專利名稱：一種卡車起動電機用碳刷及其制造方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機用碳刷，尤其涉及一種卡車起動電機用碳刷及其制造方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
大功率卡車起動電機工作時轉(zhuǎn)速要求在30000rpm以上，工作電流要求在700A以 上，從而要求電刷能夠承受350A/cm2以上的電流密度，且使用壽命在4萬次以上。傳統(tǒng)的 單層結(jié)構(gòu)碳刷雖然在電流密度上可以滿足使用要求，但由于碳刷中的銅含量太高，電機工 作時，產(chǎn)生的火花較大，因此碳刷的壽命無法滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明正是為了克服上述不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的 卡車起動電機用碳刷，以解決碳刷使用時產(chǎn)生的火花問題，不僅能夠滿足電機工作要求的 電流密度，也能提高碳刷的使用壽命。本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供上述卡車起動電機用碳刷的制造方法。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種卡車起動電機用碳刷，以至少含碳作為碳刷主體的一種成分，所述的碳刷中
含有磷酸。所述磷酸的含量優(yōu)選為1 10質(zhì)量％，進一步優(yōu)選為4 7質(zhì)量％，以干粉總質(zhì)
量為基準。所述的碳刷主體成分為石墨粉、電解銅粉、固體潤滑劑及粘結(jié)劑。所述的碳刷為雙層壓制結(jié)構(gòu)。所述的雙層壓制結(jié)構(gòu)的雙層含銅量不同，其中，高含銅層含銅量> 55%,低含銅層 含銅量< 30%。所述雙層壓制結(jié)構(gòu)采用以下方法制成將石墨粉、粘結(jié)劑、磷酸及溶劑制得一階段 膠質(zhì)粉，將該一階段膠質(zhì)粉、電解銅粉及固體潤滑劑三者進行混合，分別制得壓粉A及壓粉 B,將所述的壓粉A和壓粉B通過兩次加料方式，壓制成雙層結(jié)構(gòu)，該雙層結(jié)構(gòu)的高含銅層和 低含銅層根據(jù)電機的旋轉(zhuǎn)方向確定。所述的石墨粉優(yōu)選碳含量> 99%，粒度彡44.5μπι;電解銅粉優(yōu)選銅含量 彡99. 5%，粒度< 44. 5 μ m，松裝比密度為0. 60-0. 90g/cm3 ；所述的固體潤滑劑優(yōu)選為二硫 化鉬，該二硫化鉬含量> 98. 5%，粒度< 44. 5μπι ；粘結(jié)劑優(yōu)選為熱固性樹脂或其他改性的 熱固性樹脂，如固態(tài)或液態(tài)的酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂。本發(fā)明以石墨粉為含碳物質(zhì)作為主體成分中的一種，同時加入電解銅粉、固體潤 滑劑及粘結(jié)劑作為主體成分，在制備一階段膠質(zhì)粉時加入一定量磷酸，有利于在電機換向 器表面形成均勻的潤滑膜，通過潤滑膜的自潤滑作用，可以提高電刷的使用壽命。當(dāng)磷酸的添加量小于時，電機的換向器表面不容易形成均勻的潤滑膜，碳刷磨損嚴重；當(dāng)磷酸的添加量高于10%的情況時，電機換向器表面形成的潤滑膜太厚，電機功 率下降快，不能滿足使用要求，所以磷酸的含量優(yōu)選為1 10質(zhì)量％，以干粉總質(zhì)量為基 準。另外，本發(fā)明在壓制時通過兩次加料，形成雙層壓制結(jié)構(gòu)，且兩層的銅含量不同 高含銅層，含銅量> 陽％，通過高含銅層的導(dǎo)電性保證碳刷高導(dǎo)電率；低含銅層，含銅量 <30%，可以降低碳刷工作時的火花，通過低含銅層的耐磨性保證碳刷的使用壽命。一種制備本發(fā)明所述卡車起動電機用碳刷的方法包括如下步驟(1)、將石墨粉、粘結(jié)劑和磷酸混合0.5 1小時后，加入20% 30% (以干粉重量 為基數(shù))的溶劑，在90 100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過濾制得一階段膠質(zhì)粉；(2)、將該一階段膠質(zhì)粉、電解銅粉及固體潤滑劑三者在常溫下進行混合0. 5 1 小時，分別制得壓粉A及壓粉B ；(3)、將所述的壓粉A和壓粉B通過兩次加料方式，在3_4MPa的單位壓力下壓制成 雙層結(jié)構(gòu)，該雙層結(jié)構(gòu)的高含銅層和低含銅層根據(jù)電機的旋轉(zhuǎn)方向確定；(4)、經(jīng)過600_750°C高溫?zé)崽幚砑庸ず笾频卯a(chǎn)品。所述磷酸的加入量優(yōu)選為1 10質(zhì)量％，以干粉總質(zhì)量為基準；所述石墨粉優(yōu)選 碳含量> 99 %，粒度< 44. 5 μ m ；電解銅粉優(yōu)選銅含量> 99.5%,粒度< 44. 5 μ m,松裝比密 度為0. 60-0. 90g/cm3 ；所述的固體潤滑劑優(yōu)選為為二硫化鉬，該二硫化鉬含量> 98.5%,粒 度< 44. 5μπι ；所述的粘結(jié)劑優(yōu)選為熱固性樹脂或改性熱固性樹脂，如固態(tài)或液態(tài)的酚醛 樹脂、環(huán)氧樹脂；所述溶劑優(yōu)選為酒精。上述卡車起動電機用碳刷在24V卡車起動電機中的應(yīng)用。有益效果本發(fā)明所述的卡車起動電機用碳刷，在制備一階段膠質(zhì)粉時加入一定 量磷酸，有利于在電機換向器表面形成均勻的潤滑膜，通過潤滑膜的自潤滑作用，可以提高 電刷的使用壽命；采用雙層壓制結(jié)構(gòu)，且兩層的銅含量不同，通過高含銅層的導(dǎo)電性保證碳 刷高導(dǎo)電率；通過低含銅層的耐磨性保證了碳刷的使用壽命。
