[发明专利]一种镀铜石墨粉生产低噪音高性能电刷的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电刷生产技术，具体指一种采用置换镀铜石墨粉生产低噪音高性能电刷的工艺，属于电刷技术领域。

 

背景技术

现代汽车的电气部分有发电机、电瓶、启动机及各种辅助装置用电动机，如雨刷器、通风机和加热器等。随着我国汽车产业的跨越式发展，汽车的大众化和普及，中国汽车顾客群的成熟，人们对作为顾客可直接感受的汽车的NVH性能的要求将越来越高。NVH是指Noise(噪声)，Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度)。噪声、振动直接影响着汽车的舒适性、环保以及可靠性。噪声是汽车有害排放之一，对人是有害的，所以世界各国都制定了严格的汽车噪声限值法规。振动不仅会给乘员带来不舒适的感觉，也会引起汽车零部件的早期失效，对汽车的安全可靠性也会有所影响，当然，主要的影响还是在于乘员舒适性。电动按摩椅作为一种高品质生活保健用品，其功能就是按摩后人的肌肉放松、关节灵活、精神振奋、消除疲劳，取得保健效果。它和汽车一样，降低噪音对提高电动按摩椅的舒适性有着重要的作用。

电机的噪音和振动主要来自于电机的电气滑动接触。电气滑动接触主要用途是保证各种电机、仪表和装置上的相互滑动部件之间能通过电流。在现代技术中电气滑动触点是用作电刷—换向器、电刷—接触环、无轨电车导线—集电弓滑块和其它类似装置上的部件。在这些组合结构部件的装置运行过程中，除传送电流外，还出现一些其它的相互作用。其中最主要的有：摩擦、相互磨损、温度升高和化学反应。电机换向器的偏心以及换向器表面的沟槽会使电刷产生振动，振动的电刷与换向器以及刷握产生摩擦，导致电机运行中的噪音。电刷的噪音、振动以及磨损不仅涉及到接触部件的结构形式，同样也涉及到制造部件用的材料。当改变电刷材料时，其影响程度是最重要的。

我国行业推荐标准《JB/T4003-2001电机用电刷》中把电刷分为四大类：1.石墨电刷；2.电化石墨电刷；3.树脂粘合石墨电刷；4.金属石墨电刷。其中树脂粘合石墨电刷又称高阻电刷，固化后直接使用，电阻率高，不适用于汽车、按摩椅等低电压电机。电化石墨电刷经过石墨化的高温处理过程后，摩擦系数低，耐磨性能好，可用于制造低噪音电刷。 但电化石墨制备低噪音电刷又具备以下几方面的缺点：电刷采用电化石墨毛坯经机械切割、磨平面、钻孔、填线、磨弧面加工而成，工序繁多，消耗大量人力资源；对于小式样电刷，毛坯利用率低于50%，加工浪费多；石墨化毛坯需经过焙烧和石墨化，有的还需要经过多次浸渍和多次焙烧，焙烧和石墨化温度高，时间长，能源消耗大，不利于节能减排；焙烧和石墨化周期长，一般从原料进厂到产品出厂，需要2到3个月的时间，生产周期特别长，市场适应性差。石墨电刷是以天然石墨（或人造石墨）为主要原料，经过焙烧但不经过石墨化，生产周期相对较短，能耗也较低，但其电阻率难以满足电机向小型化、高转速和高功率化方向发展的需求。金属石墨电刷含有铜粉，它的电阻系数在各类电刷中最低，由于铜的密度远高于石墨 (前者8.9x103kg/m3，后者2.2x103kg/m3)，换算成铜在电刷中的体积分数就大大的减少，如果铜粉加入量太少，铜在电刷中就被分隔成孤立的岛状，难以发挥铜优异的导电性能，随铜粉加入量的增多，电刷的滑动特性又变得越来越差，噪音也越来越大，因此采用铜粉和石墨粉经机械混合后，再成型烧结而得的传统的铜石墨电刷也难以满足电机发展的需求。