[發(fā)明專利]一種電機(jī)碳刷復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910740298.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN110518425B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇華宇碳素有限公司
• 主分類號(hào): H01R39/26
• 分類號(hào): H01R39/26;H01R39/20;H01R43/12;C23C18/40
• 代理公司: 北京鼎德寶專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11823
• 代理人: 牟炳彥

本發(fā)明公開了一種電機(jī)碳刷復(fù)合材料及其制備方法，包括氟化石墨40?60份、鍍銅石墨粉20?30份、二硫化鉬0?9份、軟質(zhì)炭黑粉8?16份、粘結(jié)劑20?25份，其中，所述鍍銅石墨粉通過將天然鱗片石墨研磨，浸泡98%濃硫酸1小時(shí)，蒸餾水沖洗，采用SnCl₂溶液敏化石墨粉，然后將處理后的石墨粉在80℃下干燥15小時(shí)后取出進(jìn)行施鍍后制得，經(jīng)過本發(fā)明改良后的碳刷，可以保證在一般工作條件下正常工作，也可以保證在高溫高速的工作條件下，即工作溫度90~120℃范圍內(nèi)的正常工作，滿足高溫工作條件下可以形成均勻可靠的氧化膜，同時(shí)保證碳刷在高溫工作下的耐磨性、成型后碳刷的電阻率的均勻性以及良好的導(dǎo)電性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于碳刷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電機(jī)碳刷復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

碳刷也叫電刷，作為一種滑動(dòng)接觸件，在許多電氣設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。碳刷是電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)或其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械的固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間傳遞能量或信號(hào)的裝置，它一般是純碳加凝固劑制成，外型一般是方塊，卡在金屬支架上，里面有彈簧把它緊壓在轉(zhuǎn)軸上，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，將電能通過換相器輸送給線圈，由于其主要成分是碳，稱為碳刷，它是易磨損的。應(yīng)定期維護(hù)更換，并清理積碳。

電機(jī)采用碳刷而不采用金屬作為滑動(dòng)導(dǎo)電體，其主要原因在于碳具有導(dǎo)電性、耐磨性和潤(rùn)滑性。其潤(rùn)滑性主要是由電機(jī)碳刷在換向器滑動(dòng)所產(chǎn)生的一層均勻氧化膜，既能保證滑動(dòng)的流暢，還可以保障電刷導(dǎo)電性良好。而現(xiàn)有情況下氧化膜形成最佳溫度為70℃左右，而在電機(jī)在高溫高速情況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，碳刷溫度會(huì)超過100℃，甚至達(dá)到150℃左右。這樣會(huì)徹底破壞氧化膜，導(dǎo)致摩擦系數(shù)增高，碳刷溫度升高，導(dǎo)電率下降，產(chǎn)生電火花，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行。

為改善碳刷的導(dǎo)電性能，多采用增加金屬元素?zé)Y(jié)壓制成型。這樣的金屬石墨材質(zhì)的碳刷，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)存在電阻分散不均勻的問題。石墨粉與金屬粉末在顆粒大小，密度等方面均有差異，導(dǎo)致無論采用何種攪拌方法及融合工藝，均不能徹底將二者均勻混合。現(xiàn)有工藝采用碳粉與金屬粉末混合燒結(jié)后壓制的工藝，無法保證粉末混合均勻，因此難免會(huì)導(dǎo)致碳刷密度不均勻，導(dǎo)致電阻分散不均勻，因此導(dǎo)致同一電機(jī)內(nèi)安裝的多個(gè)碳刷電阻值有很大差別，引起打火。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電機(jī)碳刷復(fù)合材料及其制備方法，能夠在高溫工作條件下可以形成均勻可靠的氧化膜，同時(shí)能夠保證碳刷在高溫工作下的耐磨性、成型后碳刷的電阻率的均勻性以及良好的導(dǎo)電性。

具體技術(shù)方案如下：

一種電機(jī)碳刷復(fù)合材料，包括以下原料：氟化石墨40-60份、鍍銅石墨粉20-30份、二硫化鉬0-10份、軟質(zhì)炭黑粉4-16份、粘結(jié)劑20-25份，其中，所述鍍銅石墨粉通過將天然鱗片石墨研磨，浸泡98%濃硫酸1小時(shí)，蒸餾水沖洗，采用SnCl₂溶液敏化石墨粉，然后將處理后的石墨粉在80℃下干燥15小時(shí)后取出進(jìn)行施鍍后制得。

優(yōu)選的，包括以下步驟：將氟化鉀粉末置入煅燒爐中，290-310℃煅燒3小時(shí)，然后置入電解池中，加入1%氟化鋰，將電解制得的氟氣通過冷卻阱和90-110℃的粉粒狀氟化鈉過濾層；將天然鱗片石墨研磨，浸油后提純，置入反應(yīng)爐后通入氟氣，控制爐溫400-500℃，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，可得氟化石墨；將制備好的氟化石墨、鍍銅石墨粉、粘結(jié)劑及其他原料拌合均勻后磨制成混合料，將混合料于800℃下進(jìn)行燒結(jié)30min，在180MPa的壓力下壓制成型，通過氮-氫冷卻氣，在真空下浸油后制成。

優(yōu)選的，將處理后的石墨粉進(jìn)行施鍍時(shí)，鍍液的配法如下：15g/L CuSO₄·5H₂O；35ml/L HCHO；25g/L Na₂EDTA；14g/L C₄H₄KNa·4H₂O；10 ml/L穩(wěn)定劑。

優(yōu)選的，對(duì)石墨粉進(jìn)行施鍍時(shí)的溫度為60℃，攪拌方式為電磁攪拌，攪拌速度為600r/min，施鍍10min。