一种微电机电刷用高性能合金材料、带状复合材料及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于合金材料领域，特别涉及一种微电机电刷用高性能合金材料、带状复合材料及其生产方法。
【背景技术】
[0002]电刷是电机的重要组成部件，是与运动件作滑动接触而形成电连接的一种导电部件，用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体，电刷在工作过程中承受滑动磨损和电弧侵蚀，同时受到使用环境中各腐蚀性介质的影响，其性能直接影响电机的质量及使用寿命，如耐磨性、抗腐蚀性等。目前微电机电刷用金属材料通常采用AgPd30和AgPd50材料作为其接触部分，对于使用环境要求不高或在低端电机电刷中使用的情况下，可以使用AgPd30和AgPd50等材料生产的电刷，而在使用环境恶劣(如高温、高湿环境或大扭矩)的情况下，采用AgPd30和AgPd50材料的电刷通常满足不了使用要求。
[0003]为了提高电刷的性能，现有技术中采用一种六元合金材料作电刷，该六元合金材料含有 Aul0%，Ag30%，Pd35%，Ptl0%，Znl%，Cul4%，这种材料提高了 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，导致材料价格贵，生产成本高。
[0004]所以，实际生产中需要一种对工作环境适应性强的高性能电刷用合金材料。同时，其生产工艺简单，生产成本低。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是为了提供一种硬度高，成本低，对工作环境适应性强的高性能电刷用合金材料。
[0007]本发明的目的之二是提供使用上述材料的带状复合材料及其生产方法，其寿命高，使用性能良好，生产成本低。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
本发明的一种微电机电刷用高性能合金材料，由以下重量百分比的元素组成:Ag40-50wt% ;含 Pt 0.3-0.5wt% ；Pd 35_45wt% ;余量为铜。
[0009]本发明的一种带状复合材料，包括上述微电机电刷用高性能合金材料，及铜合金基体材料，所述微电机电刷用高性能合金材料作为滑动接点材料复合于所述铜合金基体材料表面的槽体。
[0010]所述铜合金基体材料选自BZnl8-26、QSn8-0.3、CuNi9Sn6 或 CuNi21Sn5。
[0011]本发明的带状复合材料的制备方法，包括以下步骤:采用热乳复合或固相室温乳制复合的方式将所述微电机电刷用高性能合金材料与基体铜合金材料复合；退火、乳制、剪切，制成所述带状复合材料。
[0012]本发明的一种微电机，使用上述带状复合材料作为电刷。
[0013]本发明的有益效果是:本发明在银基体材料中添加35-45%的Pd，提高材料的抗硫化能力和抗材料转移能力，特别是在直流场合，电刷贵金属材料转移少，对于提高电刷材料的使用寿命效果明显；在合金材料中添加微量的Pt (含量为0.3-0.5%)可以提高合金材料的稳定性；合金中的Cu元素可以与Ag、Pd、Pt形成中间相，形成固溶时效强化型合金，提高材料的整体强度，提尚材料的耐磨性，材料的综合性能尚，从而提尚电刷的使用寿命。本发明与常规的AgPd50合金相比性能大幅度提高，经固溶时效处理后材料的维氏硬度提高50左右，耐磨性也大大得到改善。本发明与六元合金材料(其中含Aul0%，Ag30%，Pd35%，Ptl0%，Znl%，Cul4%)相比性能相当，而材料成本只有六元合金材料的60%，且低于AgPd50材料的成本。本发明的带状复合材料，制作工艺简单，生产成本低，使用本发明带状复合材料做成微电机电刷装机后试验，在高温高湿环境下或大扭矩条件下其性能明显改善，在直流条件下试验效果更佳。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例详细的说明，说明如下:
实施例1
按Ag45%，Pt0.3%，Pd40%，Cul4.7%的成分配比进行配料，将配好的材料熔炼，浇铸成锭，经开坯、乳制、退火等工序制成滑动接点材料，采用热乳复合或固相室温乳制复合的方式将滑动接点材料与槽规格相匹配的铜合金QSn8-0.3 (日本牌号C5210)基体材料复合在一起，将复合好的材料经过反复的退火、乳制及固溶时效处理达到需要的厚度，剪切到成品规格，制成电刷用带状复合材料。将上述带状材料制成直流电刷装配在直流电动机中使用，使用环境为:温度100°C，湿度80%，直流电压3.6V，转速8000r/min，要求使用寿命1200h，试验十台，平均寿命为2789h，最低寿命2138h，性能都能满足要求。
[0016]实施例2
