一種微電機(jī)電刷用高性能合金材料、帶狀復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金材料領(lǐng)域，特別涉及一種微電機(jī)電刷用高性能合金材料、帶狀復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電刷是電機(jī)的重要組成部件，是與運(yùn)動(dòng)件作滑動(dòng)接觸而形成電連接的一種導(dǎo)電部件，用于換向器或滑環(huán)上，作為導(dǎo)入導(dǎo)出電流的滑動(dòng)接觸體，電刷在工作過(guò)程中承受滑動(dòng)磨損和電弧侵蝕，同時(shí)受到使用環(huán)境中各腐蝕性介質(zhì)的影響，其性能直接影響電機(jī)的質(zhì)量及使用壽命，如耐磨性、抗腐蝕性等。目前微電機(jī)電刷用金屬材料通常采用AgPd30和AgPd50材料作為其接觸部分，對(duì)于使用環(huán)境要求不高或在低端電機(jī)電刷中使用的情況下，可以使用AgPd30和AgPd50等材料生產(chǎn)的電刷，而在使用環(huán)境惡劣(如高溫、高濕環(huán)境或大扭矩)的情況下，采用AgPd30和AgPd50材料的電刷通常滿足不了使用要求。
[0003]為了提高電刷的性能，現(xiàn)有技術(shù)中采用一種六元合金材料作電刷，該六元合金材料含有 Aul0%，Ag30%，Pd35%，Ptl0%，Znl%，Cul4%，這種材料提高了 Au、Pd、Pt 的含量，材料的性能得到改善，但是由于其Au、Pd、Pt含量均在10%以上，導(dǎo)致材料價(jià)格貴，生產(chǎn)成本高。
[0004]所以，實(shí)際生產(chǎn)中需要一種對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的高性能電刷用合金材料。同時(shí)，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一是為了提供一種硬度高，成本低，對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的高性能電刷用合金材料。
[0007]本發(fā)明的目的之二是提供使用上述材料的帶狀復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法，其壽命高，使用性能良好，生產(chǎn)成本低。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的一種微電機(jī)電刷用高性能合金材料，由以下重量百分比的元素組成:Ag40-50wt% ;含 Pt 0.3-0.5wt% ；Pd 35_45wt% ;余量為銅。
[0009]本發(fā)明的一種帶狀復(fù)合材料，包括上述微電機(jī)電刷用高性能合金材料，及銅合金基體材料，所述微電機(jī)電刷用高性能合金材料作為滑動(dòng)接點(diǎn)材料復(fù)合于所述銅合金基體材料表面的槽體。
[0010]所述銅合金基體材料選自BZnl8-26、QSn8-0.3、CuNi9Sn6 或 CuNi21Sn5。
[0011]本發(fā)明的帶狀復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:采用熱乳復(fù)合或固相室溫乳制復(fù)合的方式將所述微電機(jī)電刷用高性能合金材料與基體銅合金材料復(fù)合；退火、乳制、剪切，制成所述帶狀復(fù)合材料。
[0012]本發(fā)明的一種微電機(jī)，使用上述帶狀復(fù)合材料作為電刷。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在銀基體材料中添加35-45%的Pd，提高材料的抗硫化能力和抗材料轉(zhuǎn)移能力，特別是在直流場(chǎng)合，電刷貴金屬材料轉(zhuǎn)移少，對(duì)于提高電刷材料的使用壽命效果明顯；在合金材料中添加微量的Pt (含量為0.3-0.5%)可以提高合金材料的穩(wěn)定性；合金中的Cu元素可以與Ag、Pd、Pt形成中間相，形成固溶時(shí)效強(qiáng)化型合金，提高材料的整體強(qiáng)度，提尚材料的耐磨性，材料的綜合性能尚，從而提尚電刷的使用壽命。