專利名稱：一種碳換向器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換向器，具體涉及ー種碳換向器及其制造方法。
背景技術(shù)：
碳換向器是ー種常用的換向器，碳換向器的碳基本體具有優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性，不易被醇類腐蝕的特點(diǎn)；但目前的碳換向器存在的主要問(wèn)題是，碳基本體與換向片之間的結(jié)合牢固度不佳，難以承受電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，容易產(chǎn)生碳基本體與換向片脫離的現(xiàn)象，影響碳換向器的質(zhì)量和使用壽命。為了提高碳基本體與換向片之間的結(jié)合牢固度，通常會(huì)在碳基本體與換向片之間設(shè)置ー層金屬連接層用于增強(qiáng)碳基本體與換向片之間的結(jié)合牢固度。金屬連接層一般是通過(guò)電鍍或燒結(jié)或壓制的方式設(shè)置到碳基本體表面上，但在現(xiàn)有的制作エ藝中金屬連接層與碳基本體的連接強(qiáng)度依舊不佳，金屬連接層容易剝落；使得碳基本體與 換向片之間分離、脫落。例如，中國(guó)專利公開號(hào)CN102201637A，
公開日2011年09月28日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為換向器及其制造方法，該申請(qǐng)案公開了ー種換向器及其制造方法，包括周圍帶掛鉤的導(dǎo)電基座、設(shè)置于導(dǎo)電基座ー側(cè)的由導(dǎo)電材料制成的電刷接觸體、及與導(dǎo)電基座相固定的由絕緣材料制成的本體，所述電刷接觸體與導(dǎo)電基座之間還設(shè)有一連接層，所述連接層的與電刷接觸體相接觸的面設(shè)有若干微孔或毛刺。該申請(qǐng)案通過(guò)在連接層表面設(shè)有若干微孔或毛刺，來(lái)增強(qiáng)連接層與電刷接觸體之間的結(jié)合牢固度，進(jìn)而增強(qiáng)導(dǎo)電基座與電刷接觸體之間的結(jié)合牢固度；通過(guò)增大接觸面積雖然能夠在一定程度上提高結(jié)合牢固度，但其結(jié)合牢固度依舊不高。另ー方面，現(xiàn)有碳換向器的填充料與碳基本體和換向片之間的附著效果不佳，碳基本體完全依靠與換向片之間的連接固定在換向器上，使得電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中碳基本體容易發(fā)生松動(dòng)、脫落等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的是為了克服現(xiàn)有的碳換向器的填充料與碳基本體和換向片之間的附著效果不佳，碳基本體容易發(fā)生松動(dòng)、脫落的問(wèn)題，提供一種填充料與碳基本體和換向片之間的附著效果好，整體連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的碳換向器。本發(fā)明的第二個(gè)目的是為了克服現(xiàn)有的碳換向器的碳基本體和換向片之間的連接牢固度不佳，碳基本體容易發(fā)生松動(dòng)、脫落的問(wèn)題，提供ー種碳基本體和換向片之間的連接牢固度好的碳換向器的制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種碳換向器，包括填充料、碳基本體及設(shè)置在碳基本體上呈周向均勻分布的換向片，其特征是，所述碳基本體的外側(cè)面與換向器軸線之間的徑向間距小于換向片外側(cè)面與換向器軸線之間的間距，碳基本體的底面外邊緣處設(shè)有ー凹陷的外環(huán)形臺(tái)階。由于碳基本體的夕H則面與換向器軸線之間的徑向間距小于換向片外側(cè)面與換向器軸線之間的間距，填充料將包覆碳基本體的外圍；同時(shí)由于碳基本體的底面外邊緣處設(shè)有ー凹陷的外環(huán)形臺(tái)階，填充料包覆碳基本體后會(huì)在外環(huán)形臺(tái)階相應(yīng)的進(jìn)行填充，將碳基本體牢固的固定在碳換向器上。在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中碳基本體受到的離心力，將主要由包覆碳基本體的填充料來(lái)克服，而碳基本體與換向片之間的相互作用力將會(huì)極大地減小，這樣碳基本體與換向片之間的連接結(jié)構(gòu)將不會(huì)發(fā)生松動(dòng)、脫落。本方案結(jié)構(gòu)的填充料與碳基本體之間的附著效果好，并提高了碳換向器的整體連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。作為優(yōu)選，碳基本體的底面內(nèi)邊緣處設(shè)有ー凹陷的內(nèi)環(huán)形臺(tái)階，可以提高填充料與碳基本體之間的連接強(qiáng)度。作為優(yōu)選，換向片包括與碳基本體上表面貼合的底板及位于底板外邊緣的側(cè)板，所述底板內(nèi)邊緣設(shè)有斜向上延伸的第一固定腳且第一固定腳與底板之間的夾角為銳角，所述側(cè)板頂部設(shè)有向換向器軸線方向斜向下延伸的第二固定腳。本方案結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)填充料與換向片之間的連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中換向片受到的離心カ，將主要由填充料來(lái)克服，而碳基本體與換向片之間的相互作用力將會(huì)極大地減小，這樣碳基本體與換向片之間的連接結(jié)構(gòu)將不會(huì)發(fā)生松動(dòng)、脫落。作為優(yōu)選，底板外邊緣位于側(cè)板的兩側(cè)分別設(shè)有一向換向器軸線方向斜向上延伸 的第三固定腳。本方案結(jié)構(gòu)可以進(jìn)ー步提高填充料與換向片之間的連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟:A，換向片沖制成型；B，換向片表面處理；C，碳基本體燒結(jié)成型；D，清洗；E，碳基本體一端面鍍鎳或鍍銅；
