專利名稱：一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電光源技術領域，尤其涉及一種一體化多晶半透明氧化鋁陶 瓷金屬鹵素燈(金鹵燈)電弧管的制造方法。
肖景絲
由于陶瓷材料具有耐酸堿、耐高溫、化學穩(wěn)定性的特點，用其制成的金 鹵燈電弧管比用石英制成的金鹵燈電弧管，具有工作溫度高、光效高、顯色 性好、體積小、壽命長等優(yōu)點，因此，陶瓷金鹵燈近年來得到較大的發(fā)展， 在照明領域中廣泛推廣，是人類照明發(fā)展的方向。
目前，陶瓷金鹵燈電弧管主要采用半透明的多晶氧化鋁陶瓷制造，實踐 證明， 一體式厚度均勻體積小的半透明多晶氧化鋁陶瓷電弧管結(jié)構(gòu)最為完
善。中國專禾lj ZL97117991.3 ， ZL00122245.7 ， ZL03131897.5 ， ZL200610035124.9， ZL200610232512.9公開的陶瓷金卣燈電弧管的制造方 法，主要是2件式，3件式，5件式等組合制成的陶瓷管，由于厚度不均勻， 容易在電弧管冷端處聚集高溫的液態(tài)金屬鹵化物，對電弧管的腐蝕性很大， 導致燈的光衰與失效，造成溫度分布不均勻，應力集中，產(chǎn)生斷裂。此外， 又由于幾個部分粘接燒結(jié)在一起，無法保證尺寸精度，同心度差，連接重疊 部分容易破碎，生產(chǎn)效率低。
目前制造一體式陶瓷電弧管的技術途徑有兩種 一是用可揮發(fā)的材料做 內(nèi)芯，然后用注漿、注射等靜壓法制成陶瓷坯體，再通過加熱氧化的方法去 除內(nèi)芯材料，得到中空的陶瓷坯體，如公開的發(fā)明專利CN1251330A和 CN1489558A所述。這種方法的缺點是內(nèi)芯材料的去除過程緩慢且要求嚴 格，稍有炭質(zhì)殘留，即會造成廢品，因此內(nèi)芯的制造成本很高，且揮發(fā)性材 料也會造成環(huán)境污染。另一種方法如美國專利US6620272B2所述先制造出兩半軸線方向?qū)ΨQ的空心坯體，再用局部加熱的方法將對接面的粘合劑融 化，加壓力粘接成一整體，這種方法工藝比較復雜，很難確保粘接牢固。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其 工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成品率高，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方 法，其工藝簡單，減少環(huán)境污染。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方 法，其制得的產(chǎn)品尺寸精度高，使用壽命長。
本發(fā)明提供的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，包括如下步驟
步驟l，調(diào)制原料成漿料；
步驟2，制作毛坯管，用注射成型機將已調(diào)制好的漿料注射到相應的毛 坯管模具中，待其凝固后取出，得到毛坯管；
步驟3，制作坯體，將毛坯管放入吹塑模具中，用氣壓吹制成一個圓滑 過渡的一體式電弧管坯體；
步驟4，將坯體脫脂、排塑；
步驟5，預燒結(jié)，預燒溫度控制在1200°C-1400°C之間； 步驟6， 氫氣燒結(jié)，氫氣燒結(jié)的溫度控制在185(TC-195(TC之間； 步驟7，冷卻，制得一體式陶瓷金鹵燈電弧管。
所述原料的組成及含量(按重量份計)如下石蠟11一17份；微晶蠟 11一17份；硬脂蠟1一3份；塑膠65 — 75份；高純氧化鋁500 —1000份。
所述塑膠選用PE、 PP、 HIPS、 PET其中的一種或其組合，高純氧化鋁 為99.99%純度的平均粒徑為0.5um的氧化鋁粉末。
所述步驟2中，毛坯管內(nèi)徑為圓形，且該毛坯管的中部5mm范圍內(nèi)較管 外徑有L2倍的凸起。
所述步驟3中，當吹塑模具加溫至11(TC —13(TC時，毛坯軟化，迅速吹 入10(TC-16(TC的、且壓力控制在0.5Kg/cm2-3Kg/cm2，流量控制在 0.1L/min-3 L/min的的清潔壓縮空氣，保持1分鐘，使坯體在壓力的作用下， 按模具的形狀、尺寸，形成中空電弧管坯體，經(jīng)冷卻硬化后，打開模具取出一體化金鹵燈電弧管坯體。
所述吹塑模具的形狀尺寸按陶瓷電弧管的形狀尺寸設計，該吹塑模具上 下開模合模、左右密封，局部可控制溫度。
所述一體化金鹵燈電弧管坯體中部為球形或橢球形，該中部部分是在沒 有中心核部分的情況下由軸對稱氣壓吹制而成。
所述預燒結(jié)在氧氣爐中燒結(jié)。
