.4-13.9份的Si粉和68.5-70 份的Ti粉制成。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是陶瓷換向器材料 按重量份數(shù)由6份的Cu粉、11.5份的炭黑、13.5份的Si粉和70份的Ti粉制成。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是陶瓷換向器材料 按重量份數(shù)由3份的Cu粉、11.9份的炭黑、13.9份的Si粉和71份的Ti粉制成。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式中陶瓷換向器材料的制造方法如下 一、將
3-6重量份的Cu粉、11.5-12重量份的炭黑、13-14重量份的Si粉和68-71重 量份的Ti粉混合，然后浸沒于無水乙醇中，無水乙醇液面高度為混合粉末高 度的4/3~7/5倍，再球磨12-24小時后烘干粉末；二、將烘干后的粉末放入直 徑為55mm-210mm的金屬模具中，在室溫、液壓機(jī)壓力為15 MPa -16.5MPa 的條件下制成相對密度為50%-55%的預(yù)制坯料；三、將預(yù)制坯料放入金屬反 應(yīng)器中，用短路電阻絲的熱量瞬時引燃點(diǎn)火劑使預(yù)制坯快速燃燒，待燃燒7 秒-13秒后，施加65MPa-75MPa的壓力28秒-32秒，然后在石英砂箱中冷卻 至室溫，即得陶瓷換向器材料；其中步驟三中所述的預(yù)制坯料與金屬反應(yīng)器內(nèi) 壁的空隙用石英砂填滿。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟一中將3-6 重量份的Cu粉、11.5-11.9重量份的炭黑、13.4-13.9重量份的Si粉和68.5-70 重量份的Ti粉混合。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟一中將6 重量份的Cu粉、11.5重量份的炭黑、13.5重量份的Si粉和70重量份的Ti粉 混合。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟一中將3 重量份的Cu粉、11.9重量份的炭黑、13.9重量份的Si粉和71重量份的Ti粉 混合。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟二中液壓機(jī).
壓力為15.5MPa。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟二中預(yù)制坯 料的相對密度為50.5%-54.5%。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟二中預(yù)制 坯料的相對密度為51%-54%。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟二中預(yù)制 坯料的相對密度為51.5%-53.5%。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的步驟二中預(yù)制坯 料的相對密度為52%-53%是。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟二中預(yù)制. 坯料的相對密度為52.5°/。。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟三中施加 的壓力為66MPa-74MPa。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟三中施加 的壓力為67MPa-73MPa。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟三中施加 的壓力為68MPa-72MPa。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟三中施加 的壓力為70MPa。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
權(quán)利要求
1、一種陶瓷換向器材料，其特征在于陶瓷換向器材料按重量份數(shù)由3-6份的Cu粉、11.5-12份的炭黑、13-14份的Si粉和68-71份的Ti粉制成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷換向器材料，其特征在于陶瓷換向器材料 按重量份數(shù)由3-6份的Cu粉、11.5-11.9份的炭黑、13.4-13.9份的Si粉和68.5-70份的Ti粉制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷換向器材料，其特征在于陶瓷換向器材料 按重量份數(shù)由6份的Cu粉、11.5份的炭黑、13.5份的Si粉和70份的Ti粉制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷換向器材料，其特征在于陶瓷換向器材料 按重量份數(shù)由3份的Cu粉、11.9份的炭黑、13.9份的Si粉和71份的Ti粉制 成。
5、 一種陶瓷換向器材料的制造方法，其特征在于陶瓷換向器材料的制造 方法如下 一、將3-6重量份的Cu粉、11.5-12重量份的炭黑、13-14重量份 的Si粉和68-71重量份的Ti粉混合，然后浸沒于無水乙醇中，無水乙醇液面 高度為混合粉末高度的4/3~7/5倍，再球磨12-24小時后烘干粉末；二、將烘 干后的粉末放入直徑為55mm-210mm的金屬模具中，在室溫、液壓機(jī)壓力為 15MPa-16.5MPa的條件下制成相對密度為50。/。-55。/。的預(yù)制坯料；三、將預(yù)制 坯料放入金屬反應(yīng)器中，用短路電阻絲的熱量瞬時引燃點(diǎn)火劑使預(yù)制坯快速燃 燒，待燃燒7秒-13秒后，施加65MPa-75MPa的壓力28秒-32秒，然后在石 英砂箱中冷卻至室溫，即得陶瓷換向器材料；其中步驟三中所述的預(yù)制坯料與 金屬反應(yīng)器內(nèi)壁的空隙用石英砂填滿。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷換向器材料的制造方法，其特征在于步驟 一中將3-6重量份的Cu粉、U.5-11.9重量份的炭黑、13.4-13.9重量份的Si 粉和68.5-70重量份的Ti粉混合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷換向器材料的制造方法，其特征在于步驟 一中將6重量份的Cu粉、11.5重量份的炭黑、13.5重量份的Si粉和70重量 份的Ti粉混合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷換向器材料的制造方法，其特征在于步驟 一中將3重量份的Cu粉、11.9重量份的炭黑、13.9重量份的Si粉和71重量 份的Ti粉混合。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷換向器材料的制造方法，其特征在于步驟 二中液壓機(jī)壓力為15.5MPa。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷換向器材料的制造方法，其特征在于步 驟二中預(yù)制坯料的相對密度為50.5%-54.5%。
全文摘要
陶瓷換向器材料及其制造方法，它涉及一種換向器材料及其制造方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有換向器與現(xiàn)有的陶瓷電刷不匹配的問題。本發(fā)明的材料由Cu粉、炭黑、Si粉和Ti粉制成。本發(fā)明方法如下將Cu粉、炭黑、Si粉和Ti粉混合加入無水乙醇，再球磨、烘干，再將烘干后的粉末放入金屬模具中制成預(yù)制坯料，然后使預(yù)制坯快速燃燒7秒-13秒后，施加壓力28秒-32秒，然后在石英砂箱中冷卻至室溫，即得陶瓷換向器材料。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)陶瓷換向器材料的生產(chǎn)周期短、成本低廉、制備工藝簡單，并且節(jié)能、環(huán)保。
文檔編號C04B35/622GK101386537SQ20081013737
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者翀 李, 赫曉東 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)