[发明专利]一种掺混立方氮化硼的高硬度高耐磨电机碳刷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳刷材料领域，具体涉及一种掺混立方氮化硼的高硬度高耐磨电机碳刷材料及其制备方法。

背景技术

碳刷是一类导电滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用，它是电动机、发动机或者其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量和信号的装置，其组成材质主要由石墨、树脂胶黏剂以及其他助剂，然后经过烧结成型制成。碳刷在使用过程中与转子、定子摩擦接触，在接触面会产生磨损，如果不提高碳刷的耐磨损性能，必将严重影响到整个设备的使用性能和使用寿命，因此，研发具有高耐磨损性、高导电性的碳刷材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种掺混立方氮化硼的高硬度高耐磨电机碳刷材料及其制备方法，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种掺混立方氮化硼的高硬度高耐磨电机碳刷材料，其特征在于，该碳刷材料由以下重量份的原料制成：液体聚硫橡胶5-6、氧化镧0.001-0.002、纳米氧化铝3-4、硬脂酸锌0.1-0.2、立方氮化硼微粉0.2-0.3、硅微粉3-4、铜粉3-5、液体松香树脂5-6、浓度为45-50％的环氧树脂溶液30-35、导电炭黑6-8、环烷油10-12、硅烷偶联剂1-2。

所述的一种掺混立方氮化硼的高硬度高耐磨电机碳刷材料的制备方法为：

(1)先将硅微粉与液体聚硫橡胶、液体松香树脂、环氧树脂溶液搅拌混合均匀，制成复合浆料1备用；

(2)将纳米氧化铝、立方氮化硼微粉、导电炭黑与硅烷偶联剂、环烷油混合搅拌均匀，得复合浆料2备用；

(3)将前面制备的复合浆料1、复合浆料2与其它剩余物料混合，投入混合机中混合均匀后，加热至60-80℃，保温40-50min，随后继续搅拌40-50min后出料，待物料冷却至室温后投入粉碎机中回流粉碎，所得粉体过100目筛，再将所得微粉带线压制成型，成型后的产品送入氮气氛烧结炉中烧结，烧结结束后经冷却、电焊、包装即得成品。

所述的烧结条件为：烧结温度：400-450℃；烧结时间8-10h。

有益效果：本发明利用高纯导电石墨和导电炭黑作为基料，具有优良的导电性，并以液体聚硫橡胶液体松香树脂和环氧树脂溶液作为复合胶黏剂，这种胶黏剂韧性好，与导电基料具有良好的相容性和粘接能力，成型速度快，其中掺混的立方氮化硼微粉有效的提升了碳刷材料的硬度和耐磨性能，而加入的纳米氧化铝、氧化镧有助烧结的功效，烧结后的材料结构致密，光洁度高，本发明制备得到的碳刷转向性能优良，火花小，噪音低，更为高效耐用。

具体实施方式

实施例

本实施例的碳刷材料由以下重量份的原料制成：液体聚硫橡胶5、氧化镧0.001、纳米氧化铝3.5、硬脂酸锌0.1、立方氮化硼微粉0.2、硅微粉3.5、铜粉4、液体松香树脂5、浓度为50％的环氧树脂溶液32、导电炭黑6、环烷油12、硅烷偶联剂1.2。

其制备方法为：

(1)先将硅微粉与液体聚硫橡胶、液体松香树脂、环氧树脂溶液搅拌混合均匀，制成复合浆料1备用；

(2)将纳米氧化铝、立方氮化硼微粉、导电炭黑与硅烷偶联剂、环烷油混合搅拌均匀，得复合浆料2备用；

(3)将前面制备的复合浆料1、复合浆料2与其它剩余物料混合，投入混合机中混合均匀后，加热至60-80℃，保温50min，随后继续搅拌40min后出料，待物料冷却至室温后投入粉碎机中回流粉碎，所得粉体过100目筛，再将所得微粉带线压制成型，成型后的产品送入氮气氛烧结炉中烧结，烧结结束后经冷却、电焊、包装即得成品。

其中烧结条件为：烧结温度：450℃；烧结时间8h。

本实施例制得的碳刷性能测试结果如下：

检测项目检测值尺寸5mm*5mm*20mm

肖氏硬度19磨耗量mm/100H0.40滑动噪音(dB)≤45使用寿命(H)≥1358火花状况稳定电阻率μΩ.m348