具體實施例方式實施例1石墨粉78%，酚醛樹脂20%，磷酸2%，在常溫下混合0.5小時后，加入30% (以 干粉重量為基數(shù))的酒精，在90-100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過篩制得一階段膠 質(zhì)粉。一階段膠質(zhì)粉39%，銅粉58%，二硫化鉬3 %，在常溫下混合1小時，制成壓粉A ； — 階段膠質(zhì)粉70%，銅粉27%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉B。壓粉A和壓 粉B通過兩次加料方式，在4MPa的單位壓力下壓制成雙層產(chǎn)品，經(jīng)750°C的高溫?zé)崽幚碇瞥?樣品1。實施例2石墨粉76%，酚醛樹脂20%，磷酸4%，在常溫下混合0.5小時后，加入30% (以 干粉重量為基數(shù))的酒精，在90-100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過篩制得一階段膠 質(zhì)粉。一階段膠質(zhì)粉39%，銅粉58%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉A ； — 階段膠質(zhì)粉70%，銅粉27%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉B。壓粉A和壓 粉B通過兩次加料方式，在4MPa的單位壓力下壓制成雙層產(chǎn)品，經(jīng)750 °C的高溫?zé)崽幚碇瞥蓸悠?。實施例3石墨粉73%，酚醛樹脂20%，磷酸7%，在常溫下混合0.5小時后，加入30% (以 干粉重量為基數(shù))的酒精，在90-100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過篩制得一階段膠 質(zhì)粉。一階段膠質(zhì)粉39%，銅粉58%，二硫化鉬3 %，在常溫下混合1小時，制成壓粉A ； — 階段膠質(zhì)粉70%，銅粉27%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉B。壓粉A和壓 粉B通過兩次加料方式，在4MPa的單位壓力下壓制成雙層產(chǎn)品，經(jīng)750°C的高溫?zé)崽幚碇瞥?樣品3。實施例4石墨粉70%，酚醛樹脂20%，磷酸10%，在常溫下混合0.5小時后，加入30% (以 干粉重量為基數(shù))的酒精，在90-100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過篩制得一階段膠 質(zhì)粉。一階段膠質(zhì)粉39%，銅粉58%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉A ； — 階段膠質(zhì)粉70%，銅粉27%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉B。壓粉A和壓 粉B通過兩次加料方式，在的單位壓力下壓制成雙層產(chǎn)品，經(jīng)750°C的高溫?zé)崽幚碇瞥?樣品4。對比例1石墨粉80%，酚醛樹脂20%，在常溫下混合0.5小時后，加入30% (以干粉重量為 基數(shù))的酒精，在90-100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過篩制得一階段膠質(zhì)粉。一階 段膠質(zhì)粉39%，銅粉58%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉A ；—階段膠質(zhì)粉 70 %，銅粉27 %，二硫化鉬3 %，在常溫下混合1小時，制成壓粉B。壓粉A和壓粉B通過兩 次加料方式，在4MPa的單位壓力下壓制成雙層產(chǎn)品，經(jīng)750°C的高溫?zé)崽幚碇瞥蓪Ρ葮?。對比例2石墨粉73%，酚醛樹脂20%，磷酸7%，在常溫下混合0.5小時后，加入30% (以 干粉重量為基數(shù))的酒精，在90-100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過篩制得一階段膠 質(zhì)粉。一階段膠質(zhì)粉39%，銅粉58%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉，壓粉 在4MPa的單位壓力下壓制成單層產(chǎn)品，經(jīng)750°C的高溫?zé)崽幚碇瞥蓪Ρ葮?。對比例3石墨粉73%，酚醛樹脂20%，磷酸7%，在常溫下混合0.5小時后，加入30% (以 干粉重量為基數(shù))的酒精，在90-100°C的溫度下混合1小時后，經(jīng)破碎，過篩制得一階段膠 質(zhì)粉。一階段膠質(zhì)粉70%，銅粉27%，二硫化鉬3%，在常溫下混合1小時，制成壓粉，壓粉 在4MPa的單位壓力下壓制成單層產(chǎn)品，經(jīng)750°C的高溫?zé)崽幚碇瞥蓪Ρ葮?。將實施例樣品和對比例樣品進行物理性能測試如下測試條件室溫測試方法1、按JB/TB133. 2-1999進行電阻率試驗。2、按JB/T8133. 14-1999進行體積密度試驗。3、按JB/T8133. 3-1999進行洛氏硬度試驗。
