CN102249695B - 一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是先通过注射成形工艺生产半电弧管形状的生坯，然后将一对半电弧管形状生坯放入另一套模具中实现精确定位，再进行二次注射，将陶瓷粉末与粘结剂的混合物注入模具，混合物的温度为100～200℃，注射压力为0.1～100MPa，实现一对半电弧管形状的生坯的连接。通过采用合适的粘结剂，设计合适的半电弧管形状生坯以及半电弧管形状生坯的对接部分，采用合适的二次注射用陶瓷粉末和粘结剂的混合物可以得到连接可靠的完整形状的电弧管，这种制造工艺生产效率高，产品的一致性好，适合电弧管的大批量生产。

Description

一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法

技术领域

本发明涉及一种陶瓷金卤灯用电弧管，特别是涉及一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法。

背景技术

陶瓷金卤灯是一种比较先进的光源，具有寿命长，光效高、显色性好的特点。半透明的陶瓷电弧管(常用材料为多晶氧化铝)是陶瓷金卤灯的核心部件，是决定陶瓷金卤灯质量的关键。陶瓷电弧管是由中间的泡壳和两端的袖管组成，图1即为现有技术的陶瓷电弧管示意图，如图1所示，该陶瓷电弧管包括中间的泡壳1′即为放电部分和两端的袖管2′、3′。陶瓷电弧管常见的结构有一体式，两段式，三段式和五段式等。

传统的陶瓷电弧管制造方法主要有以下四种：

第一种是采用粉浆浇注工艺，将陶瓷粉末预先制成悬浮液或糊状物，然后注入石膏模具中的粉末成形方法，通过控制粉浆的静置时间，当模壁上形成的粉层厚度适当时，将多余粉浆倒出而得到空心注件，再将注件干燥和烧结得到成品。

第二种是采用等静压或粉末注射成形工艺，通过在软模或模具中心放置低熔点或易溶解的型芯，将陶瓷粉末成形在型芯周围，然后将型芯溶(熔)化，得到空心的电弧管生坯，最后烧结得到成品。

第三种是采用粉末注射成形或挤出工艺分别制造电弧管的袖管和放电部分，将脱脂和预烧后的部件组装起来，并保证合适的装配间隙，利用放电部分与袖管部分不同的烧结收缩率，实现弧管的装配和密封。

第四种是采用生坯连接技术，将电弧管分为两部分并通过粉末注射成形，通过化学粘结剂或热板焊接的方法将两部分生坯连接起来，再脱脂和烧结，得到电弧管成品。

采用传统工艺制造陶瓷电弧管主要存在以下问题：

采用第一种方法制备的电弧管要求壁厚一基本致，这部分限制其应用，如何控制多孔模壁上凝固的壁厚并将多余的粉浆析出是一个难题，尤其是在电弧管的尺寸较小时，此外，实现该工艺的高效自动化生产，以满足陶瓷金卤灯巨大的市场需求，也比较困难。

采用第二种方法成形电弧管要求找到型芯的材料在成形后容易被去除，通过溶解或熔化的方法去除型芯存在效率低，且残余型芯材料易对电弧管造成污染，同时，还需要型芯材料具有一定的强度，以保证在等静压或注射成形过程中不发生变形。

采用第三种方法制备电弧管简化了成形工艺，但是要求严格控制电弧管部件之间的装配间隙和烧结收缩率，装配间隙不合适或烧结收缩率不匹配会导致电弧管出现裂纹或者漏气想象。

采用第四种方法制备电弧管要求找到合适的化学粘结剂或热板焊接工艺，保证焊接后的生坯具有一定的连接强度，并保证密封，因此需要找到合适化学粘结剂，使其在脱脂后不残留在弧管内，或者严格控制热板焊接的压力和温度，否则易导致焊接缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，该方法是采用二次注射成形方式来制成电弧管，是一种能够实现高效、自动化生产、产品一致性高的陶瓷电弧管的生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，包括如下步骤：

将陶瓷粉末与粘结剂在加热状态下混合形成第一混合物；其中，陶瓷粉末的重量占第一混合物总重量的25％～75％，加热温度为100～200℃；

采用注射成形工艺将所述第一混合物注入适配的第一模具中，使之成为两个能够对应配合的半电弧管形状的生坯；其中，成形温度为100～200℃，成形压力为0.1～100MPa；

