JPH0551603A - ホウ素を含有する銅−黒鉛ブラシ及びその製造方法 - Google Patents
ホウ素を含有する銅−黒鉛ブラシ及びその製造方法Info
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- JPH0551603A JPH0551603A JP3235488A JP23548891A JPH0551603A JP H0551603 A JPH0551603 A JP H0551603A JP 3235488 A JP3235488 A JP 3235488A JP 23548891 A JP23548891 A JP 23548891A JP H0551603 A JPH0551603 A JP H0551603A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブラシの寸法及び比抵抗を安定化する。
【構成】 銅被覆黒鉛粉末を主成分とする銅−黒鉛ブラ
シであって、銅被覆にホウ素をホウ素／銅の重量比とし
て0.０５〜５％含有する銅−黒鉛ブラシ。 【効果】 高温時のブラシの寸法及び比抵抗を安定化す
る。
シであって、銅被覆にホウ素をホウ素／銅の重量比とし
て0.０５〜５％含有する銅−黒鉛ブラシ。 【効果】 高温時のブラシの寸法及び比抵抗を安定化す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電流密度用銅−黒鉛
ブラシに関する。
ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、銅−黒鉛ブラシは、銅粉末と黒鉛
粉末を混合し、その混合物を成形、焼結して作製されて
いる（混合法）。しかし、銅と黒鉛では比重が銅8.９
３、黒鉛2.８５と大きく異なるため、銅粉末と黒鉛粉末
を均一に混合することが困難であり、局部的に銅粉末が
偏在し、ブラシの電気特性が安定しない等の問題があっ
た。それを改良する技術として、黒鉛粉末の表面に銅皮
膜をコーティングした銅被覆黒鉛粉末（特開昭５３−１
２９１５６号或いは特開昭５４−１１０３０号）を成形
し、焼結して銅−黒鉛ブラシを作製する方法が知られて
いる。
粉末を混合し、その混合物を成形、焼結して作製されて
いる（混合法）。しかし、銅と黒鉛では比重が銅8.９
３、黒鉛2.８５と大きく異なるため、銅粉末と黒鉛粉末
を均一に混合することが困難であり、局部的に銅粉末が
偏在し、ブラシの電気特性が安定しない等の問題があっ
た。それを改良する技術として、黒鉛粉末の表面に銅皮
膜をコーティングした銅被覆黒鉛粉末（特開昭５３−１
２９１５６号或いは特開昭５４−１１０３０号）を成形
し、焼結して銅−黒鉛ブラシを作製する方法が知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】銅被覆黒鉛粉末を成
形、焼結して得られる銅−黒鉛ブラシは、銅粉末と黒鉛
粉末を混合して作製されるブラシに比べ電気特性、しゅ
う動特性等に優れているため、小型モーター用ブラシ等
に使用されている。しかし、高電流密度用に使用した場
合、特に発熱により１５０℃以上の温度で使用した場合
にブラシ自体の寸法と比抵抗値が変化し、その結果とし
て使用不能になるとの問題が発生する。
形、焼結して得られる銅−黒鉛ブラシは、銅粉末と黒鉛
粉末を混合して作製されるブラシに比べ電気特性、しゅ
う動特性等に優れているため、小型モーター用ブラシ等
に使用されている。しかし、高電流密度用に使用した場
合、特に発熱により１５０℃以上の温度で使用した場合
にブラシ自体の寸法と比抵抗値が変化し、その結果とし
て使用不能になるとの問題が発生する。
【０００４】本発明は、上記の問題点、即ち銅被覆黒鉛
粉末を主成分として成形、焼結して得られる銅−黒鉛ブ
ラシの高電流密度での使用時の寸法の膨張と比抵抗値の
上昇を抑制することを目的とする。
粉末を主成分として成形、焼結して得られる銅−黒鉛ブ
ラシの高電流密度での使用時の寸法の膨張と比抵抗値の
上昇を抑制することを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、上記目的
を達成すべく鋭意研究した結果、銅被覆黒鉛粉末を成
形、焼結して作製される銅−黒鉛ブラシを高電流密度用
に使用し、発熱によりブラシ温度が１５０℃以上になっ
た場合、ブラシ自体の寸法が膨張するとともに比抵抗値
が上昇する原因がブラシ中の銅の酸化によることと、銅
の酸化を防止することにより寸法と比抵抗値の変化を抑
制できることを見出し、本発明を完成した。
