一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法

2023-07-30 13:54:21

專利名稱：一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法
技術領域：
本發明涉及到一種無機非金屬材料及光源照明用陶瓷管，尤其涉及到一種 成型工藝簡單、效率高、適應任何形狀，具有尺寸精度高、機械強度高、氣密 性好等特點的氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法。
背景技術：
陶瓷金滷燈是目前各類電光源中功能最為完善，性能最為優秀的品種，具 有強度高、體積小、光效高、顯色性好、壽命長、光線較一致等特點。
當前，陶瓷金滷燈內膽主要有兩類製造方法，第一類是採用分體式製造方 法，由最早的五個部件粘接到三個部件粘接，以至由兩個部件共燒而成。分體 式內膽需分別生產各部件，再通過粘接或共燒方式來實現連接，生產效率低， 其分體相接處容易漏氣，溫度分布不均勻，連接局部有暗影，同軸度及尺寸精 度無法保證等問題，導致其使用壽命短，耐熱和耐腐蝕性能差，連接處容易炸 裂。
另一類方法是採用一體式成型方法，其中有採用可以在高溫下揮發的材料 (如低熔點合金、高分子材料等)製成內芯，然後用注射成型方法注入陶瓷漿
料，待槳料凝固後，再通過高溫熔化的方法去除內芯，得到空心的陶瓷坯體； 也有採用石膏模注漿吸附的方式來獲取一體式異型內膽。 一體式成型方法，克 服了'分體式內膽的缺點，提高了燈的電光性能和壽命，但採用有內芯方法，在 排芯過程中，由於內芯與外殼在高溫下膨脹係數不一致，往往導致殼體的開裂，成品率低，且內芯材料的去除難以乾淨，殘留物對膽殼的透明度影響較大，而 且複雜的內心材料製造加工也增加了成本。.用石膏模吸附方法製造內膽，吸附 時間相當長，效率低，產品尺寸，特別是厚度控制較難，內膽壁部的密度不均 勻，造成產品光透過率及強度、尺寸精度均較差。
基於上述現有陶瓷金滷燈內膽製作方法的不足之處，本發明人設計了一種 "一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法"。

發明內容
本發明針對上述現有技術的不足所要解決的技術問題是提供一種氧化鋁 陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法，用於製造陶瓷金滷燈內膽， 本發明包括以下三個步驟
1)、將熱塑性材料採用注射方法注入一次成型模具中，形成毛坯， 一次成 型模具用鋼製兩半式形腔及鋼製針芯組合而成，兩半式形腔體積根據所製備燈 內膽的形狀及管壁體積製成；所述的一次成型模具由兩半式形腔組成，兩半式 形腔採用鋼材料製成，形腔的體積大小根據陶瓷管壁厚設計，於兩半式形腔中 心設置有活動芯針，芯針尺寸根據燈內膽的端管內徑而定；所述的步驟1)中 的熱塑性材料製備方法是
(1)、配置氧化鋁陶瓷粉採用氧化鋁純度》99.99%，粒度0.2-0.8|jm， 摻入0.1-0.3。/。wtMgO， 0.2-0.5% wt La203， 0.05-0.10 wt Zr02，加離子水球 磨均勻，再經烘乾脫水製成陶瓷粉；(2)、配置注射用混合料將上述的陶瓷粉加入以下熱塑性粘結劑，包括:
2.0-5.0% wt聚苯乙烯，4.0-9.0% wt聚丙烯，3.0-6.0% wt聚甲基丙烯酸甲酯， 3.0-8.0% wt石fe， 1.0-3.0% wt鄰苯二甲酸二辛酯，0.5-2.0% wt油酸，將上述
混合料加熱到130 18CTC成液態物，混練融合至無氣泡，再將液態物冷卻成固
體，最後經粉碎工序製成注射用混合料。
2) 、將步驟1)形成的毛坯放入氣壓成型外模中加熱軟化，通過芯管的中
心孔對毛坯充氣使其膨脹，形成符合外形要求的坯體半成品，氣壓成型外模用 鋼製兩半式形腔和芯管組成，芯管上設有中心孔，氣壓成型外模內腔形狀與燈
內膽的外表形狀相匹配；氣壓成型外模由兩半式形腔對合構成，兩半式形腔用 鋼材料製成，雉腔的形狀與燈內膽的外表面形狀相匹配，在氣壓成型外模外壁 上嵌'入用於控制溫度的絕緣發熱體，氣壓成型外模中心設置有與內腔相連通的 活動芯管，芯管材料為不鏽鋼。所述的氣壓成型外模為單形腔或多形腔結構， 可根據任何產品形狀設計，多腔設計適應批量生產，生產效率高。
