CN102684026A - 一种碳换向器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳换向器及其制造方法，旨在提供一种整体连接结构强度高，碳基本体和换向片之间的连接牢固度好，使用寿命长的碳换向器及其制造方法。碳换向器包括填充料、碳基本体及设置在碳基本体上呈周向均匀分布的换向片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，碳基本体的底面外边缘处设有一凹陷的外环形台阶。碳换向器的制造方法如下：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；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。
Description
技术领域
本发明涉及一种换向器，具体涉及一种碳换向器及其制造方法。
背景技术
碳换向器是一种常用的换向器，碳换向器的碳基本体具有优越的化学稳定性，不易被醇类腐蚀的特点；但目前的碳换向器存在的主要问题是，碳基本体与换向片之间的结合牢固度不佳，难以承受电机的高速运转，容易产生碳基本体与换向片脱离的现象，影响碳换向器的质量和使用寿命。为了提高碳基本体与换向片之间的结合牢固度，通常会在碳基本体与换向片之间设置一层金属连接层用于增强碳基本体与换向片之间的结合牢固度。金属连接层一般是通过电镀或烧结或压制的方式设置到碳基本体表面上，但在现有的制作工艺中金属连接层与碳基本体的连接强度依旧不佳，金属连接层容易剥落；使得碳基本体与换向片之间分离、脱落。例如，中国专利公开号CN102201637A，公开日2011年09月28日，发明创造的名称为换向器及其制造方法，该申请案公开了一种换向器及其制造方法，包括周围带挂钩的导电基座、设置于导电基座一侧的由导电材料制成的电刷接触体、及与导电基座相固定的由绝缘材料制成的本体,所述电刷接触体与导电基座之间还设有一连接层,所述连接层的与电刷接触体相接触的面设有若干微孔或毛刺。该申请案通过在连接层表面设有若干微孔或毛刺，来增强连接层与电刷接触体之间的结合牢固度，进而增强导电基座与电刷接触体之间的结合牢固度；通过增大接触面积虽然能够在一定程度上提高结合牢固度，但其结合牢固度依旧不高。另一方面，现有碳换向器的填充料与碳基本体和换向片之间的附着效果不佳，碳基本体完全依靠与换向片之间的连接固定在换向器上，使得电机运转过程中碳基本体容易发生松动、脱落等问题。
发明内容
本发明的第一个目的是为了克服现有的碳换向器的填充料与碳基本体和换向片之间的附着效果不佳，碳基本体容易发生松动、脱落的问题，提供一种填充料与碳基本体和换向片之间的附着效果好，整体连接结构强度高的碳换向器。
本发明的第二个目的是为了克服现有的碳换向器的碳基本体和换向片之间的连接牢固度不佳，碳基本体容易发生松动、脱落的问题，提供一种碳基本体和换向片之间的连接牢固度好的碳换向器的制造方法。
本发明的技术方案是：
一种碳换向器，包括填充料、碳基本体及设置在碳基本体上呈周向均匀分布的换向片，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，碳基本体的底面外边缘处设有一凹陷的外环形台阶。由于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，填充料将包覆碳基本体的外围；同时由于碳基本体的底面外边缘处设有一凹陷的外环形台阶，填充料包覆碳基本体后会在外环形台阶相应的进行填充，将碳基本体牢固的固定在碳换向器上。在电机运转的过程中碳基本体受到的离心力，将主要由包覆碳基本体的填充料来克服，而碳基本体与换向片之间的相互作用力将会极大地减小，这样碳基本体与换向片之间的连接结构将不会发生松动、脱落。本方案结构的填充料与碳基本体之间的附着效果好，并提高了碳换向器的整体连接结构强度。
作为优选，碳基本体的底面内边缘处设有一凹陷的内环形台阶，可以提高填充料与碳基本体之间的连接强度。
作为优选，换向片包括与碳基本体上表面贴合的底板及位于底板外边缘的侧板，所述底板内边缘设有斜向上延伸的第一固定脚且第一固定脚与底板之间的夹角为锐角，所述侧板顶部设有向换向器轴线方向斜向下延伸的第二固定脚。本方案结构可增强填充料与换向片之间的连接结构强度，在电机运转的过程中换向片受到的离心力，将主要由填充料来克服，而碳基本体与换向片之间的相互作用力将会极大地减小，这样碳基本体与换向片之间的连接结构将不会发生松动、脱落。
作为优选，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。本方案结构可以进一步提高填充料与换向片之间的连接结构强度。
一种碳换向器的制造方法，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,换向片与烧结石墨焊接；H,换向器成型；J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
本方案的制造方法主要体现在电镀工艺中，将镀液的PH值为4～5之间，可以提高电镀时金属离子在碳表面的附着效果；而镀液的温度的控制不仅可以提高电镀时金属离子的活性，还有效的控制可以镀液成份的散发。最重要的是电镀过程在一个封闭的腔体中进行且腔体内的气压为0.5 ± 0.1MPa，由于碳基本体是个多孔隙的材料，碳基本体上具有极多的孔隙，因此在电镀过程中对封闭的腔体内进行加压使镀液可以渗入碳基本体的孔隙中，这样在电镀过程中碳基本体的孔隙内表面上也会被镀上一层金属，当碳基本体一端面形成一层金属镀层后，碳基本体端面上形成的金属镀层将与碳基本体的孔隙内的镀层金属连为一体；相当于在碳基本体端面的金属镀层上形成极多的触手扎根在碳基本体内部，可以极大的提高碳基本体端面上的金属镀层与碳基本体的连接牢固度。因此当换向片与碳基本体端面上的金属镀层焊接时可以将换向片牢固的焊接在碳基本体上。
作为优选，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。
由于铁碳合金与铜或铁碳合金与镍均匀的分布于碳基本体上部结构中并一体烧结制成，可以保证烧结后碳基本体的结构强度高；而由于碳基本体上部具有金属成分，在电镀的过程中可以提高镀层金属与碳基本体的连接结构强度。另一方面，铁碳合金与碳的亲和性好，可以提高烧结后碳基本体的结构强度。
作为优选，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。在烧结的过程中，首先在一个大气压下进行，可以保证碳基本体的结构尺寸。接着在负压的环境中烧结可以增大碳基本体的孔隙率，这样有利于提高镀层金属与碳基本体的连接结构强度。
作为优选，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。
作为优选，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。由于镀液呈酸性，残留在碳基本体上的镀液会腐蚀金属镀层；因此将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用于中和残留在碳基本体上的酸性镀液；然后在进行清洗烘干。
