專利名稱：提高耐磨性和抗電弧侵蝕能力的微電機換向器電接觸材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的微電機換向器用滑動電接觸復(fù)合材料，它以提高耐磨性和抗電弧侵蝕能力的微電機換向器電接觸材料為工作層，以銅為基層，其中，所述工作層覆蓋在銅的表所述工作層全部或部分覆蓋在銅的表面。本發(fā)明涉及的一種微電機換向器，它使用微電機換向器用滑動電接觸復(fù)合材料。本發(fā)明還涉及一種微電機，它使用上述換向器。本發(fā)明所述提高耐磨性和抗電弧侵蝕能力的微電機換向器電接觸材料中的氧化物具有高的硬度，通過彌散強化機制提高銀基體的硬度，另一方面其自身也具有很強的抵抗滑動磨損的能力，使滑動式電接觸材料的耐磨性得以提高，減少磨屑的產(chǎn)生；另外，氧化物還具有高的熔點，在電弧高溫的作用下也不會熔化，并且可以防止銀基體的飛濺和流失， 從而提高材料整體的抗電弧能力。因此，采用本發(fā)明的氧化物增強電接觸材料制作微電機換向器，可以延長使用壽命、增加接觸穩(wěn)定性、降低電噪聲。若氧化物的含量低于0.5%，則其耐磨損和抗電弧作用不能充分發(fā)揮；若氧化物的含量高于2%，則顯著增大滑動接觸時的接觸電阻，并且對電刷造成嚴重磨損，反而降低微電機壽命。為了保證氧化物顆粒的數(shù)量和分布均勻性，本發(fā)明對氧化物的粒度也進行了優(yōu)選。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如果氧化物的粒度低于0. 5 μ m,則顆粒過于細小，在運輸、保存和使用過程中容易團聚，其在換向器材料中的分散性和均勻性很難保證，降低材料性能的一致性和穩(wěn)定性，不能滿足大批量生產(chǎn)的要求。但是，如果氧化物的粒度大于3 μ m,則顆粒過于粗大，這一方面減少了換向器材料中增強顆粒的數(shù)量，弱化增強效果，另一方面嚴重降低材料的工藝性能，生產(chǎn)中容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，同樣不能滿足大批量生產(chǎn)的要求；此外，過于粗大的顆粒對接觸電阻和電刷也會產(chǎn)生不利影響。將本發(fā)明的換向器材料作為工作層復(fù)合在銅基層表面，用于制作微電機換向器， 可以節(jié)約貴金屬，降低換向器和微電機的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的優(yōu)點為1)采用本發(fā)明的材料制作微電機換向器，具有優(yōu)良的耐磨損和抗電弧性能，用于微電機中，可以減少磨屑、降低電噪聲，提高微電機的穩(wěn)定性和使用壽命。2)本發(fā)明采用材料現(xiàn)有的霧化制粉、等靜壓成形、燒結(jié)、壓力加工和熱處理技術(shù)制備，設(shè)備和工藝技術(shù)不需要特殊的改造，生產(chǎn)中易于實施。3)利用本發(fā)明的合金制作層狀復(fù)合材料時，可以采用現(xiàn)有的AgCuNi系合金/銅合金電接觸復(fù)合帶材的工藝和設(shè)備進行生產(chǎn)，技術(shù)易于掌握和實施，基本不會增加生產(chǎn)成本。4)本發(fā)明采用霧化法制備AgCuaiNi合金粉末，其成分均勻性高；而后采用混粉、 等靜壓成形、擠壓加工等技術(shù)生產(chǎn)換向器材料，可以有效地保證氧化物在材料中分布的均勻性，并且材料可以達到完全致密化。
具體實施例方式實施例1至12的合金成分見表1.表1各實施例化學(xué)成分(重量％ )
權(quán)利要求
1.一種提高耐磨性和抗電弧侵蝕能力的微電機換向器電接觸材料，其特征在于，由 Cu、Ni、Zn、氧化物和Ag組成，其各組分的重量百分含量為Cu1 8% ；Ni 0. 1 0. 5% ； Zn1 5% ；氧化物 0.5 2%; 余量為Ag ；其中，氧化物為A1203、&02、CeO2、Cr2O3中的任意一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于所述氧化物的粒度為0.5 3μπι。
3.一種微電機換向器用滑動電接觸復(fù)合材料，其特征在于，它以權(quán)利要求1的電接觸材料為工作層，以銅為基層，其中，所述工作層覆蓋在銅的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料，其特征在于所述工作層全部或部分覆蓋在銅的表面。
5.一種微電機換向器，其特征在于，它使用權(quán)利要求3或4所述的任何一種復(fù)合材料。
6.一種微電機，其特征在于，它使用權(quán)利要求5所述的換向器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高耐磨性和抗電弧侵蝕能力的微電機換向器電接觸材料，該材料各組分重量含量為Cu為1～8％、Ni為0.1～0.5％、Zn為0～5％、氧化物為0.5～2％，余量為銀，其中氧化物為Al2O3、ZrO2、CeO2、Cr2O3中的任意一種，并且氧化物的粒度需要控制在3μm以下。該材料采用粉末冶金工藝制備，其耐磨性、抗電弧和抗熔焊性能優(yōu)良，可以有效防止磨屑在換向器溝槽中聚集造成短路的現(xiàn)象，適合用于制作換向期電弧較大的微電機的換向器。
文檔編號C22C5/08GK102392153SQ201110371799
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者徐永紅, 章應(yīng) 申請人:重慶川儀自動化股份有限公司