3) 、將由步驟2)製得的坯體半成品進行素燒，再經外表打磨修整工序， 經高溫燒結而得到氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽成品。
所述的步驟1)中，注射用混合料經投入一次注射成型模具料腔中，在140 。C 19CTC， 40 105MPa下，採用一次成型模具注射成型，得到毛坯。
所述的步驟2)中，將步驟1)形成的毛坯放入氣壓成型外模中加熱至 120 18(TC首先使腔內毛坯軟化，然後在壓力為0.2 0.8Mpa情況下進行脈衝或 恆壓氣壓成型，氣壓成型的時間為2 9秒，最後得到一體式的陶瓷坯體半成品。 將一次注射成型的毛坯，放入氣壓成型外模中氣壓成型，開啟發熱體，加熱到 120 18(TC使腔內毛坯軟化，再啟動電磁閥，使氣罐內具有一定壓力(0.2 0.8IVIPa)的乾燥空氣進入毛坯體內，進行脈衝或恆壓(時間2 9秒)氣 壓成型後，關閉加熱裝置及卸壓，冷卻後抽出兩端芯管，即可取出一體式的坯 體半成品。
_所述的步驟3)中，將陶瓷坯體半成品在Rt-50(TC溫度經12 16小時排膠後， 升溫至1200 130(TC素燒，然後經打磨修整後，移至氫氣爐中在1800 190(TC的 高溫下燒結6 12小時，.最後得到透明度良好的氧化鋁陶瓷一體式內膽成品。 本發明一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法有益效果是 採用一體式成型，避免了分體式成型內膽存在的缺陷，可靠性高、壽命長、 耐熱和耐腐蝕性好。另外採用鋼製模具，坯體尺寸及形狀由成型模具決定，所 以尺寸一致性好，且能製作圓形、橢圓形、鼓形等任何形狀。並且由於採用多 腔設計，適用於批量生產，效率高，採用無芯氣壓成型，簡化工藝，節省成本。 綜上所述，本發明具有不需採用揮發性內芯、內膽形狀規整、尺寸精度可控、 工藝簡單、生產成本低、可靠性高、適應生產任何形狀及批量生產的特點，用 本發明方法製造的異型一體式氧化鋁陶瓷金滷燈內膽強度高、使用壽命長、耐 熱和耐腐蝕性能好。


菌1是本發明的注射成型模具結構示意圖; 圖2是本發明的氣壓成型模具結構示意圖; 圖3是本發明中注射成型時的示意圖； 圖4是本發明中氣壓成型時的前側示意圖; 圖5是本發明中氣壓成型時的後側示意圖;圖6是本發明中氣壓成型模具的芯管結構示意圖。
附圖標記說明
1、注射成型模具 2、芯針 3、氣壓成型模具
4、絕緣發熱體 5、毛坯 6、氣壓芯管
7、電磁閥 8、氣罐 9、空氣軟管
10、坯體半成品
具體實施例方式
參照圖1至圖6，本發明是這樣實施的 本實施例一的製造方法如下
1 、 首先是製作注射成型模具1和氣壓成型外模3，圖1是注射成型模具 的結構圖，注射成型模具1由兩半式形腔組合所構成，採用鋼材料，形腔的體 積大小根據陶瓷管壁厚設計，注射成型模具1中心設置有活動芯針2，芯針尺
寸根據內膽的端管內徑而定；圖2是氣壓成型外模的結構圖，氣壓成型外模3 由的兩半式形腔對合所構成，採用鋼材料，形腔的形狀與陶瓷內膽的外表面形 狀相配，在模具外壁上嵌入絕緣發熱體4，溫度可控，安全，模具中心設置有 與模具內腔相哮通的活動芯管6，活動芯管結構如圖6所示，其材料為不鏽鋼， 氣壓成型外模採用單腔設計，其也可以採用多腔結構設計。
2、 配置氧化鋁陶瓷粉料其採用氧化鋁純度^99.9%，粒度0.2pm，摻 入0.1。/。wtMgO， 0.2%wtLa2O3 ， 0.05wtZrO2，加離子水球磨均勻，再經 烘乾脫水成氧化鋁陶瓷粉料。
3、 配置注射用混合料將上述的氧化鋁陶瓷粉料加入熱塑性粘結劑，包括2.50/oWt聚苯乙烯，4.50/。wt聚丙烯，3.50/owt聚甲基丙烯酸甲酯，4.0% wt 石蠟，1.5y。wt鄰苯二甲酸二辛酯，0.8Wwt油酸，加熱到14(TC成液態，混練
融合至無氣泡，再冷卻成固體，經粉碎成注射用混合料。
4、 成型
圖3是注射成型時的狀態示意圖，將上述製備好的注射用混合料，投入注 射機料腔中，在工作溫度為140°C，壓力為50MPa下，採用一次注射成型模具 成型，得到毛坯5;
