一種陶瓷管殼的製造方法

2023-05-23 09:25:01 1

一種陶瓷管殼的製造方法
【專利摘要】一種陶瓷管殼的製造方法，包括以下步驟：a.製造外模和蠟基內模；b.將蠟基內模定位於容納腔中，蠟基內模與容納腔之間留有空隙形成空腔；c.將粉料充入空腔內，並將粉料硬化形成管殼胚體；d.將外模從管殼胚體上去除；e.將蠟基內模從管殼胚體內部去除；f.將管殼胚體燒結，形成陶瓷管殼；其中步驟c中，粉料通過靜壓法進行硬化，靜壓壓力設定為100kPa-200kPa／cm2；步驟e包括如下步驟：e1.利用外界設備對蠟基內模與管殼胚體接觸的位置施加高溫輻射，在3-5秒內將蠟基內模與管殼胚體接觸的位置溫度提升至500℃以上，持續2-6秒；e2.對蠟基內模進行二次加熱，使蠟基內模流出。這樣的製造方法內模、粉體材料組分單一，在製造過程中不發生化學反應，且脫模時間較快又不會發生管殼炸裂。
【專利說明】一種陶瓷管殼的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及「管殼、引入線、管座的連接或製造」【技術領域】，特別是一種陶瓷管殼的製造方法，進一步地，是一種用作燈管的陶瓷放電管殼的製造方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著人們對於室內大面積照明的要求，顯色性更高的陶瓷放電管殼被越來越多的用於燈管的製造，雖然其工作溫度和光效都較之過去採用的石英玻璃材料更高，但由於其製造形狀為橄欖形，且需要一體式製造，故存在很大的技術難度。
[0003]現行的陶瓷管殼方法諸如本 申請人:於2012年7月4日公開的中國專利文獻CN102543623，包括以下步驟:(1)提供具有容納腔的外模以及蠟基內模，蠟基內模的輪廓形狀與容納腔的輪廓形狀相匹配；(2)將蠟基內模置入容納腔內定位，容納腔的內壁與蠟基內模之間形成空腔；(3)將料粉充入空腔內；(4)將料粉硬化後去除外模形成放電管殼胚體； (5)利用加熱將蠟基內模去除。
[0004]這樣的設計存在以下缺陷:如本領域技術人員所知，在諸如管殼類產品製造過程中，其最關鍵也是難度最高的步驟就是如何去除內模，在CN102543623所述技術第(5)步中所提及的加熱方法，本領域技術人員的通用手段是通過外部加溫提升蠟基內模的溫度，最終使得蠟基內模熔融流出。眾所周知，蠟基內模在加溫過程中會出現膨脹，石蠟以及其它有機材料的膨脹係數較大，而成形後的陶瓷胚體的膨脹係數非常小，受到形狀制約，蠟基內模兩端的開口很小(直徑一般不超過1_)，無法完全抵消其膨脹力，因此為避免已硬化的陶瓷粉料炸裂，必須控制溫度提升的速度，這一過程往往需要持續數天，工作效率較低，成本很聞。
[0005]為改善這一缺陷，日本礙子株式會社名下的中國專利文獻CN1827330公開了一種成形體的製造方法(凝膠法)，其主要技術核心是利用漿狀物作為成形用材料收容於成形模型中，其中漿狀物中至少採用一部分崩解性材料或溶解性材料，利用漿狀物與內模接觸面發生物理化學反應，在該接觸面上形成薄面空腔，並利用此空腔完全抵消內模在加熱過程中的膨脹力，避免最終的成形體在脫內模的過程中發生炸裂。
[0006]不可否認，中國專利文獻CN1827330所公開技術基本解決了成形體在脫內模過程中炸裂的問題，但仍存在部分不足:為順利實現漿狀物與內模接觸面發生物理化學反應，漿狀物中需要包括陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、以及分散介質和凝膠化劑等，多種材料的混合必然造成工藝的繁瑣及成本的上升，同時，最終形成的產品中也會包含以上各類組分，其作為燈管的效果較之純陶瓷材料略差，也更加可能對環境造成汙染。
[0007]同樣，為解決CN102543623所述技術中帶來的類似缺陷，通用電氣公司名下的中國專利CN1489558公開了一種製造方法(凝膠法)，其通過低分子及化合物經過發泡工藝製造出即可以承受一定壓力的內模芯，又使內模芯具有孔隙或呈現泡沫狀，甚至近似空殼的內模芯。它的作用是，在後序加熱脫內模時，由於內模芯的泡沫狀孔隙改變了內模的膨脹方向，進而抵消了內模向外的膨脹力，同樣保證已成形的胚體不受外力作用而爆裂。
