一种用于雨刮电机的碳刷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于雨刮电机的碳刷材料及其制备方法，按重量份计，由如下原料组成：鳞片石墨粉40

【技术实现步骤摘要】
一种用于雨刮电机的碳刷材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于碳刷材料
，具体涉及一种用于雨刮电机的碳刷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，社会的不断进步，科学技术也是日新月异，在这种背景下，我国的电机技术水平得到了良好的发展。传统的电机技术，只是加工一些简单的机械零件，现代电机技术相较于传统的电机，在经过了不断的发展以及更新换代之后，拥有了更加强大的动力，已经成为了完成不同任务的完整的电子化机电体系，成为了人们的生产以及生活中必不可少的部分。作为电能和机械能之间相互转换的一种设备，电动机主要由定子与转子组成。其工作的原理是通过磁场对电流受力的作用，使得电动机发生转动。利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩，而通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线方向有关。
[0003]碳刷是电动机的固定部分(定子)和转动部分(转子)之间传递能量或信号的装置，一般是碳石墨或金属以及粘结剂和添加剂制成，是电机的关键易耗损零部件。作为一种典型的滑动电接触材料，碳刷必须有效地提供电和热的传导途径并同时能经久耐用，因此碳刷性能的好坏直接影响着电机的耗电量也影响着电机的性能、寿命、安全。
[0004]碳刷在随着转子长期滑动过程中，会在换向器表面形成厚的保护皮膜，这种皮膜久而久之如果发生部分脱落等局部缺陷，就会在脱落部分产生电流集中，造成整流特性恶化，甚至导致碳刷表面产生凹凸不平，如果电流过大也会造成换向器表面的损坏。为了解决这个问题，通常会向碳刷中加入磨削剂如碳化硅等，这样就可以使碳刷工作时在换向器表面形成的皮膜被碳化硅削除，但是，由于碳化硅的硬度极大，经常因其有部分大颗粒或絮凝导致分散不均匀，随着碳刷长期滑动就会将换向器表面划伤，从而导致碳刷工作效率下降，进而降低电机工作效率，同时还会产生噪声，这类碳刷不适用于汽车雨刮电机。
[0005]中国专利申请号为201310632093.5公开了一种碳刷及其制备方法，该碳刷由以下质量分数的组分制备而成：20～90wt％碳纳米管、0～60wt％活性炭、2～10wt％含钛纳米化合物、和5～20wt％金属粉末或其氧化物粉末或其盐类的粉末。该碳刷的制备方法为：将碳纳米管、活性炭、含钛纳米化合物、及金属粉末或其氧化物粉末或其盐类的粉末混合均匀，经成型后在高温高压下烧结而成。本专利技术制备碳刷材料的主要成分为具有良好导电性的含钛化合物、碳纳米管、石墨以及少量铁、钴、镍金属，其中含钛化合物具有良好的耐磨性，石墨具有小的摩擦系数，碳纳米管赋予碳刷良好的韧性，但该碳刷的硬度及耐磨性能还有进一步提高的空间。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于雨刮电机的碳刷材料及其制备方法，以解决碳化硅直接加入碳刷材料后由于分散不均，从而导致工作效率下降、耐磨
性能不均的问题，本专利技术制备的碳刷较高的硬度和耐磨性能，碳化硅分散均匀，产生噪音少，适用于雨刮电机。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种用于雨刮电机的碳刷材料，按重量份计，由如下原料组成：
[0009]鳞片石墨粉40
‑
50份、膨胀石墨20
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30份、酚醛树脂粉10
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20份、铜粉15
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30份、碳化硅复合材料5
‑
10份、改性金刚石1
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2份、偶氮二甲酰胺0.5
‑
1.5份。
[0010]优选的，所述碳化硅复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)将碳化硅加入硝酸溶液中，加热处理，经过滤、洗涤、干燥，得到预处理碳化硅；
[0012](2)将步骤(1)中的预处理碳化硅分散在去离子水中，然后向其中加入二硫化钼粉末，用高速剪切分散机剪切混合，然后将得到的悬浊液静置，除去底部的固体沉淀物，将上层悬浊液冷冻干燥，得到复合粉体；
[0013](3)将硝酸铜和EDTA加入去离子水中，搅拌2
‑
3h，得到混合溶液，然后向其中加入步骤(2)得到的复合粉体，搅拌均匀后离心、干燥，将得到的混合物在还原气氛中煅烧，煅烧完成后得到固体粉末；接着将固体粉末加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中，进行搅拌反应，反应完成后经过滤、干燥、球磨，得到碳化硅复合材料。
