Электрощеточный материал

(51) Н 01 В 39 20 С Ь)(БДИ 0;Е ст р тойчи компо ломер с мм ия износоуеродистогоепековый аю 40-300600 мкм пркомпонент ости, в качестве ента он содержит т микротвердодисперсностью лцем соотноше- .%:30 0-85,0 айчиков,Б.Н.Смирнов,3,2,0 40,0 8,-25,0о т л ив качевки он соные из групинцовыйьфид молибл УДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Л.С,Бочкарева, В.Г,З Л.В.Синицына, Н.Д.Сенин,В.И.Суслина и А.С.фиалков (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий (53) 621.3.047.4(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС В 342833, кл. С 01 В 31/04, 19722. Авторское свидетельство СССР 9 542276, кл. Н 0139/24, 1977 (поототип).)Ф с аж г асть кг /40 - и следунии ов, весМедьАнтифрикционнаядобавкаНатуральныйграфитСажепековый агломерат 1,2. Материал по п. 1,ч а ю щ и й с я тем, чтстве антифрикционной добдержит компоненты, выбрапы, содержащей свинег ет, олово, индий,дена или их смеси.3,0 -12,0 ттвсбРетвние ПРеДнаэначаетсЯ ДлЯзгатовлекия щеток для электриче;.-, Кт;. аттИ Кт ПРЕИМУтЕ СТВт" Н НО КИ 3 КО."Ольтк,.х пусковых двигателей.т 4 звтзстен электрощеточный матери -с;л, т"отертатий са т,сэпековый агломерат 5тт.; "Летаскостью более 500 мкм Ь 11.ОктьЗ КО ИЗВЕСтНЫй ЭЛЕКтРОШЕтаЧНЫйматериал ОблаДает низкОЙ правОДимостью (30:-60 МОМ), в результате чегона низковольтных двигателях наблю 1 Одаются большие электрические потери.Наиболее близким к предлагаемомуявляется электрощеточный материал,,анкьтй электрощеточный материалобладает ттавышенной граводит)остьюП сспм) ( 7,)Недостатком иэвестнога электрашеатьтагс материала является кизкаяизносоустойчивость. особенно при вы 2 Осоких плотностях така, порядка300 А/см , что связана главным обраэв)м с низкой микратвердОстью (да35 кгтс/тм"-)и механической прочностьюВХОДЯттк " КОМПОНЕНТОВ,:.,Ель изобретения - повышение изна -.Оусттойчттвостч злектрощеток намедкографитовай основе.УКЭЗанктаЯ ЦЕЛЬ ДОСТИГаЕТСЯ ТЕМчта алектрсщеточкый материал, содер- )Ожатзтй медь антифрикционные добавки,натуральный графит, углеродистыйОмонент,. в качестве углеродистогоомпанента содержит сажепекавыйагломеоат т микротвердостью 40- З 5300 ,-с/мм , дисперснастью 40-600 мкмпри .:лецукщем соотношении комонен.т 1 Од), Лтт ъ 30,0-85,0тт: - .:,ТИ ФРИ КЦИОНН аЯ.гломерат 1, 0-25,. Окачестве антифрикционной добавки Он содержит компоненты, выбранныеИ;т ГаУППЫ, СОДЕОжатЕЙ СВИНЕЦ, СВИНцсвьч глет,:, олово индий дисульфидсто)лт.:бдена или их смеси,Сущность изобретения заключается 5(тв следующем,Для Обеспечения износоустойчивости меднаграфитавОЙ кОмпОзиции которая достигается формированием пленкис оптимальными стабильными свойствами на контактной поверхности коллектора, добавляют в качестве углеродистого компонента, влияющего наи.:кас щетки, сажепековый агломератс микротвердостью 40-300 кгс/мм идисперсностью 40-600 мкм,Количество сажепековых агломератов, вводи."ых в металлографитную композицию, зависит от требуемых свойствэлектродетачных материалов, которьеОпределяются условиями работы их на 65 различных типах машин, и кс;)т.-бет 1,0 до 25,0 вес, Использование мелкацисперснс й Фракции , 40600 мкм) са)кепекавага аг)то:; - дт,обеспечивает равномерное р-: сгреде.