一種低成本性能好的金屬石墨電刷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電刷材料，具體涉及一種低成本性能好的金屬石墨電刷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電刷是與運動件作滑動接觸而形成電連接的一種導電部件。電刷是用于換向器或滑環(huán)上，作為導入導出電流的滑動接觸體。它的導電，導熱以及潤滑性能良好，并具有一定的機械強度和換向性火花的本能。幾乎所有的直流電機以及換向式電機都使用電刷，它是電機的重要組成部件。國產(chǎn)電機用電刷產(chǎn)品與先進發(fā)達國家同行業(yè)廠家產(chǎn)品相比，存在著產(chǎn)品檔次低、使用壽命短、運行時產(chǎn)生火花大、容易拉傷滑環(huán)、潤滑性能差、不能互換等缺陷。我國的金屬材料與無機非金屬材料的復合材料應用領(lǐng)域目前還停留在最低水平，有些產(chǎn)品的工藝甚至于還保留著百分之百的套用，這種電刷材料已經(jīng)遠遠滿足不了現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。
[0003]目前，國內(nèi)CM9電刷均全部進口，我省的幾家大型企業(yè)每年要從國外進口電刷約二千萬余元，進口電刷交貨期長，價格高，維護不便，出現(xiàn)問題不能及時交貨，嚴重的話會造成企業(yè)停產(chǎn)，損失巨大，針對這一現(xiàn)象，本發(fā)明者通過多次實驗和經(jīng)驗的積累改進了國產(chǎn)電刷的結(jié)構(gòu)性能，提高了材料的強度和均勻性、不掉粉，增加材料的耐磨性、減少材料的磨損量，提高材料的綜合性能，填補了國內(nèi)電刷的空白，替代進口，具有很高的社會效益和經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低成本性能好的金屬石墨電刷及其制備方法。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種低成本性能好的金屬石墨電刷，由下列重量份的原料制成:鱗片石墨40-60、瀝青18-28、二硫化鎢20-30、鐵粉3-5、碳化硅12-15、氧化鈹7_9、銅鈦合金粉6_9、油酸適量；本發(fā)明所述一種低成本性能好的金屬石墨電刷，由以下具體步驟制成:
(1)將瀝青加熱至熔融，加入鐵粉混合攪拌均勻，冷卻后即得改性瀝青備用；
(2)將改性瀝青用四氯化碳溶解得到瀝青含量為2%的溶液，取30-40%改性瀝青溶液和銅鈦合金粉混合攪拌均勻，再和二硫化鎢混合攪拌均勻，加到烘箱中去除溶劑后備用；
(3)將步驟(2)所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料機中機械攪拌3-4小時，再加入剩余的改性瀝青溶液攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶劑，再過140目篩，在400-600° C下真空燒結(jié)200分鐘，自然降溫至室溫備用；
(4)將步驟(3)的坯料粉碎過200目篩后置入裝有油酸的容器中，浸漬2-4小時后，固液分離，將固體在25-30MPa下保壓5分鐘壓制成型，并利用氮氣作為保護氣體，在800-1000° C下燒結(jié)1-2小時即可。
[0006]本發(fā)明所述銅鈦合金粉中鈦的含量為18-20%。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明在瀝青中添加鐵粉進行改性改善了粘結(jié)性并增強了電機材料的導電性，降低電刷電火花放電引起的磨損，添加的活性劑油酸對坯件浸漬處理，激活了石墨分子層邊緣的活性分子，使其與石墨能形成很好的化學吸附作用，促進電刷形成氧化膜，提高電刷耐磨和均勻性，還能降低壓制壓力，改善生坯的密度均勻性，添加的二硫化鎢通過銅鈦合金粉改性，使摩擦系數(shù)降低達到最大值，有效的提高了潤滑性能和耐磨性，并且能夠增導電的特性，添加的碳化硅增強了電刷的硬度，提高耐磨性，添加的氧化鈹減少了電刷材料的氧化和磨損率，保證接觸電阻小，從而減小火花，本發(fā)明的電刷導電性、耐磨性優(yōu)良，解決了電刷易發(fā)熱、掉粉、產(chǎn)生火花的現(xiàn)象，大大提高了材料的性能，延長了使用壽命O
【具體實施方式】
