[实用新型]一种碳换向片

说明书

本实用新型公开了一种碳换向片，碳换向片包括碳层和金属层，所述的金属层与碳层的采用烧结的方式一体成型，碳层与金属层之间的连接强度高、连接电阻低，且可以减少电镀工艺，既环保又可以降低加工成本。

技术领域

本实用新型涉及一种碳换向片。

背景技术

平面碳换向器用于燃料泵电机，燃料泵是燃料电喷系统的重要组成部分，其放置于油箱中供给发动机动力燃油。

传统的换向器是电解铜制作而成，由于2020年实施的国六标准接轨国际排放，需提高燃料的燃烧性，预计2020年中国将全面使用醇类油。在燃料中添加醇后，传统的铜制换向器将无法满足使用寿命和设计功能要求，从而需使用具有优越的化学稳定性，耐磨性，不易被醇类腐蚀的平面碳换向器.

碳换向器中的碳换向片是整个碳换向器中的核心部件，而碳换向器的主要加工问题是换向片与铜制换向导体的结合牢固度问题。目前碳换向片与铜制导体部件的连接方式主要为：

1.碳换向片上的凸起和铜制导体部件上的孔过盈配合进行铆接.(结合牢固度不佳，碳换向片易松动风险)。

2.碳换向片和铜制导体部件在真空环境中进行硬钎焊焊接.(高温下，铜会发生再结晶导致机体软化，影响使用；同时焊接环境要求高，钎焊料为贵重金属成本高)。

3.碳换向片表面先进行电镀金属处理，再与铜制导体部件进行软钎焊焊接.(需进行电镀工艺)。

而针对碳换向片的连接强度的研究，目前发展的方向是采用金属层与碳层一体烧结加工的方式，用烧结后的金属层来替代传统的表面电镀工艺。

对于一体烧结方式的研究，专利文献CN102623867A公开了一种碳换向片的整体烧结方式，但是其在加工时，是采用金属碳层中添加树脂成分，以牺牲部分的导电性来获得较强的连接强度，而实用新型人发现在烧结成型加工中，金属层材料的粒度以及颗粒形态，金属层的厚度以及金属层与碳层之间的厚度比例关系也会影响金属层与碳层之间的连接强度，并且呈某种二次曲线关系，即金属层厚度及金属层所占的厚度比过高或过低都会降低连接强度，而在某一范围之内，两者的连接强度可以超过添加树脂的情况，即可以在不牺牲导电性的前提下，也能获得足够的连接强度。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种碳换向片。

一种碳换向片，包括碳层和固定于碳层上方的金属层，所述的碳层包括碳粉和树脂粘合剂，所述的金属层与碳层的厚度比值在1∶30至1∶4之间，金属层的厚度值在O.1mm至1mm之间。

优选的，所述的金属层与碳层的厚度比值为1∶20-1∶7，金属层的厚度值为0.15mm-0.6mm。

为了获得导电性能更优异的金属层，所述金属层中金属成分的含量在95％以上。

优选的，所述金属层的材质为电解铜粉、镀镍铜粉、镀银铜粉、镀锡铜粉、黄铜粉、白铜粉等其他各种合金铜粉，金属层的材质还可以为镍粉、锡粉、银粉、不锈钢粉、铜粉等金属粉末的一种或多种的混合体。

上述碳换向片的制造方法，包括：

1)准备碳层粉和金属层粉；

2)将碳层粉和金属层粉通过压机台面的填粉机构分层装入压制模具中，通过碳层粉和金属层粉间的粗糙平面经模具上冲头和下冲头进行压缩成型，将碳层粉和金属层粉结合，得到半成品的碳换向片；

3)烧结半成品碳换向片，得到具有实用强度和导电性的碳换向片。

优选地，烧结温度小于等于500℃。

优选地，烧结气氛为氢气或氮气。烧结气氛需要满足隔绝氧气避免氧化的功能，例如采用氩气、活性炭或者石英砂等材料进行覆盖也是可以容许的。