一种陶瓷管壳的制造方法
【专利摘要】一种陶瓷管壳的制造方法，包括以下步骤：a.制造外模和蜡基内模；b.将蜡基内模定位于容纳腔中，蜡基内模与容纳腔之间留有空隙形成空腔；c.将粉料充入空腔内，并将粉料硬化形成管壳胚体；d.将外模从管壳胚体上去除；e.将蜡基内模从管壳胚体内部去除；f.将管壳胚体烧结，形成陶瓷管壳；其中步骤c中，粉料通过静压法进行硬化，静压压力设定为100kPa-200kPa／cm2；步骤e包括如下步骤：e1.利用外界设备对蜡基内模与管壳胚体接触的位置施加高温辐射，在3-5秒内将蜡基内模与管壳胚体接触的位置温度提升至500℃以上，持续2-6秒；e2.对蜡基内模进行二次加热，使蜡基内模流出。这样的制造方法内模、粉体材料组分单一，在制造过程中不发生化学反应，且脱模时间较快又不会发生管壳炸裂。
【专利说明】一种陶瓷管壳的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及“管壳、引入线、管座的连接或制造”【技术领域】，特别是一种陶瓷管壳的制造方法，进一步地，是一种用作灯管的陶瓷放电管壳的制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着人们对于室内大面积照明的要求，显色性更高的陶瓷放电管壳被越来越多的用于灯管的制造，虽然其工作温度和光效都较之过去采用的石英玻璃材料更高，但由于其制造形状为橄榄形，且需要一体式制造，故存在很大的技术难度。
[0003]现行的陶瓷管壳方法诸如本 申请人:于2012年7月4日公开的中国专利文献CN102543623，包括以下步骤:(1)提供具有容纳腔的外模以及蜡基内模，蜡基内模的轮廓形状与容纳腔的轮廓形状相匹配；(2)将蜡基内模置入容纳腔内定位，容纳腔的内壁与蜡基内模之间形成空腔；(3)将料粉充入空腔内；(4)将料粉硬化后去除外模形成放电管壳胚体； (5)利用加热将蜡基内模去除。
[0004]这样的设计存在以下缺陷:如本领域技术人员所知，在诸如管壳类产品制造过程中，其最关键也是难度最高的步骤就是如何去除内模，在CN102543623所述技术第(5)步中所提及的加热方法，本领域技术人员的通用手段是通过外部加温提升蜡基内模的温度，最终使得蜡基内模熔融流出。众所周知，蜡基内模在加温过程中会出现膨胀，石蜡以及其它有机材料的膨胀系数较大，而成形后的陶瓷胚体的膨胀系数非常小，受到形状制约，蜡基内模两端的开口很小(直径一般不超过1_)，无法完全抵消其膨胀力，因此为避免已硬化的陶瓷粉料炸裂，必须控制温度提升的速度，这一过程往往需要持续数天，工作效率较低，成本很闻。
[0005]为改善这一缺陷，日本碍子株式会社名下的中国专利文献CN1827330公开了一种成形体的制造方法(凝胶法)，其主要技术核心是利用浆状物作为成形用材料收容于成形模型中，其中浆状物中至少采用一部分崩解性材料或溶解性材料，利用浆状物与内模接触面发生物理化