[0014]优选的，步骤(1)中所述硝酸溶液的浓度为10
‑
15wt％；所述加热处理的温度为80
‑
90℃，加热处理时间为3
‑
5h。
[0015]优选的，步骤(2)中所述预处理碳化硅、去离子水和二硫化钼粉末的质量比为4
‑
6:100
‑
150:3
‑
5。
[0016]优选的，步骤(2)中所述剪切的转速为4000
‑
6000rpm，时间为2
‑
3h。
[0017]优选的，步骤(3)中所述硝酸铜、EDTA、去离子水和复合粉体的质量比为20
‑
30:15
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25:250
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300:10
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20；所述煅烧的温度为300
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400℃，时间为1
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2h。
[0018]优选的，步骤(3)中所述γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的浓度为2
‑
5wt％；所述固体粉末与γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷水溶液的质量比为5
‑
10:100；所述搅拌反应的温度为60
‑
70℃，时间为3
‑
5h。
[0019]优选的，改性金刚石的制备方法，包括如下步骤：将碱木质素加入到去离子水中，搅拌均匀，然后向其中加入金刚石粉，搅拌混合均匀，冷冻干燥，在氮气气氛、500
‑
600℃下煅烧2
‑
3h，即得到改性金刚石。
[0020]优选的，碱木质素、去离子水和金刚石粉的质量比为3
‑
5:20
‑
30:1。
[0021]本专利技术还保护一种所述用于雨刮电机的碳刷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]按重量份将鳞片石墨粉、膨胀石墨、酚醛树脂粉、铜粉、碳化硅复合材料、改性金刚石、偶氮二甲酰胺投入混合机中搅拌1
‑
2h，得到混合粉末，将得到的混合粉末在模具中压制，脱模后得到毛胚，然后在氨气气氛下烧结，烧结工艺为：在8
‑
12h内将高温烧结炉内温升至700
‑
850℃，即得所述用于雨刮电机的碳刷材料。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0024](1)本专利技术将二硫化钼和预处理碳化硅在高速剪切分散机中进行剥离和组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于雨刮电机的碳刷材料，其特征在于，按重量份计，由如下原料组成：鳞片石墨粉40
‑
50份、膨胀石墨20
‑
30份、酚醛树脂粉10
‑
20份、铜粉15
‑
30份、碳化硅复合材料5
‑
10份、改性金刚石1
‑
2份、偶氮二甲酰胺0.5
‑
1.5份。2.根据权利要求1所述一种用于雨刮电机的碳刷材料，其特征在于，所述碳化硅复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳化硅加入硝酸溶液中，加热处理，经过滤、洗涤、干燥，得到预处理碳化硅；(2)将步骤(1)中的预处理碳化硅分散在去离子水中，然后向其中加入二硫化钼粉末，用高速剪切分散机剪切混合，然后将得到的悬浊液静置，除去底部的固体沉淀物，将上层悬浊液冷冻干燥，得到复合粉体；(3)将硝酸铜和EDTA加入去离子水中，搅拌2
‑
3h，得到混合溶液，然后向其中加入步骤(2)得到的复合粉体，搅拌均匀后离心、干燥，将得到的混合物在还原气氛中煅烧，煅烧完成后得到固体粉末；接着将固体粉末加入γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中，进行搅拌反应，反应完成后经过滤、干燥、球磨，得到碳化硅复合材料。3.根据权利要求2所述一种用于雨刮电机的碳刷材料，其特征在于，步骤(1)中所述硝酸溶液的浓度为10
‑
15wt％；所述加热处理的温度为80
‑
90℃，加热处理时间为3
‑
5h。4.根据权利要求2所述一种用于雨刮电机的碳刷材料，其特征在于，步骤(2)中所述预处理碳化硅、去离子水和二硫化钼粉末的质量比为4
‑
6:100
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150:3
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5。5.根据权利要求2所述一种用于雨刮电机的碳刷材料，其特征在于，步骤(2)中所述剪切的转速为4000
‑
6000rpm，时间为2
‑
3h。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾兵，何上方，汪锁，邹羽涵，何柳妹，杨帆，
申请(专利权)人：湖北东南佳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：