将陶瓷粉末与粘结剂在加热状态下混合形成第二混合物；其中，陶瓷粉末的重量占第二混合物总重量的25％～75％，所述加热温度为100～200℃；

将所述两个能够对应配合的半电弧管形状的生坯放入适配的第二模具中，使之对接成整个电弧管形状，在两个半电弧管形状的生坯的交接处采用注射成形工艺将所述第二混合物注入，让第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处，使两个半电弧管形状的生坯连接成一个完整的电弧管形状的生坯；其中，成形温度为100～200℃，成形压力为0.1～100MPa；

采用化学脱脂或热脱脂的方式将所述完整的电弧管形状的生坯中的有机物去除，然后通过在空气中对所述完整的电弧管形状的生坯进行预烧结，以完全去除粘结剂，最后在氢气或真空中高温烧结得到电弧管成品；其中，热脱脂的加热温度为500～600℃，预烧结的温度为1000～1300℃，预烧结的时间为1～4h，高温烧结的温度为1600～2000℃，高温烧结的时间为1～6h。

所述的粘结剂为石蜡、聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸和硬脂酸锌中的一种或多种。

所述的第二混合物中，其原料构成和配比与第一混合物中的原料构成和配比完全相同。

所述的第二混合物中，第二混合物的原料构成与第一混合物中的原料构成相同，第二混合物的原料配比与第一混合物中的原料配比不相同。

所述的第二混合物中，第二混合物的原料构成与第一混合物中的原料构成不相同，第二混合物的原料配比与第一混合物中的原料配比不相同。

所述的陶瓷粉末的重量占第一混合物总重量的30％～60％；所述的陶瓷粉末的重量占第二混合物总重量的30％～60％。

所述的两个半电弧管形状的生坯吻合相接，所述第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的外面。

所述的两个半电弧管形状的生坯的相接处设有缝隙，所述第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的缝隙中。

所述的两个半电弧管形状的生坯的相接处设有缝隙，所述第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的缝隙以及交接处的外面。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是先通过注射成形工艺生产半电弧管形状的生坯，然后将一对半电弧管形状生坯放入另一套模具中实现精确定位，再进行二次注射，将陶瓷粉末与粘结剂的混合物注入模具，混合物的温度为100～200℃，注射压力为0.1～100MPa，实现一对半电弧管形状的生坯的连接。通过采用合适的粘结剂，设计合适的半电弧管形状生坯以及半电弧管形状生坯的对接部分，采用合适的二次注射用陶瓷粉末和粘结剂的混合物可以得到连接可靠的完整形状的电弧管，这种制造工艺生产效率高，产品的一致性好，适合电弧管的大批量生产。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺先成形半电弧管形状的生坯，半电弧管形状的设计可以有很多种，比如圆柱形、球形、椭球形等等。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺先成形半电弧管形状的生坯，两个半电弧管形状的生坯的对接部分可以设计各种形状的坡口，比如矩形、三角形、圆弧形、曲线等。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺并利用二次注射将两个半电弧管形状连接起来，二次注射部分可以是不同形状的，可以与半电弧管形状的外形一致，也可以相对于半电弧管形状的外形外凸，还可以相对于半电弧管形状的外形内凹等。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺并利用二次注射将两个半电弧管形状连接起来，二次注射采用的陶瓷粉末与粘结剂的混合物即第二混合物可以与半电弧管形状注射成形用的材料及配比相同，也可以不相同，比如陶瓷粉末与粘结剂的比例等，以便二次注射部分与此前成形的半电弧管形状在烧结过程中更好地结合，保证密封性。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺并利用二次注射将两个半电弧管形状连接起来，用于第一次注射的第一混合物和用于第二次注射的第二混合物，其中的陶瓷粉末可以有很多种配方，其中的粘结剂也可以有很多种配方。

本发明的有益效果是，由于采用了注射成形工艺先生产出半电弧管形状的生坯，然后将一对半电弧管形状生坯放入另一套模具中实现精确定位，再进行二次注射，将陶瓷粉末与粘结剂的混合物注入模具，实现一对半电弧管形状的生坯的连接，再通过化学、加热的方法将生坯中的有机物去除，最后通过预烧结和高温烧结得到半透明的氧化铝电弧管成品。该方法能够带来如下的有益效果：