本发明的有益效果是：碳换向器的整体连接结构强度高，碳基本体和换向片之间的连接牢固度好，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的碳换向器的一种结构示意图。
图2是本发明的换向片一种结构示意图。
图中：碳基本体1、换向片2、填充料3、外环形台阶4、内环形台阶5、绝缘槽6、第一固定脚7、第三固定脚8、第二固定脚9、底板10、
侧板11。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1，如图1所示，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。相邻两换向片2之间设有绝缘槽6。碳基本体1的外侧面与换向器轴线之间的径向间距小于换向片2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，碳基本体1的底面内边缘处设有一凹陷的内环形台阶5。
由于碳基本体1的外侧面与换向器轴线之间的径向间距小于换向片2外侧面与换向器轴线之间的间距，使得填充料3可将碳基本体的内侧和外侧包覆，如图1所示，这样可将碳基本体牢固的固定在碳换向器上，提高了碳换向器的整体连接结构强度。
如图1、图2所示，换向片2包括与碳基本体1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10内边缘设有斜向上延伸的第一固定脚7且第一固定脚7与底板10之间的夹角为锐角。底板10内边缘上位于第一固定脚7两侧分别设有一半圆形缺口12。缺口12的设置增大了底板内边缘与填充材料之间的接触面积，增大了底板与填充材料之间的结合强度。底板10外边缘位于侧板11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。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。
实施例2，一种碳换向器的制造方法，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。
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材料为：碳85%、铁碳合金11%、铜4%。具体制作过程如下：首先将碳粉置于型腔下部；接着将85%的碳粉、11%的铁碳合金粉末、4%的铜粉混合均匀并置于型腔上部。然后通过压制成型。最后对压制成型的碳基本体进行烧结；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℃，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℃的烧结温度下烧结2小时。
D，清洗。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。
E,碳基本体一端面镀铜。镀铜时，镀液成份为氰化亚铜200g/L、硫酸铜24g/L、硫酸20g/L、蒸馏水。镀液的PH值为4。镀液的温度为40℃。电镀时间为100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。
将电镀完成后的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。
F,清洗并烘干。通过蒸馏水进行清洗。蒸馏水温度：80℃至90℃，清洗时间30秒。清洗后进行烘干，烘干温度为 87±3℃，烘干时间为40±5分钟。
G,换向片与烧结石墨焊接。H,换向器成型。J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
实施例3，一种碳换向器的制造方法，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。
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材料为：碳87%、铁碳合金10%、铜3%。具体制作过程如下：首先将碳粉置于型腔下部；接着将87%的碳粉、10%的铁碳合金粉末、3%的铜粉混合均匀并置于型腔上部。然后通过压制成型。最后对压制成型的碳基本体进行烧结；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900℃，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900℃的烧结温度下烧结2小时。
D，清洗。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。
E,碳基本体一端面镀铜。镀铜时，镀液成份为氰化亚铜280g/L、硫酸铜27g/L、硫酸20g/L、蒸馏水。镀液的PH值为4.5。镀液的温度为50℃。电镀时间为120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。
将电镀完成后的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。
F,清洗并烘干。通过蒸馏水进行清洗。蒸馏水温度：80℃至90℃，清洗时间30秒。清洗后进行烘干，烘干温度为 87±3℃，烘干时间为40±5分钟。
G,换向片与烧结石墨焊接。H,换向器成型。J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
实施例4，一种碳换向器的制造方法，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。
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材料为：碳90%、铁碳合金8%、铜2%。具体制作过程如下：首先将碳粉置于型腔下部；接着将90%的碳粉、8%的铁碳合金粉末、2%的铜粉混合均匀并置于型腔上部。然后通过压制成型。最后对压制成型的碳基本体进行烧结；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950℃的烧结温度下烧结2小时。
D，清洗。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。
E,碳基本体一端面镀铜。镀铜时，镀液成份为氰化亚铜350g/L、硫酸铜30g/L、硫酸20g/L 、蒸馏水。镀液的PH值为5。镀液的温度为60℃。电镀时间为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。
将电镀完成后的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。
F,清洗并烘干。通过蒸馏水进行清洗。蒸馏水温度：80℃至90℃，清洗时间30秒。清洗后进行烘干，烘干温度为 87±3℃，烘干时间为40±5分钟。