圖4和圖5是氣壓成型時的狀態示意圖，首先將一次注射成型的毛坯5放 入氣壓成型外模3中，氣壓成型外模3兩端中孔插入聯接空氣軟管9的不鏽鋼 芯管6至限位處，確保兩端芯管6與毛坯尾管長度一致，然後再開啟發熱體4。 加熱到14(TC使腔內毛坯5軟化，再啟動電磁閥7，使氣罐8具有一定壓力 (0.3MPa)的乾燥空氣進入毛坯體內，進行脈衝或恆壓(時間3秒)氣壓成型 後，關閉加熱裝置及卸壓，冷卻後抽出兩端芯管，即可取出一體式的坯體半成 品10。
5、 製成氧化鋁陶瓷一體式內膽成品將陶瓷坯體經Rt-50(TC溫度下13 小時排膠後，升溫至120CTC素燒，.並經打磨修理後，移至H2爐中在180(TC
的高溫下燒結8小時，即可得到透明度良好的氧化鋁陶瓷一體式內膽成品。 本實施例二的製造方法如下
1 、 首先是製作注射成型模具1和氣壓成型外模3，圖1是注射成型模具 的結構圖，注射成型模具1由兩半式形腔組合所構成，採用鋼材料，形腔的體 積大小根據陶瓷管壁厚設計，注射成型模具1中心設置有活動芯針2，芯針尺 寸根據內膽的端管內徑而定；圖2是氣壓成型外模的結構圖，氣壓成型外模3由的兩半式形腔對合所構成，採用鋼材料，形腔的形狀與陶瓷內膽的外表面形
狀相配，在模具外壁上嵌入絕緣發熱體4，溫度可控，安全，模具中心設置有與模具內腔相連通的活動芯管6，活動芯管結構如圖6的所示，其材料為不鏽鋼，氣壓成型外模採用單腔設計，其也可以採用多腔結構設計。
2、 配置氧化鋁陶瓷粉料其採用氧化鋁純度^99.9%，粒度0.7|jm，摻入0:25%wt MgO,0.4% wt La203 ， 0.08wtZrO2，加離子水球磨均勻，再經烘乾脫水成粉體備用。
3、 配置注射用混合料將前述的陶瓷粉加入熱塑性粘結劑，包括4.0%
wt聚苯乙烯，8.0。/owt聚丙烯，5.0% wt聚甲基丙烯酸甲酯，7.(T/c)Wt石蠟，2.0。/。wt鄰苯二甲酸二辛酯，1.0。/。wt油酸，加熱到16(TC成液態，混練融合至無氣泡，再冷卻成固體，經粉碎成粒備用。
4、 成型
圖3是注射成型時的狀態示意圖，將上述製備好的注射用混合料，投入注射機料腔中，在工作溫度為16(TC，壓力為130MPa下，採用一次模具注射成型，得到毛坯5;
圖4和圖5是氣壓成型時的狀態示意圖，首先將一次注射成型的毛坯放入氣壓成型外模3中，氣壓成型外模3兩端中孔插入聯接空氣軟管9的不鏽鋼芯管6至限位處，確保兩端芯管6與毛坯尾管長度一致，然後再開啟發熱體4。加熱到16(TC使腔內毛坯5軟化，再啟動電磁閥7，使氣罐8具有一定壓力(0.5MPa)的乾燥空氣進入毛坯體內，進行脈衝成恆壓(時間7秒)氣壓成型後，關閉加熱裝置及卸壓，冷卻後抽出兩端芯管，即可取出一體式的坯體半成品10。5、 製成成品將陶瓷坯體經Rt-500。C溫度下15小時排膠後，升溫至125CTC素燒，並經打磨修理後，移至H2爐中在188(TC的高溫下燒結6小時，
即可得到透明度良好的氧化鋁陶瓷一體式內膽。
以上所述，僅是本發明一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法較佳實施例而己，上述的實施例並非對本發明的技術範圍作任何限制，凡是依據本發明的技術實質對以上的實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1、一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法，用於製造陶瓷金滷燈內膽，本發明包括以下三個步驟1)、將熱塑性材料採用注射方法注入注射成型模具中，形成毛坯，注射成型模具用鋼製兩半式形腔及鋼製針芯組合而成，兩半式形腔體積根據所製備燈內膽的形狀及管壁體積製成；2)、將步驟1)形成的毛坯放入氣壓成型外模中加熱軟化，通過芯管的中心孔對毛坯充氣使其膨脹，形成符合外形要求的坯體半成品，氣壓成型外模用鋼製兩半式形腔和芯管組成，芯管上設有中心孔，氣壓成型外模內腔形狀與燈內膽的外表形狀相匹配；3)、將由步驟2)製得的坯體半成品進行素燒，再經外表打磨修整工序，經高溫燒結而得到氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽成品。