[0008]同樣，中國專利文獻CN1489558所公開技術也基本解決了成形體在脫內模過程中炸裂的問題，但也存在類似不足:低分子及化合物的發泡工藝對於組分、時間的要求較高，在胚體製造過程中所發生的物理化學反應，同樣可能會對環境造成汙染。
[0009]因此，為了節約成本，同時降低對環境造成的汙染，需要一種內模、粉體材料組分單一，在製造過程中不發生化學反應，且脫模時間較快又不會發生管殼炸裂的陶瓷管殼製造方法。

【發明內容】
[0010]本發明所要解決的技術問題在於現有技術中的陶瓷管殼製造方法生產效率較低、成本較高且可能對環境造成汙染，而提供了一種內模、粉體材料組分單一，在製造過程中不發生化學反應，且脫模時間較快又不會發生管殼炸裂的陶瓷管殼製造方法。
[0011]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下:
一種陶瓷管殼的製造方法，包括以下步驟:
a.製造外模和蠟基內模，所述外模內部成型有容納腔，所述容納腔的形狀與所述陶瓷管殼的外輪廓形狀相匹配，所述蠟基內模的輪廓與所述陶瓷管殼內部的電極腔的形狀相匹配；
b.將所述蠟基內模定位於所述容納腔中，所述蠟基內模與所述容納腔之間留有空隙形成空腔；
c.將粉料充入所述空腔內，並將所述粉料硬化形成管殼胚體；
d.將所述外模從所述管殼胚體上去除；
e.將所述蠟基內模從所述管殼胚體內部去除；
f.將所述管殼胚體燒結，形成所述陶瓷管殼；
所述步驟c中，所述粉料通過靜壓法進行硬化，靜壓壓力設定為100kPa-200kPa / cm2 ； 所述步驟e包括如下步驟:
el.利用外界設備對所述蠟基內模與所述管殼胚體接觸的位置施加高溫輻射，在3-5秒內將所述蠟基內模與所述管殼胚體接觸的位置溫度提升至500°C以上，持續2-6秒；e2.對所述蠟基內模進行二次加熱，使所述蠟基內模熔融後從所述管殼胚體上成形的通道中流出。
[0012]上述製造方法中，所述蠟基內模包括杆體以及固定於所述杆體的蠟基體。
[0013]上述製造方法中，所述步驟el前還包括步驟eO:利用機械方法將所述杆體從所述蠟基體上去除。
[0014]上述製造方法中,所述臘基體的組成材料中包括石臘。
[0015]上述製造方法中，所述蠟基體的組成材料中還包括蜂蠟、硬質酸、油酸、松香以及高分子聚合物。
[0016]上述製造方法中，所述蠟基體的組成材料中，石蠟質量佔比大於95 %。
[0017]上述製造方法中，所述步驟e2中，二次加熱的溫度為50_65°C，持續時間為1_3小時。
[0018]上述製造方法中，所述步驟e2中，二次加熱的溫度為55°C，持續時間為2小時。[0019]上述製造方法中，所述外模由一個下模塊和一個上模塊組成，所述下模塊上成型有第一凹槽，所述上模塊上成型有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽構成所述容納腔。
[0020]上述製造方法中，在所述步驟c中，所述料粉通過幹袋式等靜壓機進行硬化。
[0021]本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:
①本發明的製造方法，粉料通過靜壓法進行硬化，靜壓壓力設定為100kPa_200kPa /cm2 ;步驟e包括如下步驟:el.利用外界設備對蠟基內模與管殼胚體接觸的位置施加高溫輻射，在3-5秒內將蠟基內模與管殼胚體接觸的位置溫度提升至500°C以上，持續2-6秒；e2.對蠟基內模進行二次加熱，使蠟基內模熔融後從管殼胚體上成形的通道中流出。
[0022]在100kPa_200kPa / cm2的靜壓壓力下，硬化後粉料之間的孔隙率可以達到45% -55%,此時對蠟基內模與管殼胚體接觸的位置施加高溫輻射，可以使蠟基內模與管殼胚體接觸的位置的蠟融化，在45%-55%的孔隙率下，融化的蠟液可以被管殼胚體吸入，此時蠟基內模與管殼胚體之間會形成空隙，此時再對蠟基內模進行二次加熱，則蠟基內模在加溫過程中出現的膨脹力則被上述空隙所消耗，而不會導致管殼胚體的炸裂。並且，在整個脫內模過程中，僅存在物理變化而沒有化學變化，降低了蠟基內模、粉體材料複雜程度的同時，降低了製造工藝對周圍環境的汙染。因此，本發明的製造方法，蠟基內模、粉體材料組分單一，在製造過程中不發生化學反應，且脫模時間較快又不會發生管殼炸裂。這樣生產出的陶瓷管殼合格率可高達90%以上。
