二硫化钨 再造不一样的优质碳刷

二硫化钨是一种新型钨精细产品，是一种重要的摩擦材料，理化性能十分优异，被誉为新“润滑之王”，它的摩擦系数仅为 0.03，干摩擦性能比其它材料都好，它不仅可以用于通常润滑条件下，而且可以用于一定的高温、低温、高负荷、高真空、有辐射线以及有腐蚀介质等苛刻的工作环境中，它可以以粉末状态被单独使用，也可以与润滑油、润滑脂以及石墨、金属粉、塑料等物资混合制成复合材料。

碳刷是电机的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的机能部件。它广泛使用于汽车、微型马达、电动工 具及一些电气设备中。碳刷在随着转子长期滑动过程中，会在换向器表面形成厚的保护皮 膜，这种皮膜久而久之如果发生部分脱落等局部缺陷，就会在脱落部分产生电流集中，造成 整流特性恶化，甚至导致碳刷表面产生凹凸不平，如果电流过大也会造成换向器表面的损 坏。

为了解决这个问题，通常会向碳刷中加入磨削剂如碳化硅等，这样就可以使碳刷工作时在换向器表面形成的皮膜被碳化硅削除，但是，由于碳化硅的硬度极大，经常因其有部分大颗粒或絮凝导致分散不均匀，随着碳刷长期滑动就会将换向器表面划伤，从而导致碳刷工作效率下降，进而降低电机工作效率，同时还会产生噪声。

也因此，在碳刷生产过程中，最高级的做法是将作为润滑剂的二硫化钨与作为磨削剂的碳化硅与其它碳刷原料直接进行混合，润滑剂二硫化钨与磨削剂碳化硅常常因混合不均匀，制成碳刷后，润滑剂在换向器表面形成的皮膜不能均匀稳定的被磨削剂消除，使换向器表面不平整或损伤，表面局部电流过大，影响碳刷和换向器寿命，造成电机工作效率下降和不稳定。

碳刷的制备工艺包括：

A 配料：按所述的材料质量百分比进行配料，三氧化钨、碳化硅、硫磺、催化剂分别按工艺计算称重，硫的质量与三氧化钨质量的比例为28%，碳化硅的质量与三氧化钨质量的比例为0.8%，催化剂钯的质量与三氧化钨质量的比例在0.1%；

B前处理

（1）将碳化硅配成4g/L的碳化物悬浊液，三氧化钨配为15g/L的悬浊液，加入悬浊 液总量0.5-1.5%的尿素或OP乳化剂做分散剂，控制pH值≤5，在温度为25～65℃、常压条件 下将二者混合搅拌处理0.5～2小时，使钨包覆在碳化硅表面；

（2）将尿素和无水乙醇按1：3配制先驱体溶液，再加入催化剂和硫，常温搅拌10-20 分钟；

（3）将（1）和（2）混合并陈化1～2小时后进行真空抽滤，将抽滤后的混合物放入充 满氩气的烘箱中进行烘干，温度控制在70～110℃，烘干时间为 10 ～100 分钟，得到分布 均匀的混合粉末；

C 反应炉反应：将混合粉末装舟，进炉，炉内在微量氩气保护下通入氢气，氢气流速为5mL/min- 50mL/min，氢气的质量与三氧化钨质量的比例在3%，在温度为240 oC进行高温烧结反应，反 应时间在18小时。

E 磨料：将冷却后的反应物进行粉碎磨料，直到粒径小于100微米。

F 振动筛分级：将磨料好的产品按粒径大小进行振动筛分得到不同粒级的二硫化钨-碳化硅复合 材料。

使用二硫化钨制备碳刷，工艺简单，材料易得。在碳刷中 二硫化钨复合材料的含量占碳刷总质量的0.5～10%。用该复合材料制备的碳刷，耐磨性能提高，摩擦损耗率降低，电机和碳刷运行质量大幅提升，碳刷与换向器的使用寿命大大延长，还可以抑制无线电噪声的产生，百利而无一害。

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