CN103632920B - 一种卤素汽车灯灯丝处理工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卤素汽车灯灯丝处理工艺及设备，包括灯丝绕制、灯丝清洗、灯丝定型、灯丝套管、灯丝清洗、灯丝烧氢和灯丝点焊，灯丝烧氢步骤后对灯丝进行真空高温处理；该真空高温处理步骤包括：A.将灯丝放入真空炉腔体内，并对真空炉腔体进行抽气；B.对真空炉腔体进行升温加热，保持对真空炉腔体抽气，持续1.5-2.5h；C.对真空炉腔体进行保温加热，保持对真空炉腔体抽气，持续1-2h；D.对真空炉腔体进行降温加热，并保持对真空炉腔体抽气，持续0.5-1h；E.？停止加热，待真空炉腔体冷却后停止抽气，通入保护气体。采用本发明可完美达到去除灯丝内部无用杂质的技术效果，大大增加了灯丝的寿命。

Description

一种卤素汽车灯灯丝处理工艺及设备

技术领域

本发明涉及汽车照明领域，尤其涉及的是一种卤素汽车灯灯丝处理工艺及设备。

背景技术

为了弥补纯钨丝的缺陷，用于生产汽车照明灯具的钨丝材料需要掺杂其他元素或物质。但由于传统的钨丝生产工艺不成熟，在钨丝生产过程中很容易掺入一些不必要的元素或物质（例如水汽和空气等），因此生产得到的成品钨丝中含有很多不必要的杂质，且该杂质在钨丝中分布不均匀。经研究发现，这些杂质大多为一些低熔点杂质，在灯丝通电发热产生高温的环境下，钨丝内部这些低熔点杂质会与钨形成合金，该合金的熔点比钨的熔点低因而更容易蒸发。因此在灯丝里含有杂质多的部位蒸发速度快，导致该部位钨丝变细，电阻增加，发热量也同样增加，从而又导致该部位钨丝蒸发速率加快，形成恶性循环，导致该部位钨丝提前熔断，这现象通常称为热点。另外，在灯泡使用过程中，灯丝内的部分低熔点杂质经受热后容易挥发出来，破坏灯泡内卤钨循环，容易导致灯泡发黑烧丝。

传统的卤素汽车灯灯丝处理工艺为：灯丝绕制-灯丝清洗-灯丝定型-灯丝套管-灯丝清洗-灯丝烧氢-灯丝点焊。该传统灯丝处理工艺只能处理灯丝表面的一些氧化物以及灯丝表面吸附的杂质，无法去除钨丝内掺杂的有害杂质和气体。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卤素汽车灯灯丝处理工艺及设备，旨在解决传统的钨丝处理工艺无法去除钨丝内掺杂的有害杂质和气体的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种卤素汽车灯灯丝处理工艺，包括依次进行的灯丝绕制、灯丝清洗、灯丝定型、灯丝套管、灯丝清洗、灯丝烧氢和灯丝点焊，其中，所述灯丝烧氢步骤后对灯丝进行真空高温处理；

所述对灯丝进行真空高温处理步骤包括以下步骤：

A.将灯丝放入真空炉腔体内，并对真空炉腔体进行抽气；

B.对真空炉腔体进行升温加热，使真空炉腔体内温度逐渐上升，灯丝内低熔点杂质受热开始慢慢挥发出来，并保持对真空炉腔体抽气，持续1.5-2.5小时；

C.等温度达到设定最高温度后，对真空炉腔体进行保温加热、灯丝内低熔点杂质继续受热挥发出来，并保持对真空炉腔体抽气，持续1-2小时；

D.对真空炉腔体进行降温加热，并保持对真空炉腔体抽气，持续0.5-1小时；

E.停止加热，待真空炉腔体冷却后停止抽气，再通入保护气体。

所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺，其中，所述步骤A中，对真空炉腔体进行抽气包括：

S1.对真空炉腔体进行第一次抽气，直到真空炉腔体内气压为1-5Pa；

S2.对真空炉腔体进行第二次抽气，使真空炉腔体内气压维持在0.001-0.005Pa。

所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺，其中，所述步骤B中，对真空炉腔体进行升温加热使真空炉腔体内温度从室温上升到设定最高温度1100℃-1300℃，压强为0.001-0.003Pa。

所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺，其中，所述步骤C中，真空炉腔体内温度为保持在1100℃-1300℃，压强为0.0007-0.003Pa。

所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺，其中，所述步骤D中，对真空炉腔体进行降温加热，温度从设定最高温度降到400-500℃，压强为0.0003-0.0007Pa。

