專(zhuān)利名稱：：鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷及其制造方法。現(xiàn)有技術(shù)中的金屬石墨質(zhì)電刷主要有兩種一種為銅石墨質(zhì)電刷，由銅粉和石墨粉經(jīng)混合、壓型、燒結(jié)制成。另一種為銅錫石墨質(zhì)電刷，即在銅石墨質(zhì)電刷中加入適量的錫以提高電刷的強(qiáng)度。金屬石墨質(zhì)電刷易于混合、壓型，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，但載流密度小，接觸性能差，無(wú)法滿足低電壓、高電流密度場(chǎng)合使用的要求。日本專(zhuān)利平2-290143《(電機(jī)電刷》中公開(kāi)了一種由石墨質(zhì)基體和1％-50％(wt)的長(zhǎng)度為0.01mm-10mm的短切金屬鍍覆碳纖維，經(jīng)混合、壓型、燒結(jié)制成的復(fù)合電刷。其金屬鍍覆碳纖維可以為鍍金碳纖維、鍍銅碳纖維或鍍銀碳纖維。該電刷耐磨損，滑動(dòng)接觸性好，載流密度高。所存在的不足之處在于由于電刷中金屬鍍覆碳纖維含量過(guò)高，造成加工過(guò)程中混均、成型困難，易使對(duì)磨副產(chǎn)生條痕，而且造價(jià)高。本發(fā)明的目的是提供一種適于在低電壓、高電流密度場(chǎng)合使用，易于加工制造，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷及其制造方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。一種鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷，具有金屬石墨質(zhì)基體。該電刷是在金屬石墨質(zhì)基體中外加入0.05-0.8％(重量)的長(zhǎng)度為0.3-6mm的短切鍍銅碳纖維，經(jīng)混合、加壓成型并燒結(jié)成的。短切鍍銅碳纖維為高模量鍍銅碳纖維，其平均線徑為6-12μm、鍍層厚度為0.1-5μm。金屬石墨質(zhì)基體為銅錫石墨質(zhì)基體，成分范圍為(重量)銅含量≥99.5％的銅粉76-86％、錫含量≥99.5％的錫粉2-5％、含碳量≥94％的石墨粉10-20％。這種鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷的制造方法是在金屬石墨質(zhì)基體中外加入0.05-0.8％(重量)的長(zhǎng)度為0.3-6mm的短切鍍銅碳纖維作為原料，將原料混合均勻，在196-392MPa下壓制成型后，在非氧化性氣氛中燒結(jié)，最終燒成溫度為890-960℃。原料中的短切鍍銅碳纖維為高模量鍍銅碳纖維，其平均線徑為6-12μm、鍍層厚度為0.1-5μm。原料中的金屬石墨質(zhì)基體為銅錫石墨質(zhì)基體，其組成為(重量)-200目銅含量≥99.5％的銅粉76-86％-200目錫含量≥99.5％的錫粉2-5％-325目含碳量≥94％的石墨粉10-20％。本發(fā)明由于在現(xiàn)有金屬石墨質(zhì)基體中引進(jìn)了短切鍍銅碳纖維，降低了電刷的電阻率，從而提高了載流密度，易使集電器表面的氧化膜達(dá)到平衡狀態(tài)。經(jīng)試驗(yàn)表明短切鍍銅碳纖維的外加入含量以在0.05～0.8％(重量)之間為好。低于0.05％時(shí)，電刷載流密度的提高極為有限。而高于0.8％時(shí)則造成成型困難，磨擦系數(shù)增大，易使對(duì)磨副造成″條紋″，另外也增加了制造成本。短切鍍銅碳纖維的長(zhǎng)度在短于0.3mm時(shí)，會(huì)降低作用效果，而長(zhǎng)于6mm時(shí)，則易結(jié)團(tuán)，造成分布不均，而導(dǎo)致材質(zhì)缺陷。電刷的導(dǎo)電性隨鍍銅碳纖維鍍銅層厚度的增加而增加，但當(dāng)鍍層厚度大于5μm后，導(dǎo)電性隨其鍍層增加的幅度變得十分緩慢。本發(fā)明鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷的電阻率≤0.3Ωmm2/m，載流密度可達(dá)25～35A/cm2，具有良好的滑動(dòng)接觸性能，完全適合于在低電壓、大電流密度場(chǎng)合使用。另外耐磨損，使用壽命長(zhǎng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比該電刷還具有易于加工制造，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。