[0023]②本發明的製造方法，蠟基內模包括杆體以及固定於杆體的蠟基體。這樣的設計，可以在將蠟基內模定位於容納腔這一步驟時更加方便。
[0024]③本發明的製造方法，步驟el前還包括步驟eO:利用機械方法將杆體從蠟基體上去除。這樣的設計，避免了杆體在加溫過程中發生物理、化學反映，影響最終陶瓷管殼的生
產質量。
[0025]④本發明的製造方法，外模由一個下模塊和一個上模塊組成，下模塊上成型有第一凹槽，上模塊上成型有第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽構成容納腔。這樣的設計，可以降低將外模從管殼胚體上去除的難度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1是本發明外模的剖視圖；
圖2是本發明蠟基內模的剖視圖；
圖3是本發明蠟基內模裝入外模的剖視圖；
圖4是圖3中注入料粉後的剖視圖；
圖5是圖4中料粉被硬化且去除外模後的剖視圖；
圖6是陶瓷管殼的剖視圖。
[0027]圖中附圖標記表示為:1-外模，11-下模塊，111-第一凹槽，12-上模塊，121-第二凹槽，122-容納 腔，2-蠟基內模，21-杆體，22-蠟基體，23-空腔，3-粉料，4-管殼胚體，41-陶瓷管殼，411-通道，412-電極腔。【具體實施方式】
[0028]如圖1-6所示，是本發明的優選實施例。本實施例介紹了一種陶瓷管殼41的製造方法，特別是一種用作燈管的陶瓷放電管殼的製造方法。包括以下a-f六個步驟:
a.製造外模I和蠟基內模2，所述外模I內部成型有容納腔122，所述容納腔122的形狀與所述陶瓷管殼41的外輪廓形狀相匹配，所述蠟基內模2的輪廓與所述陶瓷管殼41內部的電極腔412的形狀相匹配。
[0029]在本實施例中，所述外模I由一個下模塊11和一個上模塊12組成，所述下模塊11上成型有第一凹槽111，所述上模塊上成型有第二凹槽121，所述第一凹槽111和所述第二凹槽121構成所述容納腔122。
[0030]在本實施例中，所述蠟基內模2包括杆體21以及固定於所述杆體21的蠟基體22。進一步地，所述蠟基體22的組成材料中包括石蠟、蜂蠟、硬質酸、油酸、松香以及高分子聚合物，其中石蠟質量佔比大於95%。進一步地，所述杆體21為一金屬杆。[0031]b.將所述蠟基內模2定位於所述容納腔122中，所述蠟基內模2與所述容納腔122之間留有空隙形成空腔23。
[0032]c.將粉料3充入所述空腔23內，並將所述粉料3硬化形成管殼胚體4。在本實施例中，所述粉料3通過靜壓法進行硬化，靜壓壓力設定為100kPa-200kPa / cm2。進一步地，所述料粉3通過幹袋式等靜壓機進行硬化。
[0033]d.將所述外模I從所述管殼胚體4上去除。
[0034]e.將所述蠟基內模2從所述管殼胚體4內部去除。詳細步驟如e0_e2所述: eO:利用機械方法將所述杆體21從所述蠟基體22上去除。
[0035]el.利用外界設備對所述蠟基內模2與所述管殼胚體4接觸的位置施加高溫輻射，在3-5秒內將所述蠟基內模2與所述管殼胚體4接觸的位置溫度提升至500°C以上，持續2-6秒。在本實施例中，在4秒內將所述蠟基內模2與所述管殼胚體4接觸的位置溫度提升至600°C以上，持續3秒。
[0036]e2.對所述蠟基內模2進行二次加熱，使所述蠟基內模2熔融後從所述管殼胚體4上成形的通道411中流出。在本實施例中，二次加熱的溫度為50-65°C，持續時間為1-3小時。進一步地，二次加熱的溫度為55°C，持續時間為2小時。
[0037]f.將所述管殼胚體4燒結，形成所述陶瓷管殼41。在本實施例中，燒結過程為將所述管殼胚體4放到溫度為1800°C至1900°C的氫氣爐或真空爐進行燒結，最終形成所述陶瓷管殼41。