本發(fā)明與常規(guī)的AgPd50合金相比性能大幅度提高，經(jīng)固溶時(shí)效處理后材料的維氏硬度提高50左右，耐磨性也大大得到改善。本發(fā)明與六元合金材料(其中含Aul0%，Ag30%，Pd35%，Ptl0%，Znl%，Cul4%)相比性能相當(dāng)，而材料成本只有六元合金材料的60%，且低于AgPd50材料的成本。本發(fā)明的帶狀復(fù)合材料，制作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，使用本發(fā)明帶狀復(fù)合材料做成微電機(jī)電刷裝機(jī)后試驗(yàn)，在高溫高濕環(huán)境下或大扭矩條件下其性能明顯改善，在直流條件下試驗(yàn)效果更佳。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下:
實(shí)施例1
按Ag45%，Pt0.3%，Pd40%，Cul4.7%的成分配比進(jìn)行配料，將配好的材料熔煉，澆鑄成錠，經(jīng)開坯、乳制、退火等工序制成滑動(dòng)接點(diǎn)材料，采用熱乳復(fù)合或固相室溫乳制復(fù)合的方式將滑動(dòng)接點(diǎn)材料與槽規(guī)格相匹配的銅合金QSn8-0.3 (日本牌號(hào)C5210)基體材料復(fù)合在一起，將復(fù)合好的材料經(jīng)過(guò)反復(fù)的退火、乳制及固溶時(shí)效處理達(dá)到需要的厚度，剪切到成品規(guī)格，制成電刷用帶狀復(fù)合材料。將上述帶狀材料制成直流電刷裝配在直流電動(dòng)機(jī)中使用，使用環(huán)境為:溫度100°C，濕度80%，直流電壓3.6V，轉(zhuǎn)速8000r/min，要求使用壽命1200h，試驗(yàn)十臺(tái)，平均壽命為2789h，最低壽命2138h，性能都能滿足要求。
[0016]實(shí)施例2
按Ag40%，Pt0.5%，Pd42.5%，Cul7%的成分配比進(jìn)行配料，將配好的材料熔煉，澆鑄成錠，經(jīng)開坯、乳制、退火等工序制成滑動(dòng)接點(diǎn)材料，采用熱乳復(fù)合或固相室溫乳制復(fù)合的方式將滑動(dòng)接點(diǎn)材料與槽規(guī)格相匹配的銅合金CuNi21Sn5 (日本牌號(hào)MX215)基體材料復(fù)合在一起，復(fù)合好的材料經(jīng)過(guò)反復(fù)的退火、乳制及固溶時(shí)效處理達(dá)到需要的厚度，剪切到成品規(guī)格，制成電刷用帶狀復(fù)合材料。將上述帶狀材料制成直流電刷裝配在直流電動(dòng)機(jī)中使用，使用環(huán)境為:溫度100°C，濕度80%，交流電壓3.6V，轉(zhuǎn)速8000r/min，要求使用壽命2000h，試驗(yàn)十臺(tái)，平均壽命3485h，最低壽命2873h，性能都能滿足要求。
[0017]實(shí)施例3
按Ag50%，Pt0.3%，Pd35%，Cul4.7%的成分配比進(jìn)行配料，將配好的材料熔煉，澆鑄成錠，經(jīng)開坯、乳制、退火等工序制成滑動(dòng)接點(diǎn)材料，采用熱乳復(fù)合或固相室溫乳制復(fù)合的方式將滑動(dòng)接點(diǎn)材料與槽規(guī)格相匹配的銅合金CuNi9Sn6 (日本牌號(hào)MX96)基體材料復(fù)合在一起，將復(fù)合好的材料經(jīng)過(guò)反復(fù)的退火、乳制及固溶時(shí)效處理達(dá)到需要的厚度，剪切到成品規(guī)格，制成電刷用帶狀復(fù)合材料。將上述帶狀材料制成直流電刷裝配在直流電動(dòng)機(jī)中使用，使用環(huán)境為:溫度100°C，濕度80%，交流電壓3.6V，轉(zhuǎn)速8000r/min，要求使用壽命2000h，試驗(yàn)十臺(tái)，平均壽命3987h，最低壽命3218h，性能都能滿足要求。
[0018]實(shí)施例4