を達成すべく鋭意研究した結果、銅被覆黒鉛粉末を成
形、焼結して作製される銅−黒鉛ブラシを高電流密度用
に使用し、発熱によりブラシ温度が１５０℃以上になっ
た場合、ブラシ自体の寸法が膨張するとともに比抵抗値
が上昇する原因がブラシ中の銅の酸化によることと、銅
の酸化を防止することにより寸法と比抵抗値の変化を抑
制できることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】本発明は、銅被覆黒鉛粉末を主成分とする
銅−黒鉛ブラシであって、ホウ素をホウ素／銅の重量比
として0.０５〜５重量％含有することを特徴とするホウ
素を含有する銅−黒鉛ブラシである。本発明において、
銅−黒鉛ブラシ中の銅に対するホウ素の含有量は0.０５
〜５重量％が適当である。0.０５重量％未満の含有量で
は銅の酸化防止効果が之しく、また、５重量％を越える
と焼結時にクラックが発生するため実用的でない。
銅−黒鉛ブラシであって、ホウ素をホウ素／銅の重量比
として0.０５〜５重量％含有することを特徴とするホウ
素を含有する銅−黒鉛ブラシである。本発明において、
銅−黒鉛ブラシ中の銅に対するホウ素の含有量は0.０５
〜５重量％が適当である。0.０５重量％未満の含有量で
は銅の酸化防止効果が之しく、また、５重量％を越える
と焼結時にクラックが発生するため実用的でない。
【０００７】銅被覆黒鉛粉末を主成分とする銅−黒鉛ブ
ラシとは、４８メッシュ以下の黒鉛粉末の表面に銅を、
黒鉛の重量に対して１０〜９０％被覆した黒鉛粉末を加
圧成形したブラシであり、公知の種々の方法で製造され
る。例えば、１５０メッシュ以下の粒径の黒鉛粉末の表
面に、銀、パラジウム等の貴金属触媒層を形成してから
銅よりもイオン化傾向大なる金属により銅イオンを置換
還元して銅を析出させる置換めっき法（例えば、特開昭
５３−１２９１５６号或は特開昭５４−１１０３０号に
準じて）や、ホルマリンで銅イオンを還元して銅を析出
させる化学めっき法（例えば特開昭６１−２５８８６８
号に準じて）で銅を黒鉛の重量に対して３０〜７０％被
覆した銅被覆黒鉛粉末を製造する。更に、銅被覆黒鉛粉
末を１〜３トン／cm2 の圧力で加圧成形し、還元性雰囲
気中で７００〜８００℃の温度で焼結して製造される。
ラシとは、４８メッシュ以下の黒鉛粉末の表面に銅を、
黒鉛の重量に対して１０〜９０％被覆した黒鉛粉末を加
圧成形したブラシであり、公知の種々の方法で製造され
る。例えば、１５０メッシュ以下の粒径の黒鉛粉末の表
面に、銀、パラジウム等の貴金属触媒層を形成してから
銅よりもイオン化傾向大なる金属により銅イオンを置換
還元して銅を析出させる置換めっき法（例えば、特開昭
５３−１２９１５６号或は特開昭５４−１１０３０号に
準じて）や、ホルマリンで銅イオンを還元して銅を析出
させる化学めっき法（例えば特開昭６１−２５８８６８
号に準じて）で銅を黒鉛の重量に対して３０〜７０％被
覆した銅被覆黒鉛粉末を製造する。更に、銅被覆黒鉛粉
末を１〜３トン／cm2 の圧力で加圧成形し、還元性雰囲
気中で７００〜８００℃の温度で焼結して製造される。
【０００８】銅−黒鉛ブラシにホウ素を添加する方法と
しては、金属ホウ素粉末を銅被覆黒鉛粉末に混合する方
法、銅−ホウ素合金粉末等のホウ素含金粉末を銅被覆黒
鉛粉末に混合する方法等があるが、各粉末の比重が異な
るため均一に混合することが困難で、特性が安定しない
問題がある。本発明は、ホウ素／銅の重量比が0.０５〜
５％となるホウ素化合物を表面に付着させた銅被覆黒鉛
粉末を主成分として成形、焼結することを特徴とするホ
ウ素を含有する銅−黒鉛ブラシの製造方法である。
しては、金属ホウ素粉末を銅被覆黒鉛粉末に混合する方
法、銅−ホウ素合金粉末等のホウ素含金粉末を銅被覆黒
鉛粉末に混合する方法等があるが、各粉末の比重が異な
るため均一に混合することが困難で、特性が安定しない
問題がある。本発明は、ホウ素／銅の重量比が0.０５〜
５％となるホウ素化合物を表面に付着させた銅被覆黒鉛
粉末を主成分として成形、焼結することを特徴とするホ
ウ素を含有する銅−黒鉛ブラシの製造方法である。
【０００９】本発明において、銅被覆黒鉛粉末の表面に
付着させるホウ素化合物の付着量は、銅被覆黒鉛粉末の
銅量に対するホウ素の重量比で0.０５〜５％が最適であ
る。また、表面に付着させるホウ素化合物としては、ホ
ウ酸、ジメチルアミンボラン等が使用できるが、これら
に限定されるものではない。本発明において、銅被覆黒
鉛粉末の表面にホウ素化合物を付着させる方法として
は、ホウ素化合物を溶解した水溶液を銅被覆黒鉛粉末に
噴霧し、良く混合してから乾燥する方法、ホウ素化合物