所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺，其中，所述步骤E中，保护气体为氩气。

所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺的设备，其中，包括真空炉腔体、置于真空炉腔体内的加热电极、与真空炉腔体连通的抽气模块和用于打开或关闭真空炉腔体的气缸；

所述抽气模块包括对真空炉腔体进行第一次抽气的莱宝泵和对真空炉腔体进行第二次抽气的分子泵；所述莱宝泵分别与真空炉腔体和分子泵连通设置，所述分子泵与真空炉腔体连通设置；所述莱宝泵与真空炉腔体的连通处设置有粗抽电磁阀，莱宝泵与分子泵的连通处设置有精抽电磁阀；所述分子泵与真空炉腔体的连通处设置有高真空挡板阀门；

所述设备还包括控制面板，所述控制面板分别与莱宝泵、分子泵、加热电极、气缸、高真空挡板阀门、粗抽电磁阀和精抽电磁阀连接。

本发明的有益效果：本发明通过对灯丝在特定压强条件下进行加热，使其达到特定的温度，灯丝内部的低熔点杂质和吸收的气体蒸发和释放出来，从而达到去除灯丝内部有害杂质的目的，避免由于该有害杂质的存在而造成灯丝产生热点、提早烧丝、或造成灯泡发黑烧丝等不良现象。

附图说明

图1是本发明中对灯丝进行真空高温处理的步骤流程图。

图2是本发明设备的结构简图。

图3是本发明灯丝的测试结果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

本发明公开了一种卤素汽车灯灯丝处理工艺，包括依次进行的灯丝绕制、灯丝清洗、灯丝定型、灯丝套管、灯丝清洗、灯丝烧氢和灯丝点焊，其中，所述灯丝烧氢步骤后对灯丝进行真空高温处理；

所述对灯丝进行真空高温处理步骤包括以下步骤（参见图1）：

A.将灯丝放入真空炉腔体内，并对真空炉腔体进行抽气；

B.对真空炉腔体进行升温加热，使真空炉腔体内温度逐渐上升，灯丝内低熔点杂质受热开始慢慢挥发出来，并保持对真空炉腔体抽气，持续1.5-2.5小时；

C.等温度达到设定最高温度后，对真空炉腔体进行保温加热、灯丝内低熔点杂质继续受热挥发出来，并保持对真空炉腔体抽气，持续1-2小时；

D.对真空炉腔体进行降温加热，并保持对真空炉腔体抽气，持续0.5-1小时；

E.停止加热，待真空炉腔体冷却后停止抽气，再通入保护气体。

经研究发现，传统的钨灯丝制作过程中，极容易在灯丝内部掺入一些有害的杂质，这些杂质包括一些低熔点的物质和空气中的气体成分，这些杂质极大的降低了灯丝的寿命。因此本发明提出了一种通过上述步骤去除灯丝内有害杂质的方法，以提高灯丝的品质和寿命。

由于去除灯丝中的有害杂质必须在真空的条件下进行，否则空气中的气体会氧化灯丝并有部分进入灯丝内部形成新的杂质，由于绝对真空环境的创造成本较大，利用该方法除杂直接增加了灯丝生产的成本。经过发明人的多次试验，本发明利用两种抽气设备进行二次抽气的方法创造类真空的环境（其除杂效果与真空环境无异），由于二次抽气对于设备的要求较低，直接降低了灯丝的生产成本。具体的，步骤A中，对真空炉腔体进行抽气包括：

S1.对真空炉腔体进行第一次抽气，直到真空炉腔体内气压为1-5Pa；

S2.对真空炉腔体进行第二次抽气，使真空炉腔体内气压维持在0.001-0.005Pa。

S1步骤中为对真空炉腔体进行粗抽，使真空炉腔体内气压降到1-5Pa，实际应用中可以采用莱宝泵等抽气泵实现；S2步骤为对真空炉腔体进行精抽，实际用于中可以采用莱宝泵结合分子泵实现，具体的是分子泵抽气口连接真空炉腔体，出气口连接莱宝泵的抽气口，两个泵同时工作，使真空炉腔体内气压维持在0.001-0.005Pa（类真空环境）。