所述步驟6中，經(jīng)過氫氣燒結(jié)后，坯體變?yōu)榘胪该鳌?br> 所述步驟4中，加熱坯體到48(TC-520'C，其中坯體在溫度達到IOO'C之 前脫脂，在溫度達到20(TC之后排塑。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，不使用揮發(fā)性材料做內(nèi) 芯，降低了成本，且避免了對環(huán)境的污染；該發(fā)明的一體化陶瓷金鹵燈電弧 管無聯(lián)接縫，電弧管殼體厚度均勻、圓滑，無應力集中，不易斷裂；該一體 式陶瓷金卣燈電弧管的制造方法，其根據(jù)功率不同可方便的制作成各種形 狀、尺寸的電弧殼，且該發(fā)明的制作工藝簡單可靠，降低了生產(chǎn)成本、成品 率高，有利于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā) 明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加 以限制。


下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的 技術方案及其他有益效果顯而易見。
圖1為本發(fā)明一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法流程圖2為本發(fā)明方法中注射成型的毛坯管剖面示意圖3為本發(fā)明方法中一體化金鹵燈電弧管坯體剖面示意圖。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為實現(xiàn)預定目的所采取的技術手段及功效，請參 閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，應 當可由此得到深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來 對本發(fā)明加以限制。如圖1所示，本發(fā)明一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，包括 步驟l，調(diào)制原料成漿料，該原料的組成及含量(按重量份計)如下石 蠟11一17份；微晶蠟11一17份；硬脂蠟1一3份；塑膠65 — 75份；高純氧化鋁
500—IOOO份。塑膠選用PE、 PP、 HIPS、 PET其中的一種或其組合。該高純 氧化鋁為99.99y。純度的平均粒徑為0.5um的氧化鋁粉末。
步驟2,制作毛坯管，用注射成型機將已調(diào)制好的氧化鋁漿料注射到相應 的毛坯管模具中，待其凝固后取出，得到毛坯管(如圖2所示)，其內(nèi)徑為圓 形，且該毛坯管的中部5mm范圍內(nèi)較管外徑有1.2倍的凸起。
步驟3，制作坯體，將毛坯管放入吹塑模具中，用氣壓吹制成一個圓滑過 渡的一體式電弧管坯體(如圖3所示)。此吹塑模具的形狀尺寸按陶瓷電弧管 的形狀尺寸設計；當吹塑模具加溫至110'C — 13(TC時，毛坯軟化，迅速吹入 100。C-16(TC的、且壓力控制在0.5Kg/cm2-3 Kg/cm2,流量控制在0.1L/min-3 L/min的的清潔壓縮空氣，保持l分鐘左右，使坯體在壓力的作用下，按模具 的形狀、尺寸，形成中空電弧管坯體，經(jīng)冷卻硬化，達到一定的機械強度， 打開模具取出一體化金鹵燈電弧管坯體。該一體化金鹵燈電弧管坯體中部可 為球形或橢球形，該中部部分是在沒有中心核部分的情況下由軸對稱氣壓吹 制而成。作為一種選擇性實施例，所述吹塑模具上下開模合模、左右密封， 局部可控制溫度。
步驟4，將坯體脫脂、排塑，加熱坯體到48(TC-52(TC，其中坯體在溫度 達到10(TC之前脫脂，在溫度達到20(TC之后排塑，從而實現(xiàn)分階段排氣，避 免坯體中產(chǎn)生氣泡。
步驟5，預燒結(jié)，預燒溫度控制在120(TC-140(TC之間，其可在氧氣爐中 燒結(jié)。
步驟6，氫氣燒結(jié)，氫氣燒結(jié)的溫度控制在1850'C-195(TC之間，經(jīng)過氫 氣燒結(jié)，使得坯體變成半透明。
步驟7，冷卻，制得一體式陶瓷金鹵燈電弧管。
本發(fā)明制得的一體式陶瓷金鹵燈電弧管，其中部可為球形、或橢球形 等，兩端為圓柱形細管，該電弧管中空，其壁厚均勻，該壁厚在0.5mm-1.8mm之間，無接縫，表面圓滑，無應力集中，不易斷裂，密度為 3.99g/cm3，平均晶粒尺寸為20微米，抗音強度為370MPa，直線透光率為45%。
綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，不使用揮發(fā)性材料做內(nèi)芯，降低了 成本，且避免了對環(huán)境的污染；該發(fā)明的一體化陶瓷金鹵燈電弧管無聯(lián)接 縫，電弧管殼體厚度均勻、圓滑，無應力集中，不易斷裂；該一體式陶瓷金 鹵燈電弧管的制造方法，其根據(jù)功率不同可方便的制作成各種形狀、尺寸的 電弧殼，且該發(fā)明的制作工藝簡單可靠，降低了生產(chǎn)成本、成品率高，有利 于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員來 說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案和技術構(gòu)思作出其他各種相應的改變和變 形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