[0038]在其他實施例中，所述外模I還可以是左右分體設計，同樣可以實現本發明的設計目的。
[0039]在其他實施例中，所述杆體21還可以為為一堅硬的塑料杆。
[0040]在其他實施例中，所述步驟c中所述粉料3硬化過程中使用的加壓方法不影響本發明設計目的的實現。
[0041 ] 在其他實施例中，所述步驟el中，高溫輻射升溫時間還可以是3秒、5秒或其他，持續輻射時間及溫度也可以根據所述管殼胚體4的尺寸變化，持續輻射時間可以是3秒、5秒或其他，溫度還可以是500 V、800 V、1000 V或其他。[0042]在其他實施例中，所述步驟e2中二次加熱的溫度還可以是501:、601:、651:或其他，持續時間還可以是I小時、3小時或其他。
[0043]在其他實施例中，所述步驟f中的燒結方式及溫度可根據產品要求進行調整，並不影響本發明的設計目的。[0044]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種陶瓷管殼(41)的製造方法，包括以下步驟: a.製造外模⑴和蠟基內模(2)，所述外模⑴內部成型有容納腔(122)，所述容納腔(122)的形狀與所述陶瓷管殼(41)的外輪廓形狀相匹配，所述蠟基內模(2)的輪廓與所述陶瓷管殼(41)內部的電極腔(412)的形狀相匹配； b.將所述蠟基內模(2)定位於所述容納腔(122)中，所述蠟基內模(2)與所述容納腔(122)之間留有空隙形成空腔(23)； c.將粉料(3)充入所述空腔(23)內，並將所述粉料(3)硬化形成管殼胚體(4)； d.將所述外模(I)從所述管殼胚體(4)上去除； e.將所述蠟基內模(2)從所述管殼胚體(4)內部去除； f.將所述管殼胚體(4)燒結，形成所述陶瓷管殼(41)； 其特徵在於， 所述步驟c中，所述粉料(3) 通過靜壓法進行硬化，靜壓壓力設定為100kPa-200kPa /cm2 ； 所述步驟e包括如下步驟: el.利用外界設備對所述蠟基內模(2)與所述管殼胚體⑷接觸的位置施加高溫輻射，在3-5秒內將所述蠟基內模(2)與所述管殼胚體(4)接觸的位置溫度提升至500°C以上，持續2-6秒； e2.對所述蠟基內模(2)進行二次加熱，使所述蠟基內模(2)熔融後從所述管殼胚體(4)上成形的通道(411)中流出。
2.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於:所述蠟基內模(2)包括杆體(21)以及固定於所述杆體(21)的蠟基體(22)。
3.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於，所述步驟el前還包括步驟eO:利用機械方法將所述杆體(21)從所述蠟基體(22)上去除。
4.根據權利要求2或3所述的製造方法，其特徵在於:所述蠟基體(22)的組成材料中包括石臘。
5.根據權利要求4所述的製造方法，其特徵在於:所述蠟基體(22)的組成材料中還包括蜂蠟、硬質酸、油酸、松香以及高分子聚合物。
6.根據權利要求5所述的製造方法，其特徵在於:所述蠟基體(22)的組成材料中，石蠟質量佔比大於95%。
7.根據權利要求1-6任一所述的製造方法，其特徵在於:所述步驟e2中，二次加熱的溫度為50-65°C，持續時間為1-3小時。
8.根據權利要求7所述的製造方法，其特徵在於:所述步驟e2中，二次加熱的溫度為55°C，持續時間為2小時。
9.根據權利要求1-8任一所述的製造方法，其特徵在於:所述外模(I)由一個下模塊(11)和一個上模塊(12)組成，所述下模塊(11)上成型有第一凹槽(111)，所述上模塊上成型有第二凹槽(121)，所述第一凹槽(111)和所述第二凹槽(121)構成所述容納腔(122)。
10.根據權利要求1-9任一所述的製造方法，其特徵在於:在所述步驟C中，所述料粉(3)通過幹袋式等靜壓機進行硬化。
【文檔編號】C04B35/638GK103922754SQ201410087505
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】王偉軍 申請人:瀋陽三友照明科技有限公司