将本发明的换向器材料作为工作层复合在铜基层表面，用于制作微电机换向器， 可以节约贵金属，降低换向器和微电机的生产成本。
[0025] 本发明的优点为：
[0026] 1)本发明采用现有的雾化制粉、等静压成形、烧结、压力加工和热处理技术进行生 产，设备和工艺技术不需要特殊的改造，生产中易于实施。
[0027] 2)本发明采用雾化法制备银合金粉末，并以铜包覆石墨粉的形式加入石墨，可以 保证材料具有很高的成分均匀性;而后采用混粉、等静压成形、挤压加工等技术生产换向器 材料，可以有效地保证石墨在材料中分布的均匀性，并且材料可以达到完全致密化。
[0028] 3)本发明材料适合用于小型无人机用直流微电机的工作条件:5~10V、电流1.5~ 2A、转速30000rpm以上。
[0029] 本发明根据银基滑动电接触合金材料不能满足小型无人机用直流微电机使用要 求的现状，系统研究材料的磨损和电弧侵蚀机理及影响因素，优化材料成分设计，在具有较 好的耐磨性和抗电弧能力的基体合金中，进一步引入灭弧和自润滑的成分，并且开发出雾 化制粉和粉末冶金生产工艺，制备出一种在高电压、大电流和高转速条件下具有优良性能 的换向器材料，以改善接触稳定性、延长微电机的使用寿命，其符合小型无人机的技术性能 要求。
【具体实施方式】
[0030] 实施例1至24的合金成分见表1.
[0031] 表1重量百分比％
[0032]
[0033]
[0034] 按表1中的各金属元素含量配制并熔炼不同成分的AgCuNiZnRE合金(其中Cu的含 量需要根据表1中所示的设计成分和使用的铜包覆石墨粉中的Cu与石墨的含量进行计算， 以保证经过后续粉末冶金工艺制成的银基换向材料成分满足表1的要求。），通过水雾化法 制备成粉末，粉末颗粒的最大等效直径小于80μπι。将得到的合金粉末与适量的铜包覆石墨 粉末混合均匀，经压制、烧结、挤压、乳制、退火、拉拔等工艺制成带材;然后采用热乳工艺与 纯铜复合成层状复合材料，并乳制成银合金层厚〇. 〇3mm，总厚0.25mm的带材。
[0035]比较例1和2电接触银合金成分见表2。
[0036]表2比较例合金成分(重量百分数）
[0037]
'[0038]按表2中的各成分配制并熔炼合金，浇铸成锭后，经开坯、乳制、退火等工序制成带 材，然后与铜复合成层状复合材料，并乳制成银合金层厚0.03mm，总厚0.25mm的带材。
[0039]将实施例1~24和比较例1和2的带材用于制作成微电机三极换向器，将该换向器 装配在微电机中，进行寿命试验。其对应的电刷片材料为AgPd50/MX96。
[0040] 实施例1~24和比较例1、2的测试条件如下：
[0041] 测试温度:常温
[0042] 测试负荷：l〇g · cm [0043] 测试电压：8V [0044] 测试电流：1.7A
[0045] 旋转速度:30000rpm
[0046] 运转方式:连续
[0047] 测试过程中，通过检测电机转速和电流的变化来判定电机的工作状态，出现转速 或电流超标或停止运转时均判定为寿命终止。
[0048] 测试结果见表3。
[0049] 表3实施例1~24及比较例1~2寿命测试结果
[0050]
[0051]
[0052] 铦论：上还测试铦呆衣明，不友明的甘金仕咼电压、入电流和高转速条件下具有优 良的耐磨性和抗电弧能力。以本发明合金做工作层、铜合金为基层制成复合材料，用于制作 小型无人机用直流微电机，在相同条件下工作，与现有的AgCuPdNi合金所制换向器相比，具 有更长的使用寿命，达到了改善微电机接触稳定性和延长使用寿命的目的，达到了小型无 人机的使用要求。
【主权项】
1. 用于高压大电流的银基换向器材料，其特征在于，该材料各组份的重量百分含量为： 10~25%Cu;l~5%Ni;0.5~5%石墨；0.5~5%Ζη;0·05~1%RE，余量为Ag，其中石墨 以游离单质形式在材料的基体中。2. 根据权利要求1所述的材料，其特征在于:所述RE为Ce、Sm或Gd中的一种。3. 用于高压大电流的银基换向器材料的制备方法，其特征在于，有以下步骤： 1) 按权利要求1所述的配比取Ag、Cu、Ni、Zn、RE原料，采用水雾化法制备AgCuNiZnRE合 金粉末，合金粉末颗粒的最大等效直径< 80μηι，石墨以铜包覆石墨形成加入，其中Cu的含量 包括铜包覆石墨的铜含量； 2) 步骤1)所述的合金粉末与铜包覆石墨粉末混合均勾，压力为80~200MPa冷等静压制 成形，得到坯料； 3) 步骤2)所述的坯料置于氨分解或纯氢气氛中，750~900°C烧结； 4) 烧结好的坯料以挤压比2 20挤压； 5) 将挤压的坯料通过室温乳制、再结晶退火、冷拉工艺，制备成带材或丝材。4. 一种用于微电机换向器的复合材料，其特征在于:权利要求1或2所述的材料覆盖在 基层的表面，其中铜为基层。5. 根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于:权利要求1或2所述的材料部分或全部 覆盖在基层的表面。6. -种微电机换向器，其特征在于:它使用权利要求1或2所述的材料。7. 根据权利要求6所述的微电机换向器，其特征在于：它使用权利要求4所述的复合材 料。8. -种直流微电机，其特征在于:它使用权利要求6或7所述的换向器。
【专利摘要】本发明涉及一种用于高压大电流的银基换向器材料，其特征在于，材料各组份的重量百分含量为：10～25％Cu；1～5％Ni；0.5～5％石墨；0.5～5％Zn；0.05～1％RE，余量为Ag，其中石墨以游离单质形式在材料的基体中。本发明所述材料具有较好的耐磨性和抗电弧能力，灭弧和自润滑性能好，在高电压、大电流和高转速条件下具有优良性能，可以改善接触稳定性、延长微电机的使用寿命，适用于用于小型无人机用直流微电机。
【IPC分类】B22F3/10, B22F9/08, C22C1/05, B22F3/04, C22C5/08
【公开号】CN105648261
【申请号】
【发明人】徐永红, 杨贤军, 章应, 余小玲
【申请人】重庆川仪自动化股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月1日