G,换向片与烧结石墨焊接。H,换向器成型。J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
实施例5，一种碳换向器的制造方法，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。
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材料为：碳85%、铁碳合金11%、镍4%。具体制作过程如下：首先将碳粉置于型腔下部；接着将85%的碳粉、11%的铁碳合金粉末、4%的镍粉混合均匀并置于型腔上部。然后通过压制成型。最后对压制成型的碳基本体进行烧结；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℃，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℃的烧结温度下烧结2小时。
D，清洗。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。
E,碳基本体一端面镀镍。
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。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。
将电镀完成后的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。
F,清洗并烘干。通过蒸馏水进行清洗。蒸馏水温度：80℃至90℃，清洗时间30秒。清洗后进行烘干，烘干温度为 87±3℃，烘干时间为40±5分钟。
G,换向片与烧结石墨焊接。H,换向器成型。J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
实施例5，一种碳换向器的制造方法，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。
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材料为：碳87%、铁碳合金10%、镍3%。具体制作过程如下：首先将碳粉置于型腔下部；接着将87%的碳粉、10%的铁碳合金粉末、3%的镍粉混合均匀并置于型腔上部。然后通过压制成型。最后对压制成型的碳基本体进行烧结；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900℃，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900℃的烧结温度下烧结2小时。
D，清洗。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。
E,碳基本体一端面镀镍。
镀液成份为氯化镍50g/L、氯化铵110g/L、冰乙酸20g/L、蒸馏水。镀液的PH值为4。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。
将电镀完成后的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。
F,清洗并烘干。通过蒸馏水进行清洗。蒸馏水温度：80℃至90℃，清洗时间30秒。清洗后进行烘干，烘干温度为 87±3℃，烘干时间为40±5分钟。
G,换向片与烧结石墨焊接。H,换向器成型。J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
实施例6，一种碳换向器的制造方法，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。
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材料为：碳90%、铁碳合金8%、镍2%。具体制作过程如下：首先将碳粉置于型腔下部；接着将90%的碳粉、8%的铁碳合金粉末、2%的镍粉混合均匀并置于型腔上部。然后通过压制成型。最后对压制成型的碳基本体进行烧结；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950℃的烧结温度下烧结2小时。
D，清洗。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。
E,碳基本体一端面镀镍。
镀液成份为氯化镍60 g/L、氯化铵110 g/L、冰乙酸20 g/L、蒸馏水。镀液的PH值5。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。
将电镀完成后的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。
F,清洗并烘干。通过蒸馏水进行清洗。蒸馏水温度：80℃至90℃，清洗时间30秒。清洗后进行烘干，烘干温度为 87±3℃，烘干时间为40±5分钟。
G,换向片与烧结石墨焊接。H,换向器成型。J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
实施例7，一种碳换向器的制造方法，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。
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材料为：碳85%、铁碳合金11%、镍4%。具体制作过程如下：首先将碳粉置于型腔下部；接着将85%的碳粉、11%的铁碳合金粉末、4%的镍粉混合均匀并置于型腔上部。然后通过压制成型。最后对压制成型的碳基本体进行烧结；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950℃的烧结温度下烧结2小时。
D，清洗。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。
E,碳基本体一端面镀镍。
镀液成份为氯化镍55 g/L、氯化铵110 g/L、冰乙酸20 g/L、蒸馏水。镀液的PH值5。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。
将电镀完成后的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。
F,清洗并烘干。通过蒸馏水进行清洗。蒸馏水温度：80℃至90℃，清洗时间30秒。清洗后进行烘干，烘干温度为 87±3℃，烘干时间为40±5分钟。
G,换向片与烧结石墨焊接。H,换向器成型。J,镗孔、车削外圆、铣绝缘槽。
Claims (9)
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。
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