按Ag41%，Pt0.5%，Pd40%，Cul8.5%的成分配比進(jìn)行配料，將配好的材料熔煉，澆鑄成錠，經(jīng)開坯、乳制、退火等工序制成滑動(dòng)接點(diǎn)材料，采用熱乳復(fù)合或固相室溫乳制復(fù)合的方式將滑動(dòng)接點(diǎn)材料與槽規(guī)格相匹配的銅合金QSn8-0.3(日本牌號(hào)C5210)基體材料復(fù)合在一起，將復(fù)合好的材料經(jīng)過(guò)反復(fù)的退火、乳制及固溶時(shí)效處理達(dá)到需要的厚度，剪切到成品規(guī)格，制成電刷用帶狀復(fù)合材料。將上述帶狀材料制成直流電刷裝配在直流電動(dòng)機(jī)中使用，使用環(huán)境為:溫度100°C，濕度80%，交流電壓3.6V，轉(zhuǎn)速8000r/min，要求使用壽命2000h，試驗(yàn)十臺(tái)，平均壽命2986h，最低壽命2236h，性能都能滿足要求。
[0019]實(shí)施例5
按Ag45%，含Pt0.4%，含Pd45%，Cu9.6%的成分配比進(jìn)行配料，將配好的材料熔煉，澆鑄成錠，經(jīng)開坯、乳制、退火等工序制成滑動(dòng)接點(diǎn)材料，采用熱乳復(fù)合或固相室溫乳制復(fù)合的方式將滑動(dòng)接點(diǎn)材料與槽規(guī)格相匹配的銅合金B(yǎng)Znl8-26(日本牌號(hào)C7701)基體材料復(fù)合在一起，將復(fù)合好的材料經(jīng)過(guò)反復(fù)的退火、乳制及固溶時(shí)效處理達(dá)到需要的厚度，剪切到成品規(guī)格，制成電刷用帶狀復(fù)合材料。將上述帶狀材料制成直流電刷裝配在直流電動(dòng)機(jī)中使用，使用環(huán)境為:溫度100°C，濕度80%，交流電壓3.6V，轉(zhuǎn)速8000r/min，要求使用壽命2000h，試驗(yàn)十臺(tái)，平均壽命3124h，最低壽命2148h，性能都能滿足要求。
[0020]以上顯示和描述了發(fā)明的基本原理、主要特征和發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微電機(jī)電刷用高性能合金材料，由以下重量百分比的元素組成:Ag 40-50wt% ；含 Pt 0.3-0.5wt% ；Pd 35-45wt% ;余量為銅。2.一種帶狀復(fù)合材料，包括權(quán)利要求1所述的微電機(jī)電刷用高性能合金材料，及銅合金基體材料，所述微電機(jī)電刷用高性能合金材料作為滑動(dòng)接點(diǎn)材料復(fù)合于所述銅合金基體材料表面的槽體。3.如權(quán)利要求2所述的帶狀復(fù)合材料，其特征在于，所述銅合金基體材料選自BZnl8-26、QSn8_0.3、CuNi9Sn6 或 CuNi21Sn5。4.如權(quán)利要求2-3任一所述的帶狀復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:采用熱乳復(fù)合或固相室溫乳制復(fù)合的方式將所述微電機(jī)電刷用高性能合金材料與基體銅合金材料復(fù)合；退火、乳制、剪切，制成所述帶狀復(fù)合材料。5.一種微電機(jī)，使用權(quán)利要求2-3任一所述的帶狀復(fù)合材料作為電刷。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微電機(jī)電刷用高性能合金材料、帶狀復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法，本發(fā)明微電機(jī)電刷用高性能合金材料，由以下重量百分比的元素組成：Ag？40-50wt%；含Pt？0.3-0.5wt%；Pd？35-45wt%；余量為銅。本發(fā)明帶狀復(fù)合材料，包括上述微電機(jī)電刷用高性能合金材料，及銅合金基體材料，所述微電機(jī)電刷用高性能合金材料復(fù)合于所述銅合金基體材料表面的槽體。本發(fā)明合金材料性能大幅度提高，經(jīng)固溶時(shí)效處理后材料的維氏硬度提高50左右，耐磨性也大大得到改善。本發(fā)明的帶狀復(fù)合材料，生產(chǎn)成本低，使用本發(fā)明帶狀復(fù)合材料做成微電機(jī)電刷裝機(jī)后試驗(yàn)，在高溫高濕環(huán)境下或大扭矩條件下其性能明顯改善。
【IPC分類】C22C30/02, C22C5/06
【公開號(hào)】CN105296787
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510763435
【發(fā)明人】尹克江, 鄭旭陽(yáng), 謝攀
【申請(qǐng)人】上海中希合金有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日