适合制造换向器的材料有哪些？

在具有换向器的微型电机中， 换向器的作用是：将转子各线圈抽头至换向器耳仔，形成一个闭合回路，与碳刷结合，形成一个通过滑动摩擦接触面传递电流的动态传导系统。提供电流给处于某些位置的转子线圈，使之产生转矩旋转和在转子转动中使处于某一位置的线圈中的电流改变方向，以产生转矩， 使转子持续的运转，从而使电机输出持续的转矩动力。

基于以上功用，我们对换向器有以下几点要求：能使碳刷在其表面平稳的运行，在运转中噪声小，火花在一定的范围內， 有足够的硬度、刚度， 有一定的耐热能力， 在运行温度下不变形，不发脆， 能够在旋转中使转子线圈准确换向，有足够的运行寿命。

换向器材料

为了保证换向器的高质量和足够的强度，换向器所用的铜料必须有一定的硬度范围，一般取值是 HB80 - HB120, 最好是处在中段 HB95 - HB105, 标准的材料应该是电解铜和一定含量的银，这可以保证换向器哪怕是在极端温度时也有足够的硬度。例如碰焊或者将线圈用锡焊到换向器上时，所产生的温度超过了纯铜硬度改变的最低值时，换向器的铜片硬度不受影响，银可以使铜片在350℃的温度时，其硬度仍不 受影响， 经验表明， 可以使银的含量在 0.03% 和 0.1% 之间。

因为银有很好的导电性，所以我们常在换向器的铜面上镀银或镶银来提高换向器的性能， 这种方法可以降低换向器与碳刷接触的火花， 延长换向器的寿命。但由于银 的价格昂贵， 镶银铜片的工艺也较复杂。因此，这种换向器成本较普通铜片换向器为 高， 非必要一般不要选用。

在碰焊时， 当漆皮线的线径较大时， 采用给换向器耳仔位镀锡的方法来改善漆皮线和换向器耳仔的导通情況和耳仔的粘附力。塑料换向器的质量和压制工艺在很大程度上决定于塑料的特性。 因此， 塑料材料 的选用在换向器的制造中是很重要的， 选用塑料时， 必须注意以下几点：

a) 具有良好的机械性能

b) 具有适当的电气绝缘性能

c) 具有较高的耐热性， 在运行温度下不变形、不发脆

d) 温度膨胀系数与铜相近， 以免在反复冷热变化中造成换向片的松动或变形

e) 具有良好的流动性， 成型良好

f) 压制前后体积变化小

制造换向器所用的塑料， 一般有热固性塑料和热塑性塑料两种， 对于使用条件不同的各种电机， 选择时还要考虑到使用上的特殊要求， 如耐温性、耐油性、防霉性等 等特殊性能。

热固性的塑料， 是由热固性人造树脂加填料混合而成， 常用的填料有粉状和纤维状 (木粉、石英粉、云母粉、石棉、玻璃丝和其它纤维), 粉状塑料流动性好， 机械强度较差，仅用于小型塑料换向器， 纤维状塑料具有较高的机械强度而流动性较差， 塑料中最常用的苯酚甲醛树脂， 它的特点是具有高度的抗酸碱作用。 在热压时， 能很快地变成不溶化和不溶解的固体. 用热固性的塑料制造的换向器， 主要用于温度较高 的場合， 最常用的热固性塑料是酚醛玻璃纤维压塑料， 这种塑料以玻璃纤维 (杂乱的 或定向的)浸以改性的酚醛树脂 (碳酸甲醛树脂), 经干燥后而制成的纤维塑料， 它是 目前应用最广的一种塑料， 它的特性如下：

a) 冲击强度： 纤维质填料 70% 时为最高值， 若再增加填料反而使强度降低

b) 弯曲强度： 纤维质填料为 50-70% 时最大， 再大或再小都降低弯曲强度

c) 压缩强度： 填料量 40-60% 时压缩强度最大

d) 吸水量： 随填料量增大而稍有增加

e) 电气绝缘性好

热塑性的塑料， 主要有尼龙、液晶高分子树脂塑料等， 在应用中常加入玻璃丝和 其它纤维来提高其机械性能。由于是热熔性的， 所以， 这种换向器只可用于温度较低 的场合，液态高分子树脂塑料， 通常呈半透明的自然色， 它的物理特性参数如下：

a) 热变形温度是 346℃左右

b) 洛氏硬度 R77

c) 弯曲强度 23300 PSI

d) 吸水量 0.1% MAX

尼龙玻璃纤维压塑料， 以玻璃纤维 (杂乱的或定向的)混以尼龙 经加热模铸而成， 主要用在换向器体的制造， 它的物理特性参数如下：

b) 熔点 265℃

c) 弯曲强度 2700 kgf/cm2 MIN.

d) 吸水量 1.7%

结论

市场上常用的滑动接触材料，其组成为AuAgCu、AuAgPdCu、PtaaAgCu、AgCuNi、AgPdCu和PtAgCuNi，可用于制成三极换向器，然后可组装与直流紧凑型电机中。这种滑动触头材料带来了划时代的成果，使电机的起动电压保持在较低的水平，并提高了耐磨性。