[发明专利]一种耐腐蚀耐磨损的碳刷制品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐腐蚀耐磨损的碳刷制品及其制备方法，配方包括：铜包石墨复合粉、铜包二硼化钛复合粉、碳粉、粘结剂、钨粉、二硫化钨、二硫化钼、碳纳米管、磺化碳纳米管和碳纤维，制备方法包括：步骤一，准备原料；步骤二，原料混合；步骤三，压制成型；步骤四，高温烧结；步骤五，机加工；所述步骤三中，铜件在压坯中的埋入长度为压坯厚度的1/5至1/4之间；本发明通过改进碳刷的配方，提高了碳刷的整体强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，降低了摩擦系数，使得电刷更为耐磨；本发明通过采用研磨分散结合超声波分散工艺处理原料，使原料混合更均匀，同时，通过采用预埋铜件技术，可以减少生产成本，提高碳刷的质量。

技术领域

本发明涉及碳刷技术领域，具体为一种耐腐蚀耐磨损的碳刷制品及其制备方法。

背景技术

碳刷也叫电刷，作为一种滑动接触件，常用作电动机、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；现有的碳刷主要是以石墨粉为主要原料压制烧结而成，抗折强度和抗压强度一般，摩擦系数较大，容易磨损，导致使用寿命短，需要定期更换；现有的碳刷配方大多采用铜粉和石墨粉混合，存在原料混合不够均匀的问题，这会导致碳刷的整体性能下降；现有的碳刷制备工艺需要在碳刷上开设导线孔栽植导线，使用填充材料填塞后再进行密封，工序繁琐，提高了成本，且导线与碳刷间的接触电阻会在机械振动和过电流冲击负荷工作情况下增大而产生的局部过热，进而引起连接失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀耐磨损的碳刷制品及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐腐蚀耐磨损的碳刷制品，配方包括：铜包石墨复合粉、铜包二硼化钛复合粉、碳粉、粘结剂、钨粉、二硫化钨、二硫化钼、碳纳米管、磺化碳纳米管和碳纤维，各组分的质量百分比含量分别是：40-60％的铜包石墨复合粉、14-26％的铜包二硼化钛复合粉、4-10％的碳粉、5-9％的粘结剂、3-5％的钨粉、4-6％的二硫化钨、3-5％的二硫化钼、1-3％的碳纳米管、0.5-2％的磺化碳纳米管和0.5-1％的碳纤维。

优选的，所述各组分的质量百分比含量分别是：50％的铜包石墨复合粉、20％的铜包二硼化钛复合粉、7％的碳粉、7％的粘结剂、4％的钨粉、4.5％的二硫化钨、4％的二硫化钼、2％的碳纳米管、1％的磺化碳纳米管和0.5％的碳纤维。

优选的，所述粘结剂为环氧树脂。

一种耐腐蚀耐磨损的碳刷制品的制备方法，包括步骤一，准备原料；步骤二，原料混合；步骤三，压制成型；步骤四，高温烧结；步骤五，机加工；

其中上述步骤一中，以各组分的质量百分比之和为1计，按照配方称取原料；

其中上述步骤二中，首先将步骤一中所称取的原料投入研磨机中研磨分散，然后转入超声波分散机中进行超声波分散，分散均匀后得到混合物，备用；

其中上述步骤三中，将步骤二中所获得的混合物填充进压制模具中，并埋入铜件，随即压制成型，脱模后得到压坯；

其中上述步骤四中，将步骤三中所制备的压坯转移至烧结炉中，于氮气气氛中高温烧结，得到半成品碳刷；

其中上述步骤五中，将步骤四中所制备的半成品碳刷使用加工设备进行研磨和切削处理，接入导线后，得到成品碳刷。

优选的，所述步骤二中，研磨分散速度为700-900r/min，时间为20-30min，超声波分散的频率为15-20kHz，时间为20-30min。

优选的，所述步骤三中，铜件在压坯中的埋入长度为压坯厚度的1/5至1/4之间。

优选的，所述压坯内的铜件表面经过粗糙处理，或是设置有凸起或凹槽结构，使其能与压坯牢固结合。

优选的，所述步骤三中，压制压力为50-80MPa，保压时间为15-20min。