[发明专利]一种铜基氧化石墨烯碳刷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铜基氧化石墨烯碳刷，该铜基氧化石墨烯碳刷采用铜基氧化石墨烯复合材料制成，所述铜基氧化石墨烯复合材料由重量比为20‑25%的骨料和重量比为75‑80%的粉料组成。有益效果在于：本发明所述的一种铜基氧化石墨烯碳刷不仅具有较好的换向性能和自润滑性，而且对换向器的磨损小，从而有效延长电机的使用寿命，实用性好，此外，上述制备方法对设备要求低、操作简便、制得的碳刷中铜基氧化石墨烯复合材料增强体分散性好。

技术领域

本发明涉及碳刷领域，具体涉及一种铜基氧化石墨烯碳刷及其制备方法。

背景技术

碳刷（Carbon brush）也叫电刷，作为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。碳刷的材质主要有石墨，浸脂石墨，金属（含铜，银）石墨。

碳刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，因此换向性能和自润滑性能较差，对换向器的磨损比较厉害，自身磨损也比较快，因此使用一段时间后便需要更换新的碳刷，而且更换前还需清理积碳。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种铜基氧化石墨烯碳刷及其制备方法，以解决现有技术中传统的碳刷换向性能和自润滑性能差，容易磨损换向器等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现碳刷具有较好的换向性能和自润滑性能，而且对换向器的磨损小，有效延长电机的使用寿命，实用性好等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种铜基氧化石墨烯碳刷，该铜基氧化石墨烯碳刷采用铜基氧化石墨烯复合材料制成，所述铜基氧化石墨烯复合材料由重量比为20-25%的骨料和重量比为75-80%的粉料组成；

所述骨料由重量比为70-75%的电解铜粉和重量比为25-30%的锡粉组成；

所述粉料由重量比为40-50%的氧化石墨烯粉、重量比为25-30%的特种石墨粉和重量比为25-30%的炭黑组成。

作为本案的重要设计，所述炭黑的纯度为95.5%，粒径为-400目。

作为本案的优化设计，所述特种石墨粉的体积密度为1.80g/cm3，电阻率≤8μΩm，抗折强度≥30Mpa，抗压强度≥65Mpa，灰分≤0.30%，粒径为-325目。

作为本案的优化设计，所述氧化石墨烯粉的纯度为99.9%，粒径为-325目。

作为本案的优化设计，所述锡粉的体积密度为7.28g/cm3，纯度为99.5%，粒径为-200目。

作为本案的优化设计，所述电解铜粉的体积密度为8.92×103g/cm3，电阻率为1.694*10-8Ω·m，纯度为99.5%，粒径为-200目。

本发明提供的一种制备前述权利要求中任一项所述的铜基氧化石墨烯碳刷的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备骨料，将电解铜粉和锡粉按重量比配制混匀；

S2：骨料雾化，将S1制备的骨料利用电动力学雾化，其时间为4-10h，冷却速率为105-106K/s，其平均过粒度为过-200目筛；

S3：制备粉料，将氧化石墨烯粉、特种石墨粉和炭黑按重量比配制混匀；

S4：粉料碾磨，将S3制得的粉料利用球磨机进行碾磨，碾磨时间为8-16h，速度为500-700r/min，其平均过粒度为过-325目筛和-400目筛；