[发明专利]一种混合动力汽车起动电机用碳刷的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种混合动力汽车起动电机用碳刷的制备方法及应用，所述碳刷包括如下原料：石墨粉、粘结剂、沥青焦、溶剂、电解铜粉、固体润滑剂，其中，所述沥青焦占石墨粉、粘结剂、沥青焦总质量的0.5‑8％。碳刷中加入沥青焦有利于在电机换向器表面形成一层薄厚均匀的石墨润滑膜，通过润滑膜的自润滑作用，可以提高电刷的使用寿命。所述碳刷为双层压制结构，分为高含铜层和低含铜层：高含铜层的电阻率小，产品导电性好；低含铜层的电阻率大，可以抑制碳刷工作时产生的火花。

技术领域

本发明涉及电机用碳刷，尤其涉及一种混合动力汽车起动电机用碳刷的制备方法及其应用。

背景技术

混合动力汽车是指同时装备两种动力来源——热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。

碳刷又称电刷，汽车起动机上使用的碳刷一般是金属石墨类电刷，主要原材料是电解铜粉和石墨，该类电刷既有石墨的润滑特性，又有金属的高导电性，适用于高负荷和换向要求不高的低电压电动机。

热动力源起动电机对碳刷的使用寿命要求较高，要达到6万次以上；电动力源起动电机分为有刷和无刷两种，其中，有刷起动电机使用碳刷的作用是在外电路到电枢之间把负载电流引入和输出，因此要求碳刷不仅要有良好的导电性能，还要有良好的换向性能及耐磨、低火花等特点。

因此，混合动力汽车起动电机用碳刷须具备良好的导电性、耐磨性、低火花和使用寿命长的特点。

然而，传统的单层结构碳刷虽然在电流密度上可以满足混合动力汽车起动电机的要求，但是由于其中的铜含量太高，电机工作时，会产生较大的火花，影响碳刷的使用寿命，因此无法满足混合动力汽车起动电机的使用要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的碳刷中存在的技术问题，提供一种新的混合动力汽车起动电机用碳刷，不仅能够满足电机工作要求的电流密度，解决碳刷使用时产生的火花问题，同时还能提高碳刷的使用寿命。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种制备混合动力汽车起动电机用碳刷的方法，包括如下步骤：

将石墨粉、粘结剂、沥青焦和溶剂混合，制成胶质粉；

将胶质粉、第一电解铜粉及固体润滑剂混合，制成压粉A；

将胶质粉、第二电解铜粉及固体润滑剂混合，制成压粉B，其中第二电解铜粉的质量小于第一电解铜粉；

向模具里先加入压粉A形成压粉A层，在所述压粉A层上再加入压粉B形成压粉B层，得到双层压粉层；或者，向模具里先加入压粉B形成压粉B层，在所述压粉B层上再加入压粉A形成压粉A层，得到双层压粉层；

通过对所述双层压粉层进行压制和烧结处理，制成双层结构的碳刷。

其中，所述所述沥青焦占石墨粉、粘结剂、沥青焦总质量的0.5-8％，优选为2-5％。

本发明在制备碳刷的原料中添加了沥青焦，由于沥青焦具有结构致密，颗粒机械强度及耐磨性比较高的特点，碳刷在换向器上运行时，可以在换向器接触面上形成一层薄厚均匀、适度、稳定的石墨润滑膜。通过润滑膜的自润滑作用，可以提高碳刷的使用寿命。当沥青焦的添加量小于0.5％时，电机的换向器表面形成的润滑膜较厚，碳刷工作时产生较大火花，磨损严重；当沥青焦的添加量大于8％时，电机换向器表面形成的润滑膜较薄，电机换向器表面容易被划伤，导致电机功率下降很快，不能满足使用要求。

其中，所述石墨粉占石墨粉、粘结剂、沥青焦总重量的70-80％。

其中，所述粘结剂占石墨粉、粘结剂、沥青焦总重量的15-20％，优选为20％。

其中，所述石墨粉的碳含量≥99％，粒度≤44.5μm。

其中，所述粘结剂为热固性树脂，优选为酚醛树脂。