鍍鎳時(shí)，鍍液成份為硫酸鎳250g/L、硫酸18ml/L、硼酸20g/L、蒸餾水，鍍液的PH值為4 5之間，鍍液的溫度為50 65°C，電鍍時(shí)間為30 50分鐘，電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為0.5 土 O. IMPa ;或鍍液成份為氯化鎳50 60 g/L、氯化銨110g/L、冰こ酸20 g/L、蒸餾水，鍍液的PH值為4至5之間，鍍液的溫度為50 65°C ；電鍍時(shí)間為50 80分鐘；電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 ± O. IMPa ；鍍銅時(shí)，鍍液成份為氰化亞銅200 350g/L、硫酸銅24 30g/L、硫酸20g/L、蒸餾水，鍍液的PH值為4 5之間，鍍液的溫度為40 60°C，電鍍時(shí)間為100 150分鐘，電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa ；
F，清洗并烘干；G，換向片與燒結(jié)石墨焊接；H，換向器成型；J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。本方案的制造方法主要體現(xiàn)在電鍍エ藝中，將鍍液的PH值為4 5之間，可以提高電鍍時(shí)金屬離子在碳表面的附著效果；而鍍液的溫度的控制不僅可以提高電鍍時(shí)金屬離子的活性，還有效的控制可以鍍液成份的散發(fā)。最重要的是電鍍過(guò)程在一個(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa，由于碳基本體是個(gè)多孔隙的材料，碳基本體上具有極多的孔隙，因此在電鍍過(guò)程中對(duì)封閉的腔體內(nèi)進(jìn)行加壓使鍍液可以滲入碳基本體的孔隙中，這樣在電鍍過(guò)程中碳基本體的孔隙內(nèi)表面上也會(huì)被鍍上ー層金屬，當(dāng)碳基本體一端面形成ー層金屬鍍層后，碳基本體端面上形成的金屬鍍層將與碳基本體的孔隙內(nèi)的鍍層金屬連為一體；相當(dāng)于在碳基本體端面的金屬鍍層上形成極多的觸手扎根在碳基本體內(nèi)部，可以極大的提高碳基本體端面上的金屬鍍層與碳基本體的連接牢固度。因此當(dāng)換向片與碳基本體端面上的金屬鍍層焊接時(shí)可以將換向片牢固的焊接在碳基本體上。作為優(yōu)選，C步驟中的碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成為碳85%至90%、鐵碳合金8%至11%、銅2%至4%或碳85%至90%、鐵碳合金8%至11%、鎳2%至4% ;具體制作過(guò)程如下，首先將碳粉置于型腔下部；接著將85%至90%的碳粉、8%至11%的鐵碳合金粉末、2%至4%的銅粉混合均勻并置于型腔上部或?qū)?5%至90%的碳粉、8%至11%的鐵碳合金粉末、2%至4%的鎳粉混合均勻并置于型腔上部；再接著通過(guò)壓制成型；最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)。由于鐵碳合金與銅或鐵碳合金與鎳均勻的分布于碳基本體上部結(jié)構(gòu)中并一體燒結(jié)制成，可以保證燒結(jié)后碳基本體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高；而由于碳基本體上部具有金屬成分，在電鍍的過(guò)程中可以提高鍍層金屬與碳基本體的連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另ー方面，鐵碳合金與碳的親和性好，可以提高燒結(jié)后碳基本體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。作為優(yōu)選，C步驟中的碳基本體的具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850°C至950°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)；接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在850°C至950°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2至3小時(shí)。在燒結(jié)的過(guò)程中，首先在一個(gè)大氣壓下進(jìn)行，可以保證碳基本體的結(jié)構(gòu)尺寸。 接著在負(fù)壓的環(huán)境中燒結(jié)可以增大碳基本體的孔隙率，這樣有利于提高鍍層金屬與碳基本體的連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。作為優(yōu)選，D步驟中的清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。作為優(yōu)選，在E步驟后F步驟之前，將碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。由于鍍液呈酸性，殘留在碳基本體上的鍍液會(huì)腐蝕金屬鍍層；因此將將碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中用于中和殘留在碳基本體上的酸性鍍液；然后在進(jìn)行清洗烘干。本發(fā)明的有益效果是碳換向器的整體連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，碳基本體和換向片之間的連接牢固度好，使用壽命長(zhǎng)。