在创造出类真空环境后，需要对灯丝进行加热，使灯丝内部的有害杂质蒸发、释放出来。加热的手段（包括加热的方法、温度和时间）对灯丝的除杂效果至关重要，温度太低（时间太短），除杂效果不明显，温度太高（时间太长），一方面钨丝会再结晶导致灯丝发脆，另一方面钼与钨形成合金。本发明采用先缓慢升温，再恒温加热，最后缓慢降温的加热手段对钨丝进行除杂（即步骤B、C和D），由于灯丝内部的杂质种类不同，其蒸发的温度也不同，假如迅速的将温度提高至设定的最高温度，那么被蒸发的多种杂质会在高温的条件下发生反应，生成新的难以除去的杂质（由于各灯丝杂质的不确定，该情况是不可预料的，假如事先对每根灯丝进行检测，那么其生产成本过高，不适合大批量生产），因此本发明通过步骤B、C和D，缓慢的升温，将灯丝中的杂质按照其蒸发的温度单独的蒸发除去，极大程度的避免了新的杂质的生成。进一步，在发明人经过多次反复试验发现，所述步骤C中，对真空炉腔体进行加热使真空炉腔体内温度维持在1100℃-1300℃时效果最佳，该温度也是设定的最高温度，在这温度条件先，灯丝的除杂效果佳，效率高，灯丝不会发脆，钨与钼也不会形成合金。

其中，步骤B中，对真空炉腔体进行升温加热使真空炉腔体内温度从室温上升到设定最高温度1100℃-1300℃，压强为0.001-0.003Pa。

其中，步骤C中，真空炉腔体内温度为保持在1100℃-1300℃，压强为0.0007-0.003Pa。

其中，步骤D中，对真空炉腔体进行降温加热，温度从设定最高温度降到400-500℃，压强为0.0003-0.0007Pa。

实际生产中，步骤E中保护气体为氩气。

本发明还公开了一种具体的卤素汽车灯灯丝处理设备，如图2所示，包括真空炉腔体100、置于真空炉腔体100的加热电极200、与真空炉腔体100连通的抽气模块和用于打开或关闭真空炉腔体100的气缸500；

具体的，抽气模块包括对真空炉腔体100进行第一次抽气的莱宝泵400和对真空炉腔体100进行第二次抽气的分子泵300；莱宝泵400分别与真空炉腔体100和分子泵300连通设置，分子泵300与真空炉腔体100连通设置；在莱宝泵400与真空炉腔体100的连通处设置有粗抽电磁阀410，莱宝泵400与分子泵300的连通处设置有精抽电磁阀420；分子泵300与真空炉腔体100的连通处设置有高真空挡板阀门310；

具体的，该设备还包括控制面板600，控制面板600分别与莱宝泵400、分子泵300、加热电极200、气缸500、高真空挡板阀门310、粗抽电磁阀410和精抽电磁阀420连接。

本发明的设备其工作过程如下：初始状态时，高真空挡板阀门310、粗抽电磁阀410和精抽电磁阀420均为关闭状态。将灯丝700放入真空炉腔体100中，启动莱宝泵400，打开粗抽电磁阀410对真空炉腔体100进行第一次抽气，当真空炉腔体100内气压低于设定值时，关闭粗抽电磁阀410，打开高真空挡板阀门310和精抽电磁阀420，启动分子泵300和莱宝泵400，对真空炉腔体100进行第二次抽气，使真空炉腔体100内气压达到设定值，启动加热电极200对真空炉腔体100进行加热，使真空炉腔体100内部温度维持在设定温度，随着时间的推移和温度的升高，灯丝700内部的低熔点杂质和吸收的气体慢慢地蒸发出来，形成杂质气体800，在整个加热和降温的过程中需不停对真空炉腔体100进行抽气，从而确保真空炉腔体100内的真空度，避免蒸发出来的杂质气体800对灯丝700和设备造成污染。在灯丝700除杂完毕后，进行降温，最后冲入氩气保护。

本发明利用钨与低熔点杂质在相同条件下的饱和蒸汽压不同这一原理，在特定高温、高真空的环境下使卤素汽车灯灯丝表面及内部深层次的低熔点杂质蒸发出来，同时通过高温把灯丝内部深层次吸收的有害气体排出来，并利用抽气泵把从灯丝内排出来的杂质和气体迅速地抽走，在本发明的特定高温高真空的环境下，钨本身几乎不受影响，完美的达到去除灯丝内部有害杂质的技术效果，大大增加了灯丝的寿命。

对经过本发明处理的灯泡进行测试，并与未经真空高温处理的灯泡的测试数据进行对比。本测试对4种不同型号的灯泡进行测试，分别是康宁H4（12V60/55W）、石英H7（24V70W）、石英H7（12V55W）、石英H4（12V130/120W），每一种型号的灯泡取10个，其中5个经过高温真空处理，另外5个没有经过高温真空处理，其测试结果如图3中表格所示。