一是，与传统工艺相比，本发明可以通过成熟的注射成形工艺和设备进行电弧管的自动化生产，生产效率高；

二是，与传统工艺相比，本发明可以成形的电弧管形状和尺寸方面的限制少，产品的精度和一致性程度高；

三是，与传统工艺相比，本发明可以的电弧管的结合界面无杂质、气孔、裂纹等缺陷，提高了电弧管的综合性能。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的陶瓷金卤灯用电弧管的示意图；

图2是本发明的半电弧管形状的生坯示意图；

图3是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接进行二次注射的示意图；

图4-1是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图一；

图4-2是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图二；

图4-3是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图三；

图4-4是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图四；

图4-5是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图五；

图4-6是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图六；

图4-7是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图七；

图4-8是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图八；

图4-9是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图九；

图4-10是本发明的两个半电弧管形状的生坯对接结构的示意图十。

具体实施方式

实施例，参见图2至图4所示，本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，包括如下步骤：

将陶瓷粉末与粘结剂在加热状态下混合形成第一混合物；其中，陶瓷粉末的重量占第一混合物总重量的25％～75％，加热温度为100～200℃；

采用注射成形工艺将所述第一混合物注入适配的第一模具中，使之成为两个能够对应配合的半电弧管形状的生坯；其中，成形温度为100～200℃，成形压力为0.1～100MPa；图2所示的半电弧管形状的生坯1为其中的一个，另一个与半电弧管形状的生坯1为对称结构，该半电弧管形状的生坯1包括了作为陶瓷电弧管中间部分的半泡壳11和一端的袖管12；

将陶瓷粉末与粘结剂在加热状态下混合形成第二混合物；其中，陶瓷粉末的重量占第二混合物总重量的25％～75％，所述加热温度为100～200℃；

将所述两个能够对应配合的半电弧管形状的生坯即生坯1和生坯2放入适配的第二模具中，使之对接成整个电弧管形状，在两个半电弧管形状的生坯的交接处采用注射成形工艺将所述第二混合物注入，让第二混合物3附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处，使两个半电弧管形状的生坯即生坯1和生坯2连接成一个完整的电弧管形状的生坯；其中，成形温度为100～200℃，成形压力为0.1～100MPa；

采用化学脱脂或热脱脂的方式将所述完整的电弧管形状的生坯中的有机物去除，然后通过在空气中对所述完整的电弧管形状的生坯进行预烧结，以完全去除粘结剂，最后在氢气或真空中高温烧结得到电弧管成品；其中，热脱脂的加热温度为500～600℃，预烧结的温度为1000～1300℃，预烧结的时间为1～4h，高温烧结的温度为1600～2000℃，高温烧结的时间为1～6h。所述的粘结剂为石蜡、聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸和硬脂酸锌中的一种或多种。

所述的第二混合物中，可以选择的是：其原料构成和配比与第一混合物中的原料构成和配比完全相同；或者是，第二混合物的原料构成与第一混合物中的原料构成相同，第二混合物的原料配比与第一混合物中的原料配比不相同；或者是，第二混合物的原料构成与第一混合物中的原料构成不相同，第二混合物的原料配比与第一混合物中的原料配比不相同。

对于陶瓷粉末与粘结剂的配比，典型的选择方式是，陶瓷粉末的重量占第一混合物总重量的30％～60％；所述的陶瓷粉末的重量占第二混合物总重量的30％～60％。

对于两个半电弧管形状的生坯即生坯1和生坯2利用第二混合物3形成的交接结构，可以有多各种设计方案：

比如，所述的两个半电弧管形状的生坯即生坯1和生坯2可以采用吻合相接的方案，所述第二混合物3附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的外面；如图4-1、图4-2、图4-3、图4-4所示；

再比如，所述的两个半电弧管形状的生坯即生坯1和生坯2的相接处也可以设有缝隙，所述第二混合物3附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的缝隙中；如图4-5、图4-6、图4-7所示；

又比如，所述的两个半电弧管形状的生坯即生坯1和生坯2的相接处设有缝隙，所述第二混合物3附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的缝隙以及交接处的外面；如图4-8、图4-9、图4-10所示。

