陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法

摘要

一种陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，该方法于高纯氧化铝陶瓷粉中加入油酸并在干磨后加入粘合剂，经搅拌制成均匀无气泡的浆料，将浆料注射进金属模腔中，冷凝后即得沿轴向对半横切的半边空心电弧管壳坯体，再将两个半边坯体沿轴向横切面紧密对接后，用环形加热器对对接面进行加热以使对接面处材料中的粘合剂软化及粘度增加，来保证两半边坯体实现紧密无缝粘接，再经排蜡处理后高温烧结即得到单个一体化半透明氧化铝陶瓷电弧管壳。本发明的半边坯体由热压注模法成形，坯体一致性好，两个半边空心坯体借助局部加热粘接而成，节省了内芯材料，且粘接面已融为一体，烧成后不存在间隙。故实现了不采用挥发性内芯、工艺简单、成本低、无污染。

权利要求

1、一种陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，包括如下步骤

一，将氧化铝陶瓷粉加水球磨均匀后烘干备用；

二，在所述的陶瓷粉中按粉重加入0.2％wt～0.5％wt的油酸，在球磨机 中干磨均匀，再按粉重加入10～25％wt的粘合剂，然后加热到70～110℃ 并搅拌成均匀无气泡的浆料；

三，采用热压注模工艺，将第二步中制备的浆料用压缩空气注射进金 属模具的空腔中，冷凝后即可取出沿轴向对半横切的半边空心电弧管壳坯 体；

四，将在第三步中已成型的半边电弧管壳坯体沿轴向横切面紧密对接 后，用加热器在60～100℃温度范围内对对接面进行加热以使对接面处材 料中的粘合剂软化及粘度增加，来保证两半边坯体实现紧密无缝粘接；

五，将已粘接好的坯体埋在粗粒氧化铝粉末中升温到1000～1200℃做 排蜡处理后，清除坯体表面的残留铝粉，再于1～5×10-3MPa的真空或 0.02～0.05MPa的流动氢气炉中在1700～1900℃的高温下烧结2～4小时 后，即得到单个一体化半透明氧化铝陶瓷电弧管壳。

2、根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，其 特征是所述的氧化铝陶瓷粉料中还含有按重量计0.2～0.5％wt的氧化镁、 氧化钇和氧化镧的混合添加剂，氧化镁、氧化钇、氧化镧间的比例为1∶2∶ 1；所述油酸的分子量为282.47。

3、根据权利要求2所述的陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，其 特征是所述的粘合剂按重量计由聚乙烯醇5～10％wt和石蜡90～95％wt组 成。

4、根据权利要求3所述的陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，其 特征是两个半边空心电弧管壳坯体经粘结后，仅对粘结区域进行局部加 热。

5、根据权利要求4所述的陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，其 特征是加热器的结构为环形，其形状与电弧管坯体的外形相匹配。

6、根据权利要求5所述的陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，其 特征是在用所述的加热器对进行粘合的电弧管坯体做加热的过程中，在所 述空心坯体的内部要充入0.02～0.05MPa的压缩空气作为支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷金卤灯的制造方法，特别是指一种陶瓷金卤灯单 体电弧管壳的制造方法。

背景技术

陶瓷金卤灯由于有优异的电光性能而成为照明领域人们十分关注的 新灯种，而陶瓷金卤灯之所以在近年来能得到很大的发展，一个重要的原 因在于单个一体化陶瓷电弧管壳制造技术的突破。
早期的陶瓷电弧管壳是由几个圆柱形的陶瓷部件组合而成，各部件之 间采用耐腐蚀的玻璃焊料经高温粘结形成连接，但这种多段组合方式因工 艺复杂、可靠性低、成本高而逐渐被淘汰。
单个一体化椭球形电弧壳是目前陶瓷金卤灯中电弧管壳的最先进结 构，它克服了早期陶瓷电弧管壳的缺点，使灯的电光性能和寿命得到了很 大的提高。对此，也产生了许多的专利。其中，真正具有工业化意义的专 利技术主要有以下两种。其一是利用可以在高温挥发的材料，如石墨、有 机物等做成内芯，然后用注射成形法注入陶瓷浆料，待浆料凝固后再通过 高温氧化的方法去除内芯材料，得到空心的陶瓷坯体；该方法于操作时对 内芯材料的去除工艺要求十分严格，若稍有碳质残存就会影响管壳的透明 度，而且复杂的工艺要求也大幅度增加了成本；此类技术如发明专利 CN1489558A和CN1251330A所示。
其二是预先制造出两个直径不同的半边素烧坯体，再将它们紧密镶嵌 后借助高温烧结时的不同收缩率而烧结在一起；严格说来，该方法属于二 段式结构，对两个半边坯体的配合尺寸和烧结收缩率要求十分严格，否则 烧成后会在接缝处形成间隙，导致密封性不好造成的产品报废，因此该方 法的成品率很低。故寻求一种更简易可行、低成本、无污染的制造方法十 分必要。

