[发明专利]一种电动工具电机用电刷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机用电刷，特别是涉及一种电动工具电机用电刷及其制备方法。

背景技术

电动工具是以电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头的一种机械化工具，主要分为金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具。常见的电动工具有电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器、电刨等。

现有技术中，一般采用碳、石墨粉体为基料，并以树脂为粘接材料，经混捏、磨粉、成型及固化来制造电刷，如授权公告号为CN 100438229C的中国发明专利公开了一种电机用的电刷，由镀铜的复合粉颗粒和碳纤维、外层碳粉、外层粘结剂压延而成，所述的复合粉颗粒的组成为(重量份)：碳粉65-79，粘结剂0.5-10，合金元素1.5-11；所述镀铜的为10-35；所述的碳纤维为0.3-0.9；所述的外层碳粉为10-18；所述的外层粘结剂为0.3-6，此电刷具有耐磨、电阻率低等特点。

电动工具电器用交流电机因其体积小、转速高的特点，通过要求电刷具备换向性能好、耐磨性能优、使用寿命长、环保、抗干扰强等优点；此外，由于电机的换向要求苛刻，要求电刷的电阻率低。然而，一般的电刷使用性能较差，稳定性不好，特别是耐磨性差、换向性能差、抗干扰能力差，常无法满足电动工具电机对电刷的各种要求。

发明内容

本发明的首要目的是针对上述现有技术存在的问题提供一种电阻率低、耐磨性好、换向性能好、抗干扰能力强及使用寿命长的电动工具电机用电刷及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种电动工具电机用电刷，将电刷混合料进行焙烧，然后压制成型制得，所述电刷混合料包含天然石墨、粘结剂、无定形碳、溶剂和添加剂。

本发明的天然石墨具有质量轻、导电、导热、润滑性能好、机械加工性能优良等特点，特别是选用鳞片石墨，其平均粒径为300目，碳含量≥99％，灰份≤1％；本发明的无定形碳选用碳黑，其平均粒径为40-80目，优选为60目，碳含量≥97％，灰份≤3％，碳黑的加入可以降低电刷制品的电阻，抑制火花和增加电刷耐磨性；本发明的粘结剂为热固性树脂，特别是选用环氧树脂；本发明的溶剂用于溶解粘结剂，使电刷材料在混合时更加均匀，溶剂选自丙酮、乙醇或工业酒精，优选为丙酮。

其中，本发明电刷混合料的重量份配比为：天然石墨30-60份，粘结剂25-40份，无定形碳10-15份，溶剂10-25份，添加剂4-8份。特别是，本发明电刷混合料的重量份配比优选为：天然石墨35-40份，粘结剂25-40份，无定形碳10-12份，溶剂10-20份，添加剂4-8份。

特别是，本发明的添加剂包括润滑剂、磷酸铝和三氧化二铝，本发明所述添加剂的重量份配比为：润滑剂2-4份、磷酸铝1.5-3份、三氧化二铝0.5-1份。其中润滑剂选自二硫化钨或二硫化钼中的一种，所采用的二硫化钨或二硫化钼的含量均≥99％，润滑剂的平均粒径为200-300目，优选为200目，二硫化钨和二硫化钼均具有优良的摩擦性能，摩擦系数较低，抗压强度大，特别是优选为二硫化钨；本发明磷酸铝的平均粒径为200目，含量≥99％，磷酸铝主要用于增加电刷的耐磨性能、抗干扰性能及换向性能；本发明的三氧化二铝的平均粒径为200目，含量≥99％，三氧化二铝主要用于增加电刷的耐磨性能和抗干扰性能。

本发明另一方面提供一种电动工具电机用电刷的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：

A)将天然石墨、粘结剂、无定形碳、溶剂、添加剂进行混合处理，制得混合料；

B)将混合料进行焙烧处理，制得电刷材料；

C)对电刷材料进行成型处理，制得电刷。

本发明混合处理的目的是使成品得到均匀的组织结构以及使电刷材料粉末粒子的外表面上包裹一层结合剂，不仅可以增加电刷材料的可塑性，使材料在压制时具有一定的强度且不易松散，此外粘结剂在烧结时受热分解而碳化，电刷材料粉末粒子成为粘结剂碳化的中心，与其他相邻的粒子相互粘连，使电刷产品具有一定的机械性能。特别是，混合时的温度不宜过高或过低，温度过高不易压制成型，结合力小，产品机械强度不佳；温度过低粘结剂流动性差，混合均匀困难，此外粘结剂中易挥发物不易除尽，在烧结过程中产生起泡开裂现象。