權(quán)利要求
1.一種卡車起動電機用碳刷，其特征在于以至少含碳作為碳刷主體的一種成分，所 述的碳刷中含有磷酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卡車起動電機用碳刷，其特征在于所述磷酸的含量為 1 10質(zhì)量％，以干粉總質(zhì)量為基準。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卡車起動電機用碳刷，其特征在于所述的碳刷主體成 分為石墨粉、電解銅粉、固體潤滑劑及粘結(jié)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種卡車起動電機用碳刷，其特征在于所述的 碳刷為雙層壓制結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種卡車起動電機用碳刷，其特征在于所述的雙層壓制結(jié) 構(gòu)的雙層含銅量不同，其中，高含銅層含銅量> 55%，低含銅層含銅量< 30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種卡車起動電機用碳刷，其特征在于所述雙層壓制結(jié)構(gòu) 采用以下方法制成將石墨粉、粘結(jié)劑、磷酸及溶劑制得一階段膠質(zhì)粉，將該一階段膠質(zhì)粉、 電解銅粉及固體潤滑劑三者進行混合，分別制得壓粉A及壓粉B，將所述的壓粉A和壓粉B 通過兩次加料方式，壓制成雙層結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的一種卡車起動電機用碳刷，其特征在于所述的石墨 粉碳含量> 99%,粒度< 44. 5 m ；電解銅粉銅含量> 99. 5%，粒度< 44. 5 m,松裝比密 度為0. 60—0. 90g/cm ；所述的固體潤滑劑為二硫化鉬，該二硫化鉬含量彡98. 5%，粒度 (44. 5 m ；粘結(jié)劑為熱固性樹脂或其他改性的熱固性樹脂，如固態(tài)或液態(tài)的酚醛樹脂、環(huán) 氧樹脂。
8.—種制造權(quán)利要求1或3所述的卡車起動電機用碳刷的方法其特征在于包括如 下步驟(1)、將石墨粉、粘結(jié)劑和磷酸混合后，加入20% 30%(以干粉重量為基數(shù))的溶劑，在 90 100°C的溫度下混合后，經(jīng)破碎，過濾制得一階段膠質(zhì)粉；(2)、將該一階段膠質(zhì)粉、電解銅粉及固體潤滑劑三者進行混合，分別制得壓粉A及壓 粉B;(3)、將所述的壓粉A和壓粉B通過兩次加料方式，壓制成雙層結(jié)構(gòu)；(4)、高溫?zé)崽幚砑庸ず蠹吹谩?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種制造卡車起動電機用碳刷的方法，其特征在于所述 磷酸的加入量為1 10質(zhì)量％，以干粉總質(zhì)量為基準；所述的石墨粉碳含量> 99%，粒度 (44. 5 m ；電解銅粉銅含量> 99. 5%，粒度< 44. 5 m，松裝比密度為0. 60—0. 90g/cm ； 所述的固體潤滑劑為二硫化鉬，該二硫化鉬含量> 98. 5%，粒度< 44. 5 m ；所述的粘結(jié)劑 為熱固性樹脂或改性的熱固性樹脂，如固態(tài)或液態(tài)的酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂；所述的溶劑為酒精。
10.權(quán)利要求1或3所述的卡車起動電機用碳刷在24V卡車起動電機中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種卡車起動電機用碳刷及其制造方法和應(yīng)用，該碳刷以至少含碳作為碳刷主體的一種成分，該碳刷的主體成分為石墨粉、電解銅粉、固體潤滑劑及粘結(jié)劑，所述的碳刷中含有磷酸；該碳刷為雙層壓制結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的卡車起動電機用碳刷，在制備一階段膠質(zhì)粉時加入一定量磷酸，有利于在電機換向器表面形成均勻的潤滑膜，通過潤滑膜的自潤滑作用，可以提高電刷的使用壽命；采用雙層壓制結(jié)構(gòu)，且兩層的銅含量不同，通過高含銅層的導(dǎo)電性保證碳刷高導(dǎo)電率；通過低含銅層的低含銅量降低了碳刷工作時的火花，且通過該低含銅層的耐磨性保證了碳刷的使用壽命。
文檔編號H01R39/26GK102130407SQ20101060580
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者廖仕明, 曹勇 申請人:蘇州東南碳制品有限公司