电机换向器、含碳制品及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及含碳制品如电机换向器及含碳制品的制造方法。
【背景技术】
[0002]现有的碳制品如碳刷、电机换向器的石墨环、含碳轴承等根据原材料等级可分为电化石墨、碳石墨、树脂石墨三种类别。电化石墨是由石油焦、炭黑、煤焦等原料及沥青作为粘结剂，于近2500°C以上高温石墨化而成的碳石墨化材料。碳石墨是由焦炭和石墨粉以及沥青或树脂作为粘结剂制作而成，原料粉末模制成块状，然后在KKKTC左右焙烧从而将粘结剂转化为焦炭，原材料包括天然或人工石墨、石油焦、炭黑、煤焦及含沥青或环氧树脂的粘合剂。树脂粘结石墨是由粉末状天然石墨或人工石墨与热固性树脂混合，经过压制、于200°C左右聚合制作而成，原材料包括天然或人工石墨、石油焦、炭黑、煤焦及含沥青或环氧树脂的粘合剂。
[0003]然而，现有的换向器，制作过程中必须添加粘结剂、制作过程复杂，成本高。
[0004]有鉴于此，本发明旨在提供一种新型的可解决上述问题的碳制品及其制作方法。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种电机换向器，包括绝缘基座、固定于绝缘基座的导电部和电刷接触部，电刷接触部与导电部电连接，所述电刷接触部由中间相炭微球和石墨制成。
[0006]优选地，所述中间相炭微球的重量百分比为1_99%，石墨的重量百分比99-1%。
[0007]优选地，所述中间相炭微球的重量百分比为70-80 %，石墨的重量百分比20-30%。
[0008]优选地，所述石墨为天然石墨。
[0009]可选地，所述石墨为人造石墨。
[0010]优选地，所述中间相炭微球的直径小于150微米。
[0011 ] 本发明还提供一种制造含碳制品的方法，包括:
[0012]混合粉末状的中间相炭微球和石墨；
[0013]通过等静压成型、模压成型或其他方式将混合后的中间相炭微球和石墨压制成一胚体；
[0014]烧结所述胚体；
[0015]石墨化所述烧结后的胚体；及
[0016]加工成具有一定形状的含碳制品如环形的电机换向器用电刷接触部。
[0017]优选地，混合之前还包括筛选所述中间相炭微球，以挑选出粒径小于预定尺寸的中间相炭微球。
[0018]优选地，所述石墨化步骤包括石墨化所述烧结后的胚体并使得石墨化后胚体的密度为 1.85 - 1.95g/cm3，电阻率为 500 - 2000 μ Ω.cm。
[0019]本发明还提供另一种制造含碳制品的方法，包括:
[0020]混合粉末状的中间相炭微球和石墨；
[0021 ] 揉捏上述混合后的中间相炭微球和石墨；
[0022]将上述经过混合和揉捏后的中间相炭微球和石墨压制成一胚体；
[0023]烧结所述胚体；及
[0024]加工成具有一定形状的含碳制品。
[0025]优选地，所述方法还包括筛选经过揉捏的中间相炭微球和石墨。
[0026]优选地，所述方法还包括在揉捏步骤之后压制步骤之前再次混合筛选出的经过揉捏的中间相炭微球和石墨。
[0027]优选地，所述烧结步骤包括烧结所述胚体并使得烧结后胚体的密度为1.6-1.Sg/cm3,电阻率为 2000 - 8000 μ Ω.cm。
[0028]本发明还提供一种含碳制品，所述含碳制品由中间相炭微球和石墨制成，其中，所述中间相炭微球的重量百分比为70-80%，石墨的重量百分比20-30%。
[0029]优选地，所述含碳制品的密度为1.6 - 1.8g/cm3，电阻率为2000 - 8000 μ Ω.cm。
[0030]可选地，所述含碳制品的密度为1.85 - 1.95g/cm3，电阻率为500 - 2000 μ Ω.cm。[0031 ] 所述含碳制品可以为电刷、轴承、密封件等等。
[0032]本发明的电机换向器，由于电刷接触部由中间相炭微球和石墨制成，而中间相炭微球由于其表面含有β型树脂可用作粘结剂，所以具有很好的自烧结特性。因此，在电刷接触部的制作过程中无需额外添加粘结剂，制作过程简单，成本低。而且，由中间相炭微球制成的电刷接触部比现有的由电化石墨、碳石墨及树脂粘结石墨制成的电刷接触部具有更高的强度和更好的导电性能。
[0033]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【附图说明】
[0034]图1是本发明一较佳实施方式的电机换向器的立体示意图。
[0035]图2是本发明一较佳实施方式的中间相炭微球的微观结构放大图。
[0036]图3所示为本发明一实施方式的含碳制品的制造方法。
[0037]图4所示为本发明另一实施方式的含碳制品的制造方法。
[0038]图5所示为一种电机用电刷，作为本发明含碳制品的一种举例。
[0039]图6所示为一种轴承，作为本发明含碳制品的另一种举例。
[0040]图7所示为一种密封件，作为本发明含碳制品的再一种举例。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。
[0042]请参阅图1，本发明一较佳实施方式的电机换向器10，包括绝缘基座30、固定于绝缘基座30的导电部50和电刷接触部70，电刷接触部70与导电部50电连接。所述导电部50设若干挂钩52，用于固定电机绕组的线端。所述电刷接触部70包括若干电刷接触片72，所述电刷接触片72沿换向器周向间隔设置且相互绝缘，每一电刷接触片72与一相应的挂钩52电连接。所述电刷接触部70用于与连接至电源的电刷(图未示)滑动接触，从而实现向电机绕组供电。
[0043]所述电刷接触部由中间相炭微球(Mesocarbon microbeads)和石墨的混合材料制成。优选地，所述中间相炭微球的重量百分比为1_99%，石墨的重量百分比1-99%。更进一步优化，所述中间相炭微球的重量百分比为70-80%，石墨的重量百分比20-30%。
[0044]图2所示为本发明一较佳实施方式的中间相炭微球的微观结构放大图。本发明实施例中，所述中间相炭微球为微米级球形碳材料，可通过将沥青类化合物于200度左右热处理制得。当沥青被加热到200度左右时，将变成熔融状态，施加于分子上的平移能大于其内聚能，结果，一种新的均质相(homogeneous nucleat1n phase)产生了，称之为中间相，为了最小化表面能，生长中的中间相呈球形，并最终形成微球。