下面介紹本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例11)配料組成(重量)-200目銅含量≥99.5％的電解銅粉86％，-200目錫含量≥99.5％的錫粉3％，-325目含碳量≥94％的鱗片石墨粉11％，平均線徑為10μm、鍍層厚度為0.5μm、長(zhǎng)度為0.3～6mm的短切高模量鍍銅碳纖維(外加)0.05％。2)工藝過(guò)程將上述配料混合均勻，在392MPa下壓制成型，在非氧化氣氛中燒結(jié)，最終燒成溫度為890℃。采用上述方法制成的電刷的理化性能見(jiàn)附表1。實(shí)施例21)配料組成(重量)-200目銅含量≥99.5％的電解銅粉83％-200目錫含量≥99.5％的錫粉3％-325目含碳量≥94％的鱗片石墨粉14％。平均線徑為10μm、鍍層厚度為0.5μm、長(zhǎng)度為0.3～6mm的短切高模量鍍銅碳纖維(外加)0.1％。2)工藝過(guò)程將上述配料混合均勻，在294MPa下壓制成型，在非氧化性氣氛中燒結(jié)，最終燒成溫度為940℃。采用上述方法制成的電刷的理化性能見(jiàn)附表1。實(shí)施例31)配料組成(重量)-200目銅含量為99.5％的電解銅粉76％，-200目錫含量為99.5％的錫粉5％，-325目含碳量為94％的鱗片石墨粉19％。平均線徑為10μm、鍍層厚度為0.5μm、長(zhǎng)度為0.3～6mm的短切高模量鍍銅碳纖維(外加)0.8％。2)工藝過(guò)程將上述配料混合均勻，在200MPa下壓制成型，在非氧化性氣氛中燒結(jié)，最終燒成溫度為960℃。采用上述方法制成的電刷的理化性能見(jiàn)附表1。附表1.鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷理化性能</tables>權(quán)利要求1.一種鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷，具有金屬石墨質(zhì)基體，其特征在于所述電刷是在金屬石墨質(zhì)基體中外加入0.05-0.8％(重量)的長(zhǎng)度為0.3-6mm的短切鍍銅碳纖維，經(jīng)混合、加壓成型并燒結(jié)成的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電刷，其特征在于所述的短切鍍銅碳纖維為高模量鍍銅碳纖維，其平均線徑為6-12μm、鍍層厚度為0.1-5μm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電刷，其特征在于所述的金屬石墨質(zhì)基體為銅錫石墨質(zhì)基體，成分范圍為(重量)銅含量≥99.5％的銅粉76-86％、錫含量≥99.5％的錫粉2-5％、含碳量≥94％的石墨粉10-20％。4.一種如權(quán)利要求1所述的電刷的制造方法，包括混合、加壓成型和燒結(jié)工藝，其特征在于在金屬石墨質(zhì)基體中外加入0.05-0.8％(重量)的長(zhǎng)度為0.3-6mm的短切鍍銅碳纖維作為原料，將原料混合均勻，在196-392MPa下壓制成型后，在非氧化性氣氛中燒結(jié)，最終燒成溫度為890-960℃。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述原料中的短切鍍銅碳纖維為高模量鍍銅碳纖維，其平均線徑為6-12μm、鍍層厚度為0.1-5μm。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的原料中的金屬石墨質(zhì)基體為銅錫石墨質(zhì)基體，其組成為(重量)-200目銅含量≥99.5％的銅粉76-86％-200目錫含量≥99.5％的錫粉2-5％-325目含碳量≥94％的石墨粉10-20％。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種鍍銅碳纖維金屬石墨復(fù)合電刷及其制造方法。該電刷是在金屬石墨質(zhì)基體中外加入0.05～0.8％(重量)的長(zhǎng)度為0.3～6mm的短切鍍銅碳纖維，經(jīng)混合、加壓成型并燒結(jié)成的。由于在現(xiàn)有金屬石墨質(zhì)電刷中引進(jìn)了短切鍍銅碳纖維，降低了電刷的電阻率，電阻率≤0.3Ωmm文檔編號(hào)H01R39/00GK1152809SQ96119820公開(kāi)日1997年6月25日申請(qǐng)日期1996年9月25日優(yōu)先權(quán)日1996年9月25日發(fā)明者高玉田,周慶堂,祝曉明,楊有桂,顧志平,謝偉勇,楊琳申請(qǐng)人:寶山鋼鐵(集團(tuán))公司,上海滬東電碳廠