碳刷之二硫化钨润滑材料升级

二硫化钨润滑材料是一种非常优良的新兴减磨节能材料，其摩擦系数仅为0.03,性能大大优于传统的石墨和二硫化钼，被誉为新“润滑之王”。它不仅可以用于一般润滑条件下，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，它可以是粉末状态，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。

碳刷用摩擦材料通常由石墨、金属粉、二硫化钼和二硫化钨组成。碳刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，是使用在马达上的机能部件。碳刷使用范围很广泛，汽车、电动工具、家电、微型马达及大型电气设备等都大量使用。碳刷如果长时间工作，就会在换向器表面形成厚的碳皮膜，这种碳皮膜如果部分发生剥离，就会在剥离部分产生大的电流，进而产生电火花，会在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。因此，需向碳刷中加入碳化硅粉末等磨削剂。

但是，由于碳化硅粉末硬度很大，常常因颗粒太大或絮凝导致分散不均匀，随着碳刷长时间滑动就会将换向器表面研削，损坏换向器表面，从而降低电机工作效率，并且还会导致噪声。而且，在碳刷生产过程中，一般是将固体润滑剂二硫化钨与磨削剂碳化硅与石墨等碳刷原料直接混合，但固体润滑剂二硫化钨与磨削剂碳化硅经常因混合不均匀，导致碳刷工作时，固体润滑剂在换向器表面形成碳皮膜不能稳定均匀的被磨削剂消除，造成换向器表面不平整，导致局部电流过大，影响碳刷和换向器寿命，造成电机工作不稳定。

为解决这一问题，研究人员优化二硫化钨润滑材料的合成方案，其步骤按硫、钨、碳化硅、催化剂分别按工艺计算称重，硫的重量与钨粉重量的比例在34～100%，碳化硅的重量与钨粉重量的比例在0.5%～30%，催化剂的重量与钨粉重量的比例在0.05%～0.5%。

（1）将碳化硅配成5-8g/L的碳化物悬浊液，钨粉配为20-30g/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：（3～5）配制先驱体溶液，再加入催化剂和硫，在常温下搅拌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70～102℃，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

将混合粉末配料装舟，氩气保护下，在温度为230℃ ～850℃之间进行高温烧结反应，反应时间在5 ～24小时。

D 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。

E振动筛分级

将磨料好的产品按粒径大小进行振动筛分，得到二硫化钨复合材料。用该二硫化钨复合材料制备碳刷，碳刷中二硫化钨复合材料的质量百分含量占碳刷总重量的0.5～10%。

二硫化钨润滑材料可使电机工作稳定性和整流特性更好、电机工作效率更高，碳刷及换向器摩擦损耗率更小，寿命更长，并且可以抑制噪声的产生。同时可简化后续碳刷制备工艺，大幅提高碳刷制备效率。

• < 前へ
• 次へ >