[发明专利]一种电机用电刷的制备方法及所获得的电刷

说明书

本发明实施例公开了一种电机用电刷的制备方法，所述方法包括采用微膨胀石墨粉制备电刷坯体的步骤，其中所述微膨胀石墨粉为通过对鳞片石墨进行膨化处理获得，且膨胀倍数在1‑5倍之间。其中采用浸渍混捏法制备可塑性微膨胀石墨。通过该方法制备的电刷润滑性能好，产品结构强度高，从而大大提高了电刷以及电机的寿命。本发明还提供了通过所述制备方法获得的电刷。

技术领域

本发明涉及电机制备技术领域，具体涉及一种电机用电刷的制备方法及所获得的电刷。

背景技术

目前，随着电机尤其是很多微型电机设计的轻量化、高功率化、长寿命化的趋势，电机对电刷的性能要求越来越高。电刷作为电机的一个核心零部件，起到导入导出电流和换向的作用，其性能的好坏直接决定电机的寿命。在电机工作过程中，电刷与换相器接触并高速旋转，在将电能通过换相器输送给线圈的同时，作为滑动接触和导电体会产生机械磨损和电气磨损，这是影响电刷寿命的主要原因。要降低磨损延长使用寿命，就需要制备产品结构强度和电气性能高的电刷。

目前电刷制备的主要原材料是鳞片石墨，其能提供良好的润滑性和导电性能，但是常规鳞片石墨不能够直接压制成型，所以在电刷成型制备中，需要对鳞片石墨表面涂覆施加粘结剂，粘结剂通常包括沥青和各种酚醛树脂，涂覆粘结剂的方法是使用双Z型混捏机，将树脂使用无水乙醇溶解直接加入到混捏锅中，进行搅拌混捏。涂覆的粘结剂和鳞片石墨的结合力只有机械结合力，该结合力和鳞片石墨表面的形貌关系很大。常规的鳞片石墨是很完整的鳞片状，表面光滑，因此粘结剂涂覆的结合力小，制备出的电刷在使用过程中磨损时颗粒间的抗剥离能力就很弱。

作为一种新型功能性碳素材料，膨胀石墨(Expanded Graphite，EG)是由鳞片石墨经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。EG除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性等特性。

目前，常规的膨胀石墨，膨胀倍数在100-500倍，这种石墨充分地把石墨层片间的间距撑大，孔隙非常发达，同时石墨颗粒的尺寸也很大，因而不适合直接用来加粘结剂制备电刷。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种电机用电刷的制备方法，通过该方法制备的电刷润滑性能好，产品结构强度高，从而大大提高了电刷以及电机的寿命。本发明还提供了通过所述制备方法获得的电刷。

为实现上述目的，本发明实施例的一个方面提供一种电机用电刷的制备方法，所述方法包括采用微膨胀石墨粉制备电刷坯体的步骤，其中所述微膨胀石墨粉为通过对鳞片石墨进行膨化处理获得，且膨胀倍数在1-5倍之间。所述膨化处理可采用插层法进行。

进一步的，所述微膨胀石墨粉的膨胀倍数在2-3倍之间。

在一个实施方案中，所述制备方法包括下列步骤：

1)制备微膨胀石墨粉；2)制备可塑性微膨胀石墨粉；3)制备电刷压粉；4)制备电刷坯体；5)对电刷坯体进行热处理；以及6)按尺寸进行加工获得电刷。

进一步的，步骤1)具体包括下列步骤：

1.1)将粒度为270-325目的鳞片石墨粉加入98％的浓硫酸中，鳞片石墨粉与浓硫酸的质量比为(0.8-1.2):3，搅拌1-5分钟；

1.2)再加入35％浓度的双氧水，双氧水加入量为鳞片石墨粉质量的5％-10％，再搅拌1-5分钟；

1.3)水洗至溶液为中性，过滤，然后在105℃进行烘干处理，至料粉水分含量小于1％；

1.4)将马弗炉升温至900℃，然后将烘干的膨化石墨粉放入炉膛中，充分膨化2-5秒，取出后冷却得到所述微膨胀石墨粉。

作为一个优选实施方案，步骤1.1)中鳞片石墨的粒度为300目；鳞片石墨粉与浓硫酸的质量比为1:3，搅拌2-4分钟。