CN101353263B - 一体化陶瓷金卤灯电弧管壳凝胶粘结制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一体化陶瓷金卤灯电弧管壳的制造方法。先采用凝胶注模法制造出轴向对称的两个半边椭球形氧化铝空心坯体，用模具将两个坯体对接，对接的圆环面呈v形槽，再向v形槽注射氧化铝的凝胶浆料，将两半边坯体无缝圆滑地粘接成一个整体，如图4所示。取出粘接好的成形坯体，经排塑、预烧，真空或氢气烧结成一体化的陶瓷电弧管壳。

Description

一体化陶瓷金卤灯电弧管壳凝胶粘结制造方法

技术领域：

本发明属电光源技术领域，特别涉及到制造一体化陶瓷金卤灯电弧管的方法。

背景技术：

由于使用了半透明的氧化铝陶瓷取代传统石英金卤灯电弧管壳中的石英玻璃，令到陶瓷金卤灯同时具有高压钠灯和石英金卤灯两者的优点，即光效高，显色性好，体积小，寿命长。故陶瓷金卤灯近年来得到重点发展，在室内外照明的应用中得到很大的推广。

早先，陶瓷电弧管壳采用圆柱形多段玻璃粘结制造技术，不仅工艺复杂，可靠性低，也影响灯具的电光性能和寿命，因此人们长期致力于减少电弧管壳部件数量的研究，最后终于发明了一体化单个电弧管壳的制造技术，使电弧管的结构趋于完善，大大提高了各种电光性能和可靠性。

目前制造一体化陶瓷电弧管壳的技术途径有两条，一是用可挥发的材料做内芯，然后用注浆或粉末冷等静压法制成陶瓷坯体，再通过加热氧化的方法去除内芯材料，得到空心的陶瓷坯体，如发明专利CN1251330A和CN1489558A所述。这种方法的缺点是内芯材料的去除过程需缓慢而严格，稍有炭质残留，会造成废品，另外内芯的制造也增加了成本，而且其挥发也会造成环境污染。

另一种制造方法如专利US6620272B2所述，先制造出两半轴线方向对称的空心坯体，再用局部加热的办法将对接面的粘合剂熔化，加压力粘接成一整体。这种方法工艺复杂，而且坯体有机粘合剂含量高，在排塑时严重变形。

因此，寻找另一种制造方法，简化工艺，提高成品率，降低成本，避免环境污染，是本发明专利的目的。

发明内容：

本发明的特征是用氧化铝粉末的凝胶浆料将轴线对称的两半边空心氧化铝陶瓷坯体粘结起来，形成一个圆滑过渡的一体化的椭球形电弧管壳坯体。本发明的制造方法包括以下步骤：

用金属或塑料做成内模和外模，内外模之间形成所需的空腔，向空腔注射氧化铝粉末的凝胶浆料，加温使其凝固成形，将内模取出，使两外模连同其中的坯体紧密对接，两坯体的对结面形成V形槽。

向V形槽注射和坯体成份相同的凝胶浆料，使其固化。将粘接好的陶瓷坯体连同外模彻底烘干，使坯体达到很高的机械强度。

打开外模，取出粘接好的一体化陶瓷坯体，经排塑，预烧。真空或氢气烧结，最后制成半透明的氧化铝陶瓷电弧管壳。与现有的技术相比，本发明具有以下显著特点：

本发明不用挥发性材料作内芯，降低了成本，避免了对产品和环境的污染。

本发明采用凝胶浆料注模成形和粘结法，有机物含量小于5％。工艺简单，成本低廉，有利于工业化生产。

附图说明：

图1，发明特征示意图。

图2，单边坯体凝胶注浆。

图3，单边坯体固化成形。

图4，双边坯体对接凝胶注浆粘结。

图5，粘结好的一体化陶瓷坯体。

具体实例方式：

本发明的制造工艺过程为图2至图5所示。

先用金属或塑料制作内模1和外模2，内外模之间形成一空腔，其形状与电弧管壳相匹配。向模具的空腔注射氧化铝粉末的凝胶浆料后，用加热的方法加速浆料的固化成形，过程为图2所示。

浆料固化成形后，将内模1抽出，得到单边的空心陶瓷坯体3，如图3，将两单边的空心坯体连同外模一起对接，将外模夹紧，然后向两坯体对接面的v形槽注射如前所述的氧化铝凝胶浆料，并加速其固化。其后连同模具将粘接好的坯体放置120℃左右的温度环境中将所含的水份彻底烘干。令坯体有很好的机械强度，如图4-5.最后，打开外模，取出粘接好的干燥坯体3，用200℃-600℃慢速排塑。1100℃2小时的预烧后，再移至真空炉或氢气炉1800℃-1900℃2小时烧结，得到半透明的一体化的椭球形氧化铝陶瓷电弧管壳。

注射成形以及粘接所需的凝胶浆料，具体采用纯度为99.99％，平均粒径为0.5um的氧化铝粉末，外加0.2％-0.5％Wt左右的氧化钇和氧化镧(99.99％纯度的超细粉末)组成三元系配方，用搅拌球磨机混合均匀备用.

在上述的三元系配方粉料中，用蒸馏水稀释液的方式加入3％-4％wt的丙烯酰胺及其耦合剂，用0.5％-1％wt左右的柠檬酸氨作为分散剂，加入氨水调节PH值到9-10之间，将全部材料球磨10小时左右，将浆料取出放进真空除泡机内，再加入0.2％wt左右的过硫酸氨作为引发剂，搅拌除泡半小时左右，即可制成固相含量大于50％，有机物含量小于5％，流动性良好的凝胶浆料。

Claims (5)

1.一体化陶瓷金卤灯电弧管壳凝胶粘结制造方法，包括下列步骤：

用金属或塑料做成内模和外模，其中构成一空腔，该空腔与所需的坯体形状相匹配；

向模具的空腔注射氧化铝粉末的凝胶浆料，使其凝固成形后，将内模抽出；

将两边外模连同其中的坯体紧密对接，令两坯体的圆环接触面构成v形槽；

向v形槽注射和坯体成份相同的凝胶浆料，令其固化后将两半相同结构的坯体无缝圆滑地粘接成一整体；

将已粘接好的一体化坯体连同外模放进120℃左右的温度环境中彻底将水份烘干，令坯体达到满意的硬度；

最后打开外模，将坯体取出，经排塑，预烧，真空或氢气烧结制成一体化的半透明氧化铝陶瓷电弧管壳。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一体化椭球形坯体是由两个轴线对称的空心半边坯体凝胶粘接而成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：两个空心半边坯体的粘结剂为氧化铝粉末的凝胶浆料，其固相含量大于50％，有机物含量小于5％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：注模粘接所用的外模具为两边开合的，而且可以同时注射粘接多个坯体。

5.根据权利要求1-4所述的方法，其特征在于：用此种方法制成的一体化陶瓷电弧管壳，中间为椭球形，两边为圆柱形细管的中空圆滑过度的整体，其壁厚在0.8mm-2mm之间变化。

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