2、 根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法，其特徵在於所述的步驟1)中的熱塑性材料製備方法是-1)、配置氧化鋁陶瓷粉採用氧化鋁純度W9.9。/。，粒度0.2 0.8[jm，摻入0.1~0.3%wtMgO， 0.2~0.5%wtLa2O3， 0.05~0.10 wt Zr02，加離子水球磨均勻，再經烘乾脫水製成陶瓷粉；2)、配置注射用混合料將上述的陶瓷粉加入以下熱塑性粘結劑，包括-2.0-5.0% wt聚苯乙烯，4.0-9.0% wt聚丙烯，3.0-6.0% wt聚甲基丙烯酸甲酯，3.0-8.0% wt石蠟，1.0-3.0% wt鄰苯二甲酸二辛酯，0.5-2.0% wt油酸，將上述混合料加熱到'130 18(TC成液態物，混練融合至無氣泡，再將液態物冷卻成固體，'最後經粉碎工序製成注射用混合料。
3、 根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法，其特徵在於所述的步驟1)中，注射用混合料經投入注射成型模具料腔中，在14(TC 19CTC， 40 105MPa下，採用注射成型模具注射成型，得到燈內膽毛坯。
4、 .根據權利要求l所述的一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法， 其特徵在於所述的步驟2)中，將步驟l)形成的毛坯放入氣壓成型外模中加熱 至120 18(TC首先使腔內毛坯軟化，然後在壓力為0.2 0.8Mpa,況下進行脈衝 或恆壓氣壓成型，氣壓成型的時間為2 9秒，最後得到一體式的陶瓷坯體半成品。
5、 根據權利要求l所述的一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法， 其特徵在於所述的注射成型模具由兩半式形腔組成，兩半式形腔採用鋼材料制 成，形腔的體積大小根據陶瓷管壁厚設計，於兩半式形腔中心設置有活動芯針， 芯針尺寸根據燈內膽的端管內徑而定。
6、 根據權利要求l所述的一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法， 其特徵在於所述的氣壓成型外模由兩半式形腔對合構成，兩半式形腔用鋼材料 製成，形腔的形狀與燈內膽的外表面形狀相匹配，在氣壓成型外模外壁上嵌入 用於控制溫度的絕緣發熱體，氣壓成型外模中心設置有與內腔相連通的活動芯 管，芯管材料為不鏽鋼。
7、 根據權利要求l所述的一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法， 其特徵在於所述的氣壓成型外模為單形腔或多形腔結構。
8、 根據權利要求1所述的一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法， 其特徵在於所述的步驟3)中將陶瓷坯體半成品在Rt-50(TC溫度經12 16小時排膠 後，升溫至1200 1300。C素燒，然後經打磨修整後，移至氫氣爐中在1800 190(TC 的高溫下燒結6 12小時，最後得到氧化鋁陶瓷一體式內膽成品。
全文摘要
本發明涉及到一種無機非金屬材料及光源照明用陶瓷管，尤其涉及到一種氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽的製造方法。其包括以下三個步驟1)將熱塑性材料採用注射方法注入注射成型模具中，形成毛坯；2)將毛坯放入氣壓成型外模中加熱軟化，通過芯管的中心孔對毛坯充氣使其膨脹，形成符合外形要求的坯體半成品；3)將坯體半成品進行素燒，再經外表打磨修整工序，經高溫燒結而得到氧化鋁陶瓷金滷燈一體式內膽成品。其有益效果是具有不需採用揮發性內芯、內膽形狀規整、尺寸精度可控、工藝簡單、生產成本低、可靠性高、適應生產任何形狀及批量生產的特點，用本方法製造的異型一體式氧化鋁陶瓷金滷燈內膽強度高、使用壽命長、耐熱和耐腐蝕性能好。
文檔編號H01J9/24GK101483125SQ20091010527
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月23日 優先權日2009年1月23日
發明者謝燦生 申請人:謝燦生