[0008]下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0009]一種低成本性能好的金屬石墨電刷，由下列重量份(公斤)的原料制成:鱗片石墨58、瀝青23、二硫化鎢24、鐵粉4、碳化硅12、氧化鈹8、銅鈦合金粉8、油酸適量；
本發(fā)明所述一種低成本性能好的金屬石墨電刷，由以下具體步驟制成:
(1)將瀝青加熱至熔融，加入鐵粉混合攪拌均勻，冷卻后即得改性瀝青備用；
(2)將改性瀝青用四氯化碳溶解得到瀝青含量為2%的溶液，取30%改性瀝青溶液和銅鈦合金粉混合攪拌均勻，再和二硫化鎢混合攪拌均勻，加到烘箱中去除溶劑后備用；
(3)將步驟(2)所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料機中機械攪拌3小時，再加入剩余的改性瀝青溶液攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶劑，再過140目篩，在500° C下真空燒結(jié)200分鐘，自然降溫至室溫備用；
(4)將步驟(3)的坯料粉碎過200目篩后置入裝有油酸的容器中，浸漬3小時后，固液分離，將固體在27MPa下保壓5分鐘壓制成型，并利用氮氣作為保護氣體，在1000° C下燒結(jié)2小時即可。
[0010]本發(fā)明所述銅鈦合金粉中鈦的含量為20%。
[0011]按照實施例制備的金屬石墨電刷材料性能指標如下:
電阻率(μ Ωπι):3.8 ；
洛氏硬度(10/588N):85 ；
磨損值(50小時，mm):0.14 ；
摩擦系數(shù)(50小時):0.17 ；
接觸電壓降(50小時，V):1.2±40%。
【主權(quán)項】
1.一種低成本性能好的金屬石墨電刷，其特征在于，由以下重量份的原料制成:鱗片石墨40-60、瀝青18-28、二硫化鎢20-30、鐵粉3_5、碳化硅12-15、氧化鈹7_9、銅鈦合金粉6-9、油酸適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低成本性能好的金屬石墨電刷，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將瀝青加熱至熔融，加入鐵粉混合攪拌均勻，冷卻后即得改性瀝青備用； (2)將改性瀝青用四氯化碳溶解得到瀝青含量為2%的溶液，取30-40%改性瀝青溶液和銅鈦合金粉混合攪拌均勻，再和二硫化鎢混合攪拌均勻，加到烘箱中去除溶劑后備用； (3)將步驟(2)所得的物料粉碎后和其余剩余的物料混合，在混料機中機械攪拌3-4小時，再加入剩余的改性瀝青溶液攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中干燥除去溶劑，再過140目篩，在400-600° C下真空燒結(jié)200分鐘，自然降溫至室溫備用； (4)將步驟(3)的坯料粉碎過200目篩后置入裝有油酸的容器中，浸漬2-4小時后，固液分離，將固體在25-30MPa下保壓5分鐘壓制成型，并利用氮氣作為保護氣體，在800-1000° C下燒結(jié)1-2小時即可。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述一種低成本性能好的金屬石墨電刷，其特征在于，所述銅鈦合金粉中鈦的含量為18-20%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低成本性能好的金屬石墨電刷，其特征在于，由以下重量份的原料制成鱗片石墨40-60、瀝青18-28、二硫化鎢20-30、鐵粉3-5、碳化硅12-15、氧化鈹7-9、銅鈦合金粉6-9、油酸適量；本發(fā)明添加的碳化硅增強了電刷的硬度，提高耐磨性，添加的氧化鈹減少了電刷材料的氧化和磨損率，保證接觸電阻小，從而減小火花，添加的銅鈦合金粉具有細化晶粒，提高致密性和導電性的作用，本發(fā)明的電刷導電性、耐磨性優(yōu)良，解決了電刷易發(fā)熱、掉粉、產(chǎn)生火花的現(xiàn)象，大大提高了材料的性能，延長了使用壽命。
【IPC分類】H01R39/22, H01R43/12
【公開號】CN104882759
【申請?zhí)枴緾N201510248059
【發(fā)明人】楊波
【申請人】安徽天宇機電有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月15日