按Ag40%，Pt0.5%，Pd42.5%，Cul7%的成分配比进行配料，将配好的材料熔炼，浇铸成锭，经开坯、乳制、退火等工序制成滑动接点材料，采用热乳复合或固相室温乳制复合的方式将滑动接点材料与槽规格相匹配的铜合金CuNi21Sn5 (日本牌号MX215)基体材料复合在一起，复合好的材料经过反复的退火、乳制及固溶时效处理达到需要的厚度，剪切到成品规格，制成电刷用带状复合材料。将上述带状材料制成直流电刷装配在直流电动机中使用，使用环境为:温度100°C，湿度80%，交流电压3.6V，转速8000r/min，要求使用寿命2000h，试验十台，平均寿命3485h，最低寿命2873h，性能都能满足要求。
[0017]实施例3
按Ag50%，Pt0.3%，Pd35%，Cul4.7%的成分配比进行配料，将配好的材料熔炼，浇铸成锭，经开坯、乳制、退火等工序制成滑动接点材料，采用热乳复合或固相室温乳制复合的方式将滑动接点材料与槽规格相匹配的铜合金CuNi9Sn6 (日本牌号MX96)基体材料复合在一起，将复合好的材料经过反复的退火、乳制及固溶时效处理达到需要的厚度，剪切到成品规格，制成电刷用带状复合材料。将上述带状材料制成直流电刷装配在直流电动机中使用，使用环境为:温度100°C，湿度80%，交流电压3.6V，转速8000r/min，要求使用寿命2000h，试验十台，平均寿命3987h，最低寿命3218h，性能都能满足要求。
[0018]实施例4
按Ag41%，Pt0.5%，Pd40%，Cul8.5%的成分配比进行配料，将配好的材料熔炼，浇铸成锭，经开坯、乳制、退火等工序制成滑动接点材料，采用热乳复合或固相室温乳制复合的方式将滑动接点材料与槽规格相匹配的铜合金QSn8-0.3(日本牌号C5210)基体材料复合在一起，将复合好的材料经过反复的退火、乳制及固溶时效处理达到需要的厚度，剪切到成品规格，制成电刷用带状复合材料。将上述带状材料制成直流电刷装配在直流电动机中使用，使用环境为:温度100°C，湿度80%，交流电压3.6V，转速8000r/min，要求使用寿命2000h，试验十台，平均寿命2986h，最低寿命2236h，性能都能满足要求。
[0019]实施例5
按Ag45%，含Pt0.4%，含Pd45%，Cu9.6%的成分配比进行配料，将配好的材料熔炼，浇铸成锭，经开坯、乳制、退火等工序制成滑动接点材料，采用热乳复合或固相室温乳制复合的方式将滑动接点材料与槽规格相匹配的铜合金BZnl8-26(日本牌号C7701)基体材料复合在一起，将复合好的材料经过反复的退火、乳制及固溶时效处理达到需要的厚度，剪切到成品规格，制成电刷用带状复合材料。将上述带状材料制成直流电刷装配在直流电动机中使用，使用环境为:温度100°C，湿度80%，交流电压3.6V，转速8000r/min，要求使用寿命2000h，试验十台，平均寿命3124h，最低寿命2148h，性能都能满足要求。
[0020]以上显示和描述了发明的基本原理、主要特征和发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种微电机电刷用高性能合金材料，由以下重量百分比的元素组成:Ag 40-50wt% ；含 Pt 0.3-0.5wt% ；Pd 35-45wt% ;余量为铜。2.一种带状复合材料，包括权利要求1所述的微电机电刷用高性能合金材料，及铜合金基体材料，所述微电机电刷用高性能合金材料作为滑动接点材料复合于所述铜合金基体材料表面的槽体。3.如权利要求2所述的带状复合材料，其特征在于，所述铜合金基体材料选自BZnl8-26、QSn8_0.3、CuNi9Sn6 或 CuNi21Sn5。4.如权利要求2-3任一所述的带状复合材料的制备方法，包括以下步骤:采用热乳复合或固相室温乳制复合的方式将所述微电机电刷用高性能合金材料与基体铜合金材料复合；退火、乳制、剪切，制成所述带状复合材料。5.一种微电机，使用权利要求2-3任一所述的带状复合材料作为电刷。
【专利摘要】本发明涉及一种微电机电刷用高性能合金材料、带状复合材料及其生产方法，本发明微电机电刷用高性能合金材料，由以下重量百分比的元素组成：Ag？40-50wt%；含Pt？0.3-0.5wt%；Pd？35-45wt%；余量为铜。本发明带状复合材料，包括上述微电机电刷用高性能合金材料，及铜合金基体材料，所述微电机电刷用高性能合金材料复合于所述铜合金基体材料表面的槽体。本发明合金材料性能大幅度提高，经固溶时效处理后材料的维氏硬度提高50左右，耐磨性也大大得到改善。本发明的带状复合材料，生产成本低，使用本发明带状复合材料做成微电机电刷装机后试验，在高温高湿环境下或大扭矩条件下其性能明显改善。
【IPC分类】C22C30/02, C22C5/06
【公开号】CN105296787
【申请号】CN201510763435
【发明人】尹克江, 郑旭阳, 谢攀
【申请人】上海中希合金有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月11日