对于康宁H4（12V60/55W）型号，经过本发明处理后的5个灯泡中，其测试结果为：烧副丝2只（时间分别为309h和357h），烧主丝2只（时间分别为480h和535h），主丝可续点1只（时间为547h）；未处理的5个灯泡中，其测试结果为：烧副丝2只（时间均为237h），烧主丝1只（时间为418h），主丝可续点2只（时间均为547h）。

对于石英H7（24V70W）型号，经过本发明处理后的5个灯泡中，其测试结果为：烧坏4只（时间分别为150h、250h、258h和282h），可续点1只（时间为294h）；未处理的5个灯泡中，其测试结果为：烧坏5只（时间分别为138h、162h、192h、203h和206h）。

对于石英H7（12V55W）型号，经过本发明处理后的5个灯泡中，其测试结果为：烧丝4只（时间分别为397h、457h、500h和500h），可续点1只（时间为517h）；未处理的5个灯泡中，其测试结果为：烧丝4只（时间分别为301h、301h、439h和439h），可续点1只（时间为517h）。

对于石英H4（12V130/120W）型号，经过本发明处理后的5个灯泡中，其测试结果为：烧主丝3只（时间分别为82h、118h和118h），副丝可续点2只（时间均为118h）；未处理的5个灯泡中，其测试结果为：烧主丝3只（时间分别为58h、94h和106h），副丝可续点2只（时间均为118h）。

图3中的测试数据可以看出，经过本发明高温真空处理后的灯泡与为经过高温处理的灯泡比较，使用寿命大大延长。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种卤素汽车灯灯丝处理工艺，包括依次进行的灯丝绕制、灯丝清洗、灯丝定型、灯丝套管、灯丝清洗、灯丝烧氢和灯丝点焊，其特征在于，所述灯丝烧氢步骤后对灯丝进行真空高温处理；

所述对灯丝进行真空高温处理步骤包括以下步骤：

A.将灯丝放入真空炉腔体内，并对真空炉腔体进行抽气；

B.对真空炉腔体进行升温加热，使真空炉腔体内温度逐渐上升，灯丝内低熔点杂质受热开始慢慢挥发出来，并保持对真空炉腔体抽气，持续1.5-2.5小时；

C.等温度达到设定最高温度后，对真空炉腔体进行保温加热、灯丝内低熔点杂质继续受热挥发出来，并保持对真空炉腔体抽气，持续1-2小时；

D.对真空炉腔体进行降温加热，并保持对真空炉腔体抽气，持续0.5-1小时；

E.停止加热，待真空炉腔体冷却后停止抽气，再通入保护气体；

所述步骤A中，对真空炉腔体进行抽气包括：

S1.对真空炉腔体进行第一次抽气，直到真空炉腔体内气压为1-5Pa；

S2.对真空炉腔体进行第二次抽气，使真空炉腔体内气压维持在0.001-0.005Pa；

所述步骤B中，对真空炉腔体进行升温加热使真空炉腔体内温度从室温上升到设定最高温度1100℃-1300℃，压强为0.001-0.003Pa；

所述步骤C中，真空炉腔体内温度为保持在1100℃-1300℃，压强为0.0007-0.003Pa；

所述步骤D中，对真空炉腔体进行降温加热，温度从设定最高温度降到400-500℃，压强为0.0003-0.0007Pa。

2.根据权利要求1所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺，其特征在于，所述步骤E中，保护气体为氩气。

3.一种用于执行如权利要求1-2任意一项所述的卤素汽车灯灯丝处理工艺的设备，其特征在于，包括真空炉腔体、置于真空炉腔体的加热电极、与真空炉腔体连通的抽气模块和用于打开或关闭真空炉腔体的气缸；

所述抽气模块包括对真空炉腔体进行第一次抽气的莱宝泵和对真空炉腔体进行第二次抽气的分子泵；所述莱宝泵分别与真空炉腔体和分子泵连通设置，所述分子泵与真空炉腔体连通设置；所述莱宝泵与真空炉腔体的连通处设置有粗抽电磁阀，莱宝泵与分子泵的连通处设置有精抽电磁阀；所述分子泵与真空炉腔体的连通处设置有高真空挡板阀门；

所述设备还包括控制面板，所述控制面板分别与莱宝泵、分子泵、加热电极、气缸、高真空挡板阀门、粗抽电磁阀和精抽电磁阀连接。