[发明专利]一种碳换向器及其制造方法

权利要求书

1. 一种碳换向器，包括填充料（3）、碳基本体（1）及设置在碳基本体上呈周向均匀分布的换向片（2），其特征是，所述碳基本体的外侧面与换向器轴线之间的径向间距小于换向片外侧面与换向器轴线之间的间距，碳基本体（1）的底面外边缘处设有一凹陷的外环形台阶（4）。

2.根据权利要求1所述的一种碳换向器，其特征是，碳基本体（1）的底面内边缘处设有一凹陷的内环形台阶（5）。

3.根据权利要求1或2所述的一种碳换向器，其特征是，换向片包括与碳基本体上表面贴合的底板（10）及位于底板外边缘的侧板（11），所述底板内边缘设有斜向上延伸的第一固定脚（7）且第一固定脚与底板之间的夹角为锐角，所述侧板（11）顶部设有向换向器轴线方向斜向下延伸的第二固定脚（9）。

4.根据权利要求3所述的一种碳换向器，其特征是，所述底板外边缘位于侧板的两侧分别设有一向换向器轴线方向斜向上延伸的第三固定脚（8）。

5.权利要求1所述的一种碳换向器的制造方法，其特征是，包括以下步骤：A，换向片冲制成型；B,换向片表面处理；C,碳基本体烧结成型；D，清洗；

E,碳基本体一端面镀镍或镀铜；

镀镍时，镀液成份为硫酸镍 250g/L、硫酸 18ml/L、硼酸 20g/L、蒸馏水，镀液的PH值为4～5之间，镀液的温度为50～65℃，电镀时间为30～50分钟，电镀在一个封闭的腔体进行且腔体内的气压为0.5 ± 0.1MPa；或镀液成份为氯化镍 50～60 g/L、氯化铵 110 g/L、冰乙酸 20 g/L、蒸馏水，镀液的PH值为4至5之间，镀液的温度为50～65℃；电镀时间为50～80分钟；电镀在一个封闭的腔体中进行且腔体内的气压为0.5 ± 0.1MPa；

镀铜时，镀液成份为氰化亚铜200～350g/L、硫酸铜24～30g/L、硫酸20g/L 、蒸馏水，镀液的PH值为4～5之间，镀液的温度为40～60℃，电镀时间为100～150分钟，电镀在一个封闭的腔体中进行且腔体内的气压为0.5 ± 0.1MPa；

F,清洗并烘干；G,换向片与烧结石墨钎焊；H,换向器成型；J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。

6.根据权利要求5所述的一种碳换向器的制造方法，其特征是，所述C步骤中的碳基本体的构成为两部分，碳基本体下部的构成材料为碳；碳基本体上部的构成为：碳85%至90%、铁碳合金8%至11%、铜2%至4%或碳85%至90%、铁碳合金8%至11%、镍2%至4%；具体制作过程如下，首先将碳粉置于型腔下部；接着将85%至90%的碳粉、8%至11%的铁碳合金粉末、2%至4%的铜粉混合均匀并置于型腔上部或将85%至90%的碳粉、8%至11%的铁碳合金粉末、2%至4%的镍粉混合均匀并置于型腔上部；再接着通过压制成型；最后对压制成型的碳基本体进行烧结。

7.根据权利要求5或6所述的一种碳换向器的制造方法，其特征是，所述C步骤中的碳基本体的具体烧结工艺如下：首先，将碳基本体置于采用保护气氛的高温炉中进行烧结，烧结温度为850℃至950℃，炉内压力为0.1MPa，烧结时间为0.5小时；接着，将炉内压力调节为0.05± 0.02MPa，在850℃至950℃的烧结温度下烧结2至3小时。

8.根据权利要求5或6所述的一种碳换向器的制造方法，其特征是，所述D步骤中的清洗过程如下：将烧结成型冷却后的碳基本体放入蒸馏水中通过超声波进行清洗，蒸馏水温度为50～80℃，清洗时间为1～2分钟。

9.根据权利要求5或6所述的一种碳换向器的制造方法，其特征是，在E步骤后F步骤之前，将碳基本体的下部置于PH值为7至8之间的弱碱性溶液中，浸渍时间为5至10分钟。