CN1874080A - 碳纤维石墨银基复合材料电刷 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电接触材料，即电刷。所要解决的问题是：提供一种导电、强度和耐磨性最佳配合的碳纤维石墨银基复合材料电刷。特点是：该电刷原料包括银粉、铜粉、石墨和镀铜碳纤维。本发明与国产同牌号产品比较，摩擦磨损性能显著提高，使用寿命提高2－3倍；本发明由于通过控制压力及压制时间，达到控制碳纤维倒伏方向，从而降低了电刷的电阻率，提高了载流密度，提高了该复合材料电学(电阻率0.06－0.09μΩ·m)和力学性能；并使集电环表面氧化膜，厚度适中、稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种电接触材料，具体地说是电刷。
背景技术
电刷是一种电工材料，也是电接触材料。它作为重要的功能部件，担负汇流环(集电环)及换向器中的运动部件与固定部件之间电流及信号传输，要求电刷材料具有好的导电性、导热、耐磨性以及一定的强度要求。
电刷作为电机换向器中部件在传统上对其性能要求比较单一，但随着电刷应用领域的不断扩大，特别是用于航天航空器、运载火箭以及信号监控***上的电刷，具有工作环境恶劣、维护维修困难、性能要求高和使用寿命要求长的特点，传统的银(铜)-石墨的导电、强度和耐磨性已经难以满足使用性能要求。
现有的电刷制造是，将银粉或铜粉与石墨按比例混合均匀，加入有机粘结剂，经混合、压制、烧结成型后机加工制成。
发明内容
本发明的目的是：提供一种导电、强度和耐磨性最佳配合的碳纤维石墨银基复合材料电刷。
具体的技术解决方案是：
碳纤维石墨银基复合材料电刷，由银粉、铜粉和石墨按比例混合均匀，压制成型后，烧结制成，其包括下列重量份的原料：
400目含银量为99.99％的银粉 60-90
400目含铜量为99.99％的铜粉 10-30
320目含碳量大于99.85％的石墨 5-15
镀铜碳纤维 1-3
所述镀铜碳纤维为碳纤维外表层为铜材料层。
将上述原料混合均匀，在压力200-300Mpa、时间12-20秒条件下压制成型。
所述镀铜碳纤维的长度为0.1-1mm，平均直径7-8μm，镀铜厚度为0.5-2μm。
本发明与现有技术相比具有的创新点：
1)针对航天、航空领域中电刷要求电阻系数小、传递信息量大、信号传输稳定、耐磨性能好的特点，对电刷材料的组织结构和性能了进行，使碳纤维-银基复合材料电刷成功应用于航天航空领域测控***
2)利用碳纤维晶体结构特点和在电摩擦磨损过程中独特作用，将碳纤维加入复合材料电刷中，为提高电刷综合性能在技术上提供了可靠的保障，同时为雷达、控制微电机的设备结构优化提供了可能，与国产同牌号比较，摩擦磨损性能显著提高，使用寿命提高2-3倍。
3)通过碳增强体的表面改性，改善碳纤维和石墨在银基体的分布均匀性，控制碳纤维和石墨加入量、并选择了最佳压制、烧结工艺，控制材料密度等过程，在组织上获得了碳纤维和石墨均匀分别的金属三维网络结构，显著提高了该复合材料电学和力学性能。
4)本发明由于通过控制压力及压制时间，即在压力200-300Mpa、时间12-20秒条件下压制成型，可达到控制碳纤维倒伏方向，从而降低了电刷的电阻率，电阻率为0.06-0.09μΩ.m，提高了载流密度，并使集电环表面氧化膜，厚度适中、稳定。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。
实施例1：
碳纤维石墨银基复合材料电刷包括下列重量份的原料：
400目含银量为99.99％的银粉 60-90
400目含铜量为99.99％的铜粉 10-30
320目含碳量大于99.85％的石墨 5-15
表面镀铜碳纤维 1-3
将上述原料混合均匀，按常规加入有机粘结剂，在压力200-300Mpa、时间12-20秒条件下压制成型，再经烧结、机加工得电刷产品。
镀铜碳纤维为碳纤维外表层为镀铜材料层。表面镀铜碳纤维的长度为0.1mm，平均直径7μm，镀铜厚度为0.5μm。
实施例2：
碳纤维石墨银基复合材料电刷包括下列重量份的原料：
400目含银量为99.99％的银粉 90
400目含铜量为99.99％的铜粉 30
320目含碳量大于99.85％的石墨 15
表面镀铜碳纤维 3
表面镀铜碳纤维的长度为0.45mm，平均直径7.5μm，镀铜厚度为0.75μm。
其它同实施例1。
实施例3：
碳纤维石墨银基复合材料电刷包括下列重量份的原料：
400目含银量为99.99％的银粉 75
400目含铜量为99.99％的铜粉 20
320目含碳量大于99.85％的石墨 8
表面镀铜碳纤维 2
表面镀铜碳纤维的长度为1mm，平均直径8μm，镀铜厚度为2μm。
其它同实施例1。
Claims (2)
1、碳纤维石墨银基复合材料电刷，由银粉、铜粉和石墨按比例混合均匀，压制成型后，烧结制成，其特征在于：
包括下列重量份的原料
400目含银量为99.99％的银粉 60-90
400目含铜量为99.99％的铜粉 10-30
320目含碳量大于99.85％的石墨 5-15
镀铜碳纤维 1-3
所述镀铜碳纤维为碳纤维外表层为铜材料层。
将上述原料混合均匀，在压力200-300Mpa、时间12-20秒条件下压制成型。
2、根据权利要求1所述的碳纤维石墨银基复合材料电刷，其特征在于：所述镀铜碳纤维的长度为0.1-1mm，平均直径7-8μm，镀铜厚度为0.5-2μm。
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