圖I是本發(fā)明的碳換向器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的換向片一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中碳基本體I、換向片2、填充料3、外環(huán)形臺(tái)階4、內(nèi)環(huán)形臺(tái)階5、絕緣槽6、第一固定腳7、第三固定腳8、第二固定腳9、底板10、
側(cè)板11。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述
實(shí)施例1，如圖I所示，一種碳換向器，包括填充料3、碳基本體I及設(shè)置在碳基本體上呈周向均勻分布的換向片2。相鄰兩換向片2之間設(shè)有絕緣槽6。碳基本體I的外側(cè)面與換向器軸線之間的徑向間距小于換向片2外側(cè)面與換向器軸線之間的間距。碳基本體I的底面外邊緣處設(shè)有ー凹陷的外環(huán)形臺(tái)階4，碳基本體I的底面內(nèi)邊緣處設(shè)有ー凹陷的內(nèi)環(huán)形臺(tái)階5。由于碳基本體I的外側(cè)面與換向器軸線之間的徑向間距小于換向片2外側(cè)面與換向器軸線之間的間距，使得填充料3可將碳基本體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)包覆，如圖I所示，這樣可將碳基本體牢固的固定在碳換向器上，提高了碳換向器的整體連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
如圖I、圖2所示，換向片2包括與碳基本體I上表面貼合的底板10及位于底板外邊緣的側(cè)板11。所述底板10內(nèi)邊緣設(shè)有斜向上延伸的第一固定腳7且第一固定腳7與底板10之間的夾角為銳角。底板10內(nèi)邊緣上位于第一固定腳7兩側(cè)分別設(shè)有一半圓形缺ロ
12。缺ロ 12的設(shè)置増大了底板內(nèi)邊緣與填充材料之間的接觸面積，増大了底板與填充材料之間的結(jié)合強(qiáng)度。底板10外邊緣位于側(cè)板11的兩側(cè)分別設(shè)有一向換向器軸線方向斜向上延伸的第三固定腳8。所述側(cè)板11頂部設(shè)有向換向器軸線方向斜向下延伸的第二固定腳9。實(shí)施例2，一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟
A,換向片沖制成型。B,換向片表面處理。C，碳基本體燒結(jié)成型。 碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成材料為碳85%、鐵碳合金11%、銅4%。具體制作過(guò)程如下首先將碳粉置于型腔下部；接著將85%的碳粉、11%的鐵碳合金粉末、4%的銅粉混合均勻并置于型腔上部。然后通過(guò)壓制成型。最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)；具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)。接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在850°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2小時(shí)。D，清洗。清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。E,碳基本體一端面鍍銅。鍍銅時(shí)，鍍液成份為氰化亞銅200g/L、硫酸銅24g/L、硫酸20g/L、蒸餾水。鍍液的PH值為4。鍍液的溫度為40°C。電鍍時(shí)間為100分鐘。電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa0將電鍍完成后的碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。F，清洗并烘干。通過(guò)蒸餾水進(jìn)行清洗。蒸餾水溫度80°C至90°C，清洗時(shí)間30秒。清洗后進(jìn)行烘干，烘干溫度為87±3°C，烘干時(shí)間為40±5分鐘。G,換向片與燒結(jié)石墨焊接。H，換向器成型。J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。實(shí)施例3，一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟
A,換向片沖制成型。B,換向片表面處理。C，碳基本體燒結(jié)成型。碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成材料為碳87%、鐵碳合金10%、銅3%。具體制作過(guò)程如下首先將碳粉置于型腔下部；接著將87%的碳粉、10%的鐵碳合金粉末、3%的銅粉混合均勻并置于型腔上部。然后通過(guò)壓制成型。最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)；具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)。接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在900°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2小時(shí)。D，清洗。清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。