ление по объему элеттроыетсчстсга атериала.Размолотый сажепековьтй агломератвводят в виде размолотой и просеянной через сетку 025 в".,Льцовастноймассы или порошков, предварительнотЕрМаабрабата.ННЫХ Ка.К Прк НИЗКОйттак и при высокой температураха также их смеси, Размол производятна мельнице типа БДК с решеткой1-5 мм или на. вибрамельнице т;:паМв течение 3-30 стсн.Сажепекавый агломерат содержащий сажу (48-)5 вес.с) с; пес52 вес, Ъ), прошедший ста)тиш вап,те"вакия (2-5-кра.тнае) при 1 т 0 -2 ст 3 Ска вальцах типа 502-503 или ВБ Формуют в блоки при удельном дашении 700-1500 кгс/смГодвергаюттермообрабатке при 800-1500 С, раз -малывают и просеивают через сетку02.5, Иногда блоки дополните)".с-вс термообрабатывают при повышенной температуре 2100-3000 С,Варьированием температуры термообрабатки сажепековых агломератовдостигается изменение величины миткротверцости частиц в широком диапа -зоне; с увелитением температурыот 0 да 1500 С величина микратвердасти ДОстигает максимальн:)Й величины 300-120 кгс/мм . с увеличениемтемпературы 1500-3000 С ве) в ,ичинамикратвердости значительно падаетдо 120-40 кгс/мм соответствсн".,с.Варьиравание содержания медногопОрОшка ДисперснОстью не более 250 мкмв интервале 30,0-85,0 вес,В обусловливается требуемой проводимостью иПЛаСтиЧНОСТЬЮ ЭЛЕКтРОЩЕтОЧКОГО Материала,В качестве антифрикциокной добавки в количестве 3,0-,12,0 вес,") вводятся компоненты выбранные из -руппы содержащей свинец глет свинцо-вый, алово, икций, дисульфид молиб -дена или их смеси дисттерсностью кеболее 150 мкм,Натуральный графит используетсякак сырой, так и термообработанныйспри ж.сактх темпераэурах 1800 - 3000 Св количестве 8,0-40,0 вес.В дисперсностью не более 250 мкм,Подготовленные компоненты, какуказано вьще, смешивают в смесителев течение 60120 мин, просеиваютчерез сито с сеткой 0 1 и прессуюпри удельном давлении 1100-3200 кг/см:)тпрессовакныте за ставки кти блокиойкигают при 40 т)-900"С, к из них изготавливают щетки для з-етс."ри. е -ккх машин.П р и м е р 1. Г.:одгт в ,овта сажепеконого агломерата захлючд-сч в ледующем. Смешивают сажу 61,5 вес,Ъ ипек 38,5 вес,Ъ в вибромельнице М,вальцуют 4 раза при 220-270 С навальцах типа 502-503, размалываютна мельнице БДМс решеткой 3 мм,просеивают через сетку 025, формуют 5в блоки при удельном давлении700 кгс/см и подвергают термообработке до 850 С. Блоки размалываютпредварительно на щековой дробилке изатем на вибромельнице Ми просеивают через сито с сеткой 025.Графит тайгинский сырой (9,0 вес.Ъ)дисперсностью не более 250 мкм, подготовленный сажепековый агломерат(4,0 вес.Ъ) микротвердостью 120300 кгсмм и дисперсностью 40450 мкм, медь (78,0 вес,Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, олово(3,0 вес.Ъ) дисперсностью не более150 мкм, свинцовый глет (6,0 вес.Ъ)дисперсностью не более 150 мкм сме О шивают в 2-образном смесителе, Полученный пресс-порошок прессуют в блокипри удельном давлении 3000 кгс/см.После чего блоки обжигают до 810 Св контейнерах с угольной засыпкой в 25печах непрерывного действия. Из блоков изготавливают щетки, которые испытывают на короткозамкнутом коллекторе и стартере с токовой нагрузкой300 А/см 30П р и м е р 2. По технологии при. мера 1 графит тайгинский сырой(1,0 вес.