另外，两个半电弧管形状的生坯即生坯1和生坯2的交接部位可以设计成各种坡口，比如矩形、三角形、圆弧形、曲线等等。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是先通过注射成形工艺生产半电弧管形状的生坯，然后将一对半电弧管形状生坯即生坯1和生坯2放入另一套模具中实现精确定位，再进行二次注射，将陶瓷粉末与粘结剂的混合物3注入模具，混合物的温度为100～200℃，注射压力为0.1～100MPa，实现一对半电弧管形状的生坯的连接。通过采用合适的粘结剂，设计合适的半电弧管形状生坯以及半电弧管形状生坯的对接部分，采用合适的二次注射用陶瓷粉末和粘结剂的混合物可以得到连接可靠的完整形状的电弧管，这种制造工艺生产效率高，产品的一致性好，适合电弧管的大批量生产。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺先成形半电弧管形状的生坯，半电弧管形状的设计可以有很多种，比如圆柱形、球形、椭球形等等。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺先成形半电弧管形状的生坯，两个半电弧管形状的生坯的对接部分可以设计各种形状的坡口，比如矩形、三角形、圆弧形、曲线等。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺并利用二次注射将两个半电弧管形状连接起来，二次注射部分可以是不同形状的，可以与半电弧管形状的外形一致，也可以相对于半电弧管形状的外形外凸，还可以相对于半电弧管形状的外形内凹等。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺并利用二次注射将两个半电弧管形状连接起来，二次注射采用的陶瓷粉末与粘结剂的混合物即第二混合物可以与半电弧管形状注射成形用的材料及配比相同，也可以不相同，比如陶瓷粉末与粘结剂的比例等，以便二次注射部分与此前成形的半电弧管形状在烧结过程中更好地结合，保证密封性。

本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，是采用注射成形工艺并利用二次注射将两个半电弧管形状连接起来，用于第一次注射的第一混合物和用于第二次注射的第二混合物，其中的陶瓷粉末可以有很多种配方，其中的粘结剂也可以有很多种配方。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

将陶瓷粉末与粘结剂在加热状态下混合形成第一混合物；其中，陶瓷粉末的重量占第一混合物总重量的25％～75％，加热温度为100～200℃；

采用注射成形工艺将所述第一混合物注入适配的第一模具中，使之成为两个能够对应配合的半电弧管形状的生坯；其中，成形温度为100～200℃，成形压力为0.1～100MPa；

将陶瓷粉末与粘结剂在加热状态下混合形成第二混合物；其中，陶瓷粉末的重量占第二混合物总重量的25％～75％，所述加热温度为100～200℃；

将所述两个能够对应配合的半电弧管形状的生坯放入适配的第二模具中，使之对接成整个电弧管形状，在两个半电弧管形状的生坯的交接处采用注射成形工艺将所述第二混合物注入，让第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处，使两个半电弧管形状的生坯连接成一个完整的电弧管形状的生坯；其中，成形温度为100～200℃，成形压力为0.1～100MPa；

采用化学脱脂或热脱脂的方式将所述完整的电弧管形状的生坯中的有机物去除，然后通过在空气中对所述完整的电弧管形状的生坯进行预烧结，以完全去除粘结剂，最后在氢气或真空中高温烧结得到电弧管成品；其中，热脱脂的加热温度为500～600℃，预烧结的温度为1000～1300℃，预烧结的时间为1～4h，高温烧结的温度为1600～2000℃，高温烧结的时间为1～6h。

2.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的粘结剂为石蜡、聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、邻苯二甲酸二辛酯、硬脂酸和硬脂酸锌中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的第二混合物中，其原料构成和配比与第一混合物中的原料构成和配比完全相同。

4.根据权利要求1或2所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的第二混合物中，第二混合物的原料构成与第一混合物中的原料构成相同，第二混合物的原料配比与第一混合物中的原料配比不相同。

5.根据权利要求1或2所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的第二混合物中，第二混合物的原料构成与第一混合物中的原料构成不相同，第二混合物的原料配比与第一混合物中的原料配比不相同。

6.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的陶瓷粉末的重量占第一混合物总重量的30％～60％；所述的陶瓷粉末的重量占第二混合物总重量的30％～60％。

7.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的两个半电弧管形状的生坯吻合相接，所述第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的外面。

8.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的两个半电弧管形状的生坯的相接处设有缝隙，所述第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的缝隙中。

9.根据权利要求1所述的陶瓷金卤灯用电弧管的制作方法，其特征在于：所述的两个半电弧管形状的生坯的相接处设有缝隙，所述第二混合物附着成形在两个半电弧管形状的生坯的交接处的缝隙以及交接处的外面。

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