发明内容

本发明需解决的问题是提供一种不采用挥发性内芯、工艺简单、成本 低、无污染的一体化陶瓷金卤灯电弧管壳的制造方法。
根据上述需解决的问题设计了一种陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造 方法，包括如下步骤：
其一，将高纯氧化铝Al2O3陶瓷粉加水球磨至平均粒径Φ≤1微米后， 烘干备用；二，在所述的陶瓷粉中按粉重加入0.2-0.5％wt的油酸(分子 量：282.47)，在球磨机中干磨4-6小时后，再按粉重加入15～20％wt的 粘合剂，然后加热到70～110℃并搅拌成均匀无气泡的浆料；三，采用热 压注模工艺，将第二步中制备的浆料用压缩空气注射进金属模具的空腔 中，冷凝后即可取出沿轴向对半横切的半边空心电弧管壳坯体；四，将在 第三步中已成型的半边电弧管壳坯体沿轴向横切面紧密对接后，用加热器 在60～100℃温度范围内对对接面进行加热以使对接面处材料中的粘合剂 软化及粘度增加，通过接触面间的相互融合来保证两半边坯体实现紧密无 缝粘接；五，将已粘接好的坯体埋在粗粒氧化铝粉末中升温到1000～1200 ℃做排蜡处理后，清除坯体表面的残留铝粉，再于1～5×10-3MPa的真空 或0.02～0.05MPa的流动氢气炉中在1700～1900℃的高温下烧结2～4小 时后，即可得到单个一体化半透明氧化铝陶瓷电弧管壳。
作为对前述技术方案的进一步改进，在所述的氧化铝陶瓷粉料中还含 有按重量计0.2～0.5％wt的氧化镁、氧化钇、氧化镧的混合添加剂，氧化 镁、氧化钇、氧化镧间的比例为1∶2∶1。
其中，在浆料制取过程中所用的粘合剂按重量计由聚乙烯醇5～ 10％wt、石蜡90～95％wt组成。另外，两个半边空心电弧管壳坯体经粘结 后，仅对粘结区域进行局部加热，且所述的加热器为形状与电弧管坯体的 外形相匹配的环形加热器。同时，在用所述的加热器对进行粘合的电弧管 坯体做局部加热的过程中，在所述空心坯体的内部要充入0.02～0.05MPa 的压缩空气作为支撑防止坯体变形。
与现有技术相比，本发明的半边坯体由热压注模法成形，坯体的尺寸 由金属模具决定，一致性好；加工过程中单个坯体由两个半边空心坯体局 部加热粘接而成，节省了内芯材料；因两个半边坯体之间为无缝粘接，粘 接面已融为一体，烧成后不存在间隙。因此，本发明实现了不采用挥发性 内芯、工艺简单、成本低、无污染的发明宗旨。

附图说明

附图1是本发明中半边坯体注浆成形过程示意图；附图2是本发明方 法中两半边坯体粘接过程中坯体与环形加热器的关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的发明要点和实施方法作进一步详述。
本发明涉及的是一种陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法，包括如下 步骤：
首先是配制氧化铝陶瓷粉料。为了抑制晶粒生长，增加制成品的透明 度，要在氧化铝粉末中按重量掺入0.2～0.5％wt的氧化镁、氧化钇、氧化 镧的混合添加剂，氧化镁、氧化钇、氧化镧间的比例为1∶2∶1。所述全 部原料的纯度应大于99.9％，平均粒径小于1微米，加水球磨混合均匀后， 烘干备用。
其次是配制热压注模浆料。在前述的陶瓷粉中加入0.2～0.5％wt、分 子量为282.47的油酸，在球磨机中干磨4～6小时后，再按粉重加入10～ 25％wt的粘合剂，然后加热到70～110℃并搅拌成均匀无气泡的浆料；在 浆料制取过程中所用的粘合剂按重量计由聚乙烯醇5～10％wt、石蜡90～ 95％wt组成。
第三采用热压注模工艺。将第二步中制备的浆料用压缩空气注射进金 属模具的空腔中，冷凝后即可取出沿轴向对半横切的半边空心电弧管壳坯 体1，如图1所示。
第四，将在第三步中已成型的半边电弧管壳坯体沿轴向横切面紧密对 接，如图2示。对接时，用加热器在60～100℃温度范围内对对接面进行 加热以使对接面处材料中的粘合剂软化及粘度增加，通过促进接触面间的 相互融合来保证两半边坯体实现紧密无缝粘接。为了保证所述坯体在粘接 时不变形，仅采用局部加热方式且所述的加热器2为形状与电弧管坯体的 外形相匹配的环形加热器；同时，在对进行粘合的电弧管坯体做加热的过 程中，于所述空心坯体的内部还要充入0.02-0.05MPa的压缩空气作为支 撑防止坯体变形。
最后，将已粘接好的坯体埋在60目的粗粒氧化铝粉末，中慢速升温 到1000～1200℃做排蜡处理后，清除坯体表面的残留铝粉，再于1～5× 10-3MPa的真空或0.02～0.05MPa的流动氢气炉中在1700～1900℃的高温 下烧结2～4小时后，即可得到单个一体化半透明氧化铝陶瓷电弧管壳。
以下是本发明的非限定性实施例，具体的原材料配比和参数可根据实 地的具体情况进行调节，操作方法一致。一般情况下，原材料配比和操作 参数的变化对本发明的终端结果无实质性影响。
按重量百分比取99.5％的氧化铝陶瓷粉料，并向其中掺入0.5％wt的氧 化镁、氧化钇和氧化镧混合添加剂，并加水球磨混合均匀后，加入0.5％wt 的油酸，再干磨均匀后加入10％wt的粘合剂(粘合剂以石蜡∶聚乙烯醇＝ 95∶5的重量百分比比例配制)，然后在加热到90℃的条件下搅拌成均匀的 无气泡浆料。接着采用热压注模工艺将制好的浆料用压缩空气注射进金属 模具空腔中制得半边空心电弧管壳坯体。下一步对两个半边空心电弧管壳 坯体进行对接粘合，用环形加热器对对接面进行加热，加热温度80℃，使 两个半边坯体紧密无缝地粘接在一起，当然要注意内衬即支撑问题以防止 坯体变形。最后，将粘接好的坯体埋入经煅烧过的粗颗粒氧化铝粉末中慢 速升温到1100℃，保温1小时做排蜡处理后，清除表面的铝粉，再放入真 空或氢气炉中于1800℃高温烧结2小时，即得到所需的单个一体化半透明 氧化铝陶瓷电弧管壳。