Ъ) с микротвердостью 120300 кгс/мм и дисперсностью 40450 мкм, медь (81,0 вес.Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, олово(3,0 вес.Ъ) дисперсностью не более150 мкм, свинцовый глет (6,0 вес,Ъ) дисперсностью не более 150 мкм смешивают в 2-образном смесителе.П р и м е р 3. По технологии примера 1 графит тайгинский сырой( 6,0 вес.Ъ) микротвердостью 120300 кгс/мми дисперсностью 40450 мкм, медь (82 вес.Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, дисульфидмолибдена (3 вес.Ъ) дисперсностьюне более 150 мкм смешивают в-образном смесителе..П р и м е р 4. По технологии примера 1 графит тайгинский сырой (9,0 вес.Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, сажепековый агломерат (25,0 вес,Ъ) микро-.твердостью 120-300 кгс/мм и дисперсностью 150-600 мкм ( который изготавливают по примеру 1 за исключениемразмола блоков на мельнице БДМс решеткой 1 мм и последующим просевомо через сито с сеткой 025) медь(54,0 вес.Ъ) дисперсностью не более250 мкм, олово (3,0 вес.Ъ) дисперс ностью не более 150 мкм, свинцовый . глет (9,0 вес.Ъ) дисперсностью 65 не более 150 мкм смешивают в-образном смесителе.П р и м е р 5. По технологии примера 1 графит тайгинский сырой9,0 вес, дисперсностью не более250 мкм, сажепековый агломерат(28,0 вес,Ъ) микротвердостью 120300 кгс/ьм " и дисперсностью 150600 мкм, медь (54,0 вес.Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, свинцовыйглет (9,0 вес,Ъ) дисперсностью неболее 150 мкм смешивают в-образномсмесителе,П р и м е р б. Подготовка сажепекового агломерата заключается вследующем. Смешивают сажу (58,0 вес.Ъ)и пек (42,0 вес.Ъ) в вибромельницев течение 15 мин, вальцуют 5 раз при220-270"С на валь ах типа БВЭ,размалывают на мельнице БДМс решеткой 3 мм просеивают через сетку025, формуют в блоки при удельномдавлении 1100 кгс/см и подвергаюттермообработке 50 количества блоковдо 1200 С и дополнительно 50 количества блоков до 2850 С, Блоки размалывают предварительно на щековойдробилке и затем на мельнице БДМ с решеткой 3 мм и последующим просевом через сито с сеткои 025,Графит тайгинский сырой (9,0 вес.Ъ ) дисперсностью не более 250 мкм, сажепековый агломерат (10 вес,Ъ) микротвердостью 40 в 3 кгс/мми дисперсностью 150-600 мкм, медь (75 вес.Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, свинцовый глет (6,0 вес.Ъ) дисперсностью не более 150 мкм смешивают в барабанном смесителе.П р и м е р 7. Подготовка са - жепекового агломерата заключается в следующем. Смешивают сажу ( 55 вес.Ъ) и пек ( 45 вес.Ъ) в вибромельнице М, вальцуют 3 раза при 250- 290 С в вальцах типа 502-503, размалывают на мельнице БДМс решеткой 3 м, просеивают через сетку 025.Графит тайгннский обеззоленный (20,0 вес.Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, сажепековый агломерат (6,0 вес,Ъ дисперсностью 150- 600 мкм, медь (65 вес.) дисперсностью не более 250 мкм, свинец (6,0 вес.Ъ) дисперсностью не более 150 мкм,. индий (3,0 вес,Ъ) дисперсностью не более 150 мкм смешивают в-образном смесителе, прессуют блоки при удельном давлении 1800 кгс/см и обжигают до 550 С в токе углекислого газа в печи типа Ц.