溶液中に銅被覆黒鉛粉末を分散させ、濾別後乾燥する方
法等があるが、これらに限定されるものではない。
付着させるホウ素化合物の付着量は、銅被覆黒鉛粉末の
銅量に対するホウ素の重量比で0.０５〜５％が最適であ
る。また、表面に付着させるホウ素化合物としては、ホ
ウ酸、ジメチルアミンボラン等が使用できるが、これら
に限定されるものではない。本発明において、銅被覆黒
鉛粉末の表面にホウ素化合物を付着させる方法として
は、ホウ素化合物を溶解した水溶液を銅被覆黒鉛粉末に
噴霧し、良く混合してから乾燥する方法、ホウ素化合物
溶液中に銅被覆黒鉛粉末を分散させ、濾別後乾燥する方
法等があるが、これらに限定されるものではない。
【００１０】
【作 用】ホウ素化合物を表面に付着させた銅被覆黒
鉛粉末を成形し水素ガス等の還元ガス雰囲気で焼結する
と、銅の表面に付着しているホウ素化合物の多くは（例
えば８０％）は金属ホウ素に還元されて速やかに銅と合
金化し、表面に銅−ホウ素合金の薄膜が形成される。こ
の銅−ホウ素合金薄膜層は耐酸化性に優れており、１５
０℃以上の高温でも銅の酸化を防止すると考えられる。
即ち、銅被覆黒鉛粉末を主成分とする銅−黒鉛ブラシに
ホウ素を含有させることにより、銅−黒鉛ブラシの高電
流密度での使用時の寸法の膨張と比抵抗値の上昇を抑制
できるものと考えられる。
鉛粉末を成形し水素ガス等の還元ガス雰囲気で焼結する
と、銅の表面に付着しているホウ素化合物の多くは（例
えば８０％）は金属ホウ素に還元されて速やかに銅と合
金化し、表面に銅−ホウ素合金の薄膜が形成される。こ
の銅−ホウ素合金薄膜層は耐酸化性に優れており、１５
０℃以上の高温でも銅の酸化を防止すると考えられる。
即ち、銅被覆黒鉛粉末を主成分とする銅−黒鉛ブラシに
ホウ素を含有させることにより、銅−黒鉛ブラシの高電
流密度での使用時の寸法の膨張と比抵抗値の上昇を抑制
できるものと考えられる。
【００１１】
【実施例】以下に実施例と比較例を挙げて、本発明を具
体的に説明する。 実施例１ １５０メッシュ以下の粒径の天然黒鉛粉末に通常の化学
めっき法により銅を５０重量％めっきし、銅被覆黒鉛粉
末を得た。得られた銅被覆黒鉛粉末にホウ酸水溶液を噴
霧し、良く混合してから乾燥して銅被覆黒鉛粉末の表面
に均一にホウ酸を付着させた。ホウ酸の付着量はホウ素
／銅の重量比として１％であった。このホウ酸を付着さ
せた銅被覆黒鉛粉末を２トン／cm2 の圧力で加圧成形
し、７８０℃のアンモニア分解ガス雰囲気で焼結して銅
−黒鉛ブラシを得た。
体的に説明する。 実施例１ １５０メッシュ以下の粒径の天然黒鉛粉末に通常の化学
めっき法により銅を５０重量％めっきし、銅被覆黒鉛粉
末を得た。得られた銅被覆黒鉛粉末にホウ酸水溶液を噴
霧し、良く混合してから乾燥して銅被覆黒鉛粉末の表面
に均一にホウ酸を付着させた。ホウ酸の付着量はホウ素
／銅の重量比として１％であった。このホウ酸を付着さ
せた銅被覆黒鉛粉末を２トン／cm2 の圧力で加圧成形
し、７８０℃のアンモニア分解ガス雰囲気で焼結して銅
−黒鉛ブラシを得た。
【００１２】実施例２、３ 実施例１と同様にして、ホウ酸の付着量がホウ素／銅の
重量比として0.０５％と５％の２種類の試料を作成し、
それを成形、焼結して銅−黒鉛ブラシを得た。
重量比として0.０５％と５％の２種類の試料を作成し、
それを成形、焼結して銅−黒鉛ブラシを得た。
【００１３】比較例１ ホウ酸を付着させない銅被覆黒鉛粉末を実施例１と同様
にして成形、焼結して銅−黒鉛ブラシを得た。
にして成形、焼結して銅−黒鉛ブラシを得た。
【００１４】比較例２ 実施例１と同様にして、ホウ酸の付着量がホウ素／銅の
重量比として0.０３％の試料を作成し、それを成形、焼
結して銅−黒鉛ブラシを得た。
重量比として0.０３％の試料を作成し、それを成形、焼
結して銅−黒鉛ブラシを得た。
【００１５】試験例（１） 実施例及び比較例で得られたブラシをヒートサイクルテ
ストにかけた。200℃×１時間→２０℃×0.５時間を１
サイクルとするヒートサイクルテストにかけ、１０サイ
クル毎の寸法（成形圧力方向の寸法）と比抵抗値を５０
サイクルまで測定した。各ヒートサイクル回数における
銅−黒鉛ブラシの寸法変化率（％）（増加）及び比抵抗
値（μΩ・cm）を第一表に記載した。
ストにかけた。200℃×１時間→２０℃×0.５時間を１
サイクルとするヒートサイクルテストにかけ、１０サイ
クル毎の寸法（成形圧力方向の寸法）と比抵抗値を５０
サイクルまで測定した。各ヒートサイクル回数における
銅−黒鉛ブラシの寸法変化率（％）（増加）及び比抵抗
値（μΩ・cm）を第一表に記載した。
【００１６】
【００１７】