1、一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，調(diào)制原料成漿料；步驟2，制作毛坯管，用注射成型機將已調(diào)制好的漿料注射到相應的毛坯管模具中，待其凝固后取出，得到毛坯管；步驟3，制作坯體，將毛坯管放入吹塑模具中，用氣壓吹制成一個圓滑過渡的一體式電弧管坯體；步驟4，將坯體脫脂、排塑；步驟5，預燒結(jié)，預燒溫度控制在1200℃-1400℃之間；步驟6，氫氣燒結(jié)，氫氣燒結(jié)的溫度控制在1850℃-1950℃之間；步驟7，冷卻，制得一體式陶瓷金鹵燈電弧管。
2、 如權利要求l所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述原料的組成及含量如下，按重量份計石蠟11一17份；微晶蠟ll 一17份；硬脂蠟1一3份；塑膠65 — 75份；高純氧化鋁500_ 1000份。
3、 如權利要求2所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述塑膠選用PE、 PP、 HIPS、 PET其中的一種或其組合，高純氧化鋁 為99.99%純度的平均粒徑為0.5um的氧化鋁粉末。
4、 如權利要求l所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述步驟2中，毛坯管內(nèi)徑為圓形，且該毛坯管的中部5mm范圍內(nèi)較管 外徑有1,2倍的凸起。
5、 如權利要求l所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述步驟3中，當吹塑模具加溫至110'C — 13(TC時，毛坯軟化，迅速吹 入10(TC-16(TC的、且壓力控制在0.5Kg/cm2-3Kg/cm2，流量控制在 0.1L/min-3L/min的的清潔壓縮空氣，保持1分鐘，使坯體在壓力的作用下， 按模具的形狀、尺寸，形成中空電弧管坯體，經(jīng)冷卻硬化后，打開模具取出 一體化金鹵燈電弧管坯體。
6、 如權利要求5所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述吹塑模具的形狀尺寸按陶瓷電弧管的形狀尺寸設計，該吹塑模具上下開模合模、左右密封，局部可控制溫度。
7、 如權利要求5所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述一體化金鹵燈電弧管坯體中部為球形或橢球形，該中部部分是在沒 有中心核部分的情況下由軸對稱氣壓吹制而成。
8、 如權利要求l所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述預燒結(jié)在氧氣爐中燒結(jié)。
9、 如權利要求1所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征在 于，所述步驟6中，經(jīng)過氫氣燒結(jié)后，坯體變?yōu)榘胪该鳌?br> 10、 如權利要求l所述的一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，其特征 在于，所述步驟4中，加熱坯體到48(TC-52(TC,其中坯體在溫度達到IO(TC 之前脫脂，在溫度達到20(TC之后排塑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種一體式陶瓷金鹵燈電弧管的制造方法，該方法包括步驟1.調(diào)制原料成漿料；步驟2.制作毛坯管，用注射成型機將已調(diào)制好的漿料注射到相應的毛坯管模具中，待其凝固后取出，得到毛坯管；步驟3.制作坯體，將毛坯管放入吹塑模具中，用氣壓吹制成一個圓滑過渡的一體式電弧管坯體；步驟4.將坯體脫脂、排塑；步驟5.預燒結(jié)，預燒溫度控制在1200℃-1400℃之間；步驟6.氫氣燒結(jié)，氫氣燒結(jié)的溫度控制在1850℃-1950℃之間；步驟7.冷卻，制得一體式陶瓷金鹵燈電弧管。本發(fā)明制作工藝簡單可靠，降低了生產(chǎn)成本、成品率高，且避免了對環(huán)境的污染。
文檔編號H01J9/24GK101625947SQ20091010952
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權日2009年8月5日
發(fā)明者鄧湘凌, 斌 馬 申請人:鄧湘凌