E,碳基本體一端面鍍銅。鍍銅時(shí)，鍍液成份為氰化亞銅280g/L、硫酸銅27g/L、硫酸20g/L、蒸餾水。鍍液的PH值為4. 5。鍍液的溫度為50°C。電鍍時(shí)間為120分鐘。電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa。將電鍍完成后的碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。F，清洗并烘干。通過(guò)蒸餾水進(jìn)行清洗。蒸餾水溫度80°C至90°C，清洗時(shí)間30秒。清洗后進(jìn)行烘干，烘干溫度為87±3°C，烘干時(shí)間為40±5分鐘。G,換向片與燒結(jié)石墨焊接。H，換向器成型。J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。實(shí)施例4，一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟
A,換向片沖制成型。B,換向片表面處理。C，碳基本體燒結(jié)成型。
碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成材料為 碳90%、鐵碳合金8%、銅2%。具體制作過(guò)程如下首先將碳粉置于型腔下部；接著將90%的碳粉、8%的鐵碳合金粉末、2%的銅粉混合均勻并置于型腔上部。然后通過(guò)壓制成型。最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)；具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)。接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在950°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2小時(shí)。D，清洗。清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。E,碳基本體一端面鍍銅。鍍銅時(shí)，鍍液成份為氰化亞銅350g/L、硫酸銅30g/L、硫酸20g/L、蒸餾水。鍍液的PH值為5。鍍液的溫度為60°C。電鍍時(shí)間為150分鐘。電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa0將電鍍完成后的碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。F，清洗并烘干。通過(guò)蒸餾水進(jìn)行清洗。蒸餾水溫度80°C至90°C，清洗時(shí)間30秒。清洗后進(jìn)行烘干，烘干溫度為87±3°C，烘干時(shí)間為40±5分鐘。G,換向片與燒結(jié)石墨焊接。H，換向器成型。J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。實(shí)施例5，一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟
A,換向片沖制成型。B,換向片表面處理。C，碳基本體燒結(jié)成型。碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成材料為碳85%、鐵碳合金11%、鎳4%。具體制作過(guò)程如下首先將碳粉置于型腔下部；接著將85%的碳粉、11%的鐵碳合金粉末、4%的鎳粉混合均勻并置于型腔上部。然后通過(guò)壓制成型。最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)；具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)。接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在850°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2小時(shí)。D，清洗。清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。E,碳基本體一端面鍍鎳。鍍鎳時(shí)，鍍液成份為硫酸鎳250g/L、硫酸18ml/L、硼酸20g/L、蒸餾水。鍍液的PH值為4.5。鍍液的溫度為50 65°C。電鍍時(shí)間為30 50分鐘。電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa。將電鍍完成后的碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。F，清洗并烘干。通過(guò)蒸餾水進(jìn)行清洗。蒸餾水溫度80°C至90°C，清洗時(shí)間30秒。清洗后進(jìn)行烘干，烘干溫度為87±3°C，烘干時(shí)間為40±5分鐘。G,換向片與燒結(jié)石墨焊接。H，換向器成型。J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。實(shí)施例5，一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟
A,換向片沖制成型。B,換向片表面處理。C，碳基本體燒結(jié)成型。碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成材料為碳87%、鐵碳合金10%、鎳3%。具體制作過(guò)程如下首先將碳粉置于型腔下部；接著將87%的碳粉、10%的鐵碳合金粉末、3%的鎳粉混合均勻并置于型腔上部。然后通過(guò)壓制成型。最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)；具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)。接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在900°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2小時(shí)。D，清洗。清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。E,碳基本體一端面鍍鎳。鍍液成份為氯化鎳50g/L、氯化銨110g/L、冰こ酸20g/L、蒸餾水。鍍液的PH值為
4。鍍液的溫度為50 65°C。電鍍時(shí)間為50 80分鐘。電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa。將電鍍完成后的碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。F，清洗并烘干。通過(guò)蒸餾水進(jìn)行清洗。蒸餾水溫度80°C至90°C，清洗時(shí)間30秒。清洗后進(jìn)行烘干，烘干溫度為87±3°C，烘干時(shí)間為40±5分鐘。G,換向片與燒結(jié)石墨焊接。H，換向器成型。J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。實(shí)施例6，一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟
A,換向片沖制成型。B,換向片表面處理。C，碳基本體燒結(jié)成型。碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成材料為 碳90%、鐵碳合金8%、鎳2%。具體制作過(guò)程如下首先將碳粉置于型腔下部；接著將90%的碳粉、8%的鐵碳合金粉末、2%的鎳粉混合均勻并置于型腔上部。然后通過(guò)壓制成型。最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)；具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)。接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在950°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2小時(shí)。D，清洗。清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。E,碳基本體一端面鍍鎳。鍍液成份為氯化鎳60 g/L、氯化銨110 g/L、冰こ酸20 g/L、蒸餾水。鍍液的PH值、5。鍍液的溫度為50 65°C。電鍍時(shí)間為50 80分鐘。電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa。將電鍍完成后的碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。F，清洗并烘干。通過(guò)蒸餾水進(jìn)行清洗。蒸餾水溫度80°C至90°C，清洗時(shí)間30秒。清洗后進(jìn)行烘干，烘干溫度為87±3°C，烘干時(shí)間為40±5分鐘。G,換向片與燒結(jié)石墨焊接。H，換向器成型。J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。實(shí)施例7，一種碳換向器的制造方法，包括以下步驟
A,換向片沖制成型。B,換向片表面處理。、
C，碳基本體燒結(jié)成型。碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成材料為碳85%、鐵碳合金11%、鎳4%。具體制作過(guò)程如下首先將碳粉置于型腔下部；接著將85%的碳粉、11%的鐵碳合金粉末、4%的鎳粉混合均勻并置于型腔上部。然后通過(guò)壓制成型。最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)；具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)。接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在950°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2小時(shí)。D，清洗。清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。E,碳基本體一端面鍍鎳。鍍液成份為氯化鎳55 g/L、氯化銨110 g/L、冰こ酸20 g/L、蒸餾水。鍍液的PH值
5。鍍液的溫度為50 65°C。電鍍時(shí)間為50 80分鐘。電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa。將電鍍完成后的碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。F，清洗并烘干。通過(guò)蒸餾水進(jìn)行清洗。蒸餾水溫度80°C至90°C，清洗時(shí)間30秒。清洗后進(jìn)行烘干，烘干溫度為87±3°C，烘干時(shí)間為40±5分鐘。G,換向片與燒結(jié)石墨焊接。H，換向器成型。J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。
權(quán)利要求