П р и м е р 8, Подготовка сажепекового агломерата заключается следующем. Смешивают сажу (58,0 вес.Ъ) и пек (42,0 вес.Ъ) в вибромельнице в течение 15 мин, вальцуют 3 раза при 220-270 С на вальцах типа БВЭ, размалывают на мельнице БДМс решеткой 3 мм,.г.росеивают,через сетку 025, формуют в блоки при1045318 Злектрощеточный материал Переходноепадениенапряженияна парущеток, В Среднийизнос за500 включений,Микротвердость сажепековыхагломератовкгс/мм Коэффициент трения Твердость, кгс/мм Прототип 1,9 6 0,10-0,30 0,21 8-35 Предлагаемыйпо примеру 0,20-0,25 0,19 10 12 ООО 1,5 0,19 0,15-0 28 120-300 120-300 0,17-0, 23 0,9 0,20-0,29 0,20 120-300 1,0 0,21 0,20-0,35 120-300 40-300 0,8 0,18 0,16-0,25 1,0 0,18 0,15-0,25 200-300 0,18 О, 15-0, 30 40-120 0,8 0,17 0,16-0,25 200-300 0,15-0,28 0,9 0,18 120-300 10 П р и м е ч а н и е, В примере 5 наблюдается подгар коллектора, Удельном давлении 1100 кгс/см и подвергают термообработке при 2800 С.Блоки размалывают предварительнона шековой: дробилке, затем на мельнице БДМ с решеткой 3 мм, послечего просеивают через сито с сеткой025,Затем графит тайгинский сырой( 9,0 вес,Ъ) дисперсностью не более150 мкм, олово (3,0 весВ) дисперсностью не более 150 мкм смешивают в7. -образном смесителе.Полученный пресс-порошок прессуютв блоки при удельном давлении3000 кгс/см . После чего блоки обжигают до 810 С в контейнерах с угольной засыпкой в печах непрерывногодействия. Из блоков изготавливаютщетки, которые испытывают на коротко.Характеристики известного иэлектрощеточных мате замкнутом коллекторе и стартере стоковой нагрузкой 300 й/смП р и м е р 9По технологии примера 7 графит тайгинский сырой(3 вес,Ъ)дисперсностью не более 150 мкмсмешивают в а -образном смесителеП р и м е р 10. По технологййпримера 1 графит тайгинский сырой(6,0 вес.% микротвердостью 120300 кгс/мм и дисперсностью 40-.450 мкм, медь (70,0 вес.Ъ) дисперсностью не более 250 мкм, свинцовыйглет ;12,0 вес,Ъ) дисперсностью неболее 150 мкм смешивают в барабанномсмесителе.ХарактериСтики известного и предлагаемого электрощеточных материаловприведены в таблице,предлагаемогориаловЗаказ 75 бб/55 Тираж 590 Подпи сное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из таблицы, металлографитные.щетки, изготовленные из предлагаемого материала, где в качестве углеродистого компонента вводится сажепековый агломерат(1,0-25,0 вес.Ъ) микротвердостью 40-300 кгс/мм , обла2. дают повщаенной износоустойчивостью (в 1,5-2 раза) по сравнению с щетками, изготовленными из известного материала, где в качестве углеродистого компонента содержится смесь натураль ного графита и графитированного ма" териала. Результаты испытаний электрощеточного материала показали, что при введении сажепекового агломератасвыше 25 вес.Ъ наблюдается для отдельных, комплектов подгар коллекто-ра, а при введении сажепекового агломерата менее 1 вес.Ъ не достигаетсяжелаемого результата,Технико-экономиЧеские преимущества предлагаемого электрощеточного материала по сравнению с базовым объектом позволяют увеличить износостойкость щеток для низковольтных двигателей и соответственно срок службы в 1,5-2 раза.