【効果】実施例から明らかなように、本発明により得ら
れるホウ素を含有する銅−黒鉛ブラシは、１５０℃以上
の高温においてもブラシ自体の寸法と比抵抗値の変化が
ほとんどなく、従来、銅被覆黒鉛粉末を主成分とした銅
−黒鉛ブラシが使用できなかった高電流密度用にも有効
に使用できるようになった。
れるホウ素を含有する銅−黒鉛ブラシは、１５０℃以上
の高温においてもブラシ自体の寸法と比抵抗値の変化が
ほとんどなく、従来、銅被覆黒鉛粉末を主成分とした銅
−黒鉛ブラシが使用できなかった高電流密度用にも有効
に使用できるようになった。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 18/38 8414−4Ｋ
Claims (2)
- 【請求項１】 銅被覆黒鉛粉末を主成分とする銅−黒鉛
ブラシであって、ホウ素をホウ素／銅の重量比として0.
０５〜５％含有することを特徴とする銅−黒鉛ブラシ。 - 【請求項２】 ホウ素／銅の重量比が0.０５〜５％とな
るホウ素化合物を表面に付着させた銅被覆黒鉛粉末を主
成分として、成形、焼結することを特徴とする銅−黒鉛
ブラシの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3235488A JPH0551603A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | ホウ素を含有する銅−黒鉛ブラシ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3235488A JPH0551603A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | ホウ素を含有する銅−黒鉛ブラシ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551603A true JPH0551603A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16986798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3235488A Pending JPH0551603A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | ホウ素を含有する銅−黒鉛ブラシ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551603A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7732058B2 (en) * | 2005-03-16 | 2010-06-08 | Diamond Innovations, Inc. | Lubricious coatings |
| CN110306176A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-08 | 中南大学 | 一种Cu-B/C复合材料及其制备方法 |
| CN115084516A (zh) * | 2021-07-28 | 2022-09-20 | 天津润光恒科技开发有限公司 | 一种硼基多元素复合材料的制备方法 |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP3235488A patent/JPH0551603A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7732058B2 (en) * | 2005-03-16 | 2010-06-08 | Diamond Innovations, Inc. | Lubricious coatings |
| CN110306176A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-08 | 中南大学 | 一种Cu-B/C复合材料及其制备方法 |
| CN115084516A (zh) * | 2021-07-28 | 2022-09-20 | 天津润光恒科技开发有限公司 | 一种硼基多元素复合材料的制备方法 |
| CN115084516B (zh) * | 2021-07-28 | 2024-05-07 | 天津润光恒科技开发有限公司 | 一种硼基多元素复合材料的制备方法 |
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