1.一種碳換向器，包括填充料(3)、碳基本體(I)及設(shè)置在碳基本體上呈周向均勻分布的換向片(2)，其特征是，所述碳基本體的外側(cè)面與換向器軸線之間的徑向間距小于換向片外側(cè)面與換向器軸線之間的間距，碳基本體(I)的底面外邊緣處設(shè)有ー凹陷的外環(huán)形臺(tái)階⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳換向器，其特征是，碳基本體(I)的底面內(nèi)邊緣處設(shè)有ー凹陷的內(nèi)環(huán)形臺(tái)階(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種碳換向器，其特征是，換向片包括與碳基本體上表面貼合的底板(10)及位于底板外邊緣的側(cè)板(11)，所述底板內(nèi)邊緣設(shè)有斜向上延伸的第一固定腳(7)且第一固定腳與底板之間的夾角為銳角，所述側(cè)板(11)頂部設(shè)有向換向器軸線方向斜向下延伸的第二固定腳(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種碳換向器，其特征是，所述底板外邊緣位于側(cè)板的兩側(cè)分別設(shè)有一向換向器軸線方向斜向上延伸的第三固定腳(8)。
5.權(quán)利要求I所述的ー種碳換向器的制造方法，其特征是，包括以下步驟:A，換向片沖制成型；B，換向片表面處理；C，碳基本體燒結(jié)成型；D，清洗； E,碳基本體一端面鍍鎳或鍍銅； 鍍鎳時(shí)，鍍液成份為硫酸鎳250g/L、硫酸18ml/L、硼酸20g/L、蒸餾水，鍍液的PH值為4 5之間，鍍液的溫度為50 65°C，電鍍時(shí)間為30 50分鐘，電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa ;或鍍液成份為氯化鎳50 60 g/L、氯化銨110g/L、冰こ酸20 g/L、蒸餾水，鍍液的PH值為4至5之間，鍍液的溫度為50 65°C ；電鍍時(shí)間為50 80分鐘；電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 ± O. IMPa ； 鍍銅時(shí)，鍍液成份為氰化亞銅200 350g/L、硫酸銅24 30g/L、硫酸20g/L、蒸餾水，鍍液的PH值為4 5之間，鍍液的溫度為40 60°C，電鍍時(shí)間為100 150分鐘，電鍍?cè)谝粋€(gè)封閉的腔體中進(jìn)行且腔體內(nèi)的氣壓為O. 5 土 O. IMPa ； F，清洗并烘干；G，換向片與燒結(jié)石墨釬焊；H，換向器成型；J，鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種碳換向器的制造方法，其特征是，所述C步驟中的碳基本體的構(gòu)成為兩部分，碳基本體下部的構(gòu)成材料為碳；碳基本體上部的構(gòu)成為碳85%至90%、鐵碳合金8%至11%、銅2%至4%或碳85%至90%、鐵碳合金8%至11%、鎳2%至4% ;具體制作過(guò)程如下，首先將碳粉置于型腔下部；接著將85%至90%的碳粉、8%至11%的鐵碳合金粉末、2%至4%的銅粉混合均勻并置于型腔上部或?qū)?5%至90%的碳粉、8%至11%的鐵碳合金粉末、2%至4%的鎳粉混合均勻并置于型腔上部；再接著通過(guò)壓制成型；最后對(duì)壓制成型的碳基本體進(jìn)行燒結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的ー種碳換向器的制造方法，其特征是，所述C步驟中的碳基本體的具體燒結(jié)エ藝如下首先，將碳基本體置于采用保護(hù)氣氛的高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為850°C至950°C，爐內(nèi)壓カ為O. IMPa，燒結(jié)時(shí)間為O. 5小時(shí)；接著，將爐內(nèi)壓カ調(diào)節(jié)為O. 05土 O. 02MPa，在850°C至950°C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)2至3小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的ー種碳換向器的制造方法，其特征是，所述D步驟中的清洗過(guò)程如下將燒結(jié)成型冷卻后的碳基本體放入蒸餾水中通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗，蒸餾水溫度為50 80°C，清洗時(shí)間為I 2分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的ー種碳換向器的制造方法，其特征是，在E步驟后F步驟之前，將碳基本體的下部置于PH值為7至8之間的弱堿性溶液中，浸潰時(shí)間為5至10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳換向器及其制造方法，旨在提供一種整體連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，碳基本體和換向片之間的連接牢固度好，使用壽命長(zhǎng)的碳換向器及其制造方法。碳換向器包括填充料、碳基本體及設(shè)置在碳基本體上呈周向均勻分布的換向片所述碳基本體的外側(cè)面與換向器軸線之間的徑向間距小于換向片外側(cè)面與換向器軸線之間的間距，碳基本體的底面外邊緣處設(shè)有一凹陷的外環(huán)形臺(tái)階。碳換向器的制造方法如下A，換向片沖制成型；B,換向片表面處理；C,碳基本體燒結(jié)成型；D，清洗；E,碳基本體一端面鍍鎳或鍍銅；F,清洗并烘干；G,換向片與燒結(jié)石墨釬焊；H,換向器成型；J,鏜孔、車削外圓、銑絕緣槽。
文檔編號(hào)H01R43/06GK102684026SQ20121011934
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者劉錦, 孫瑞良, 黃開鋒 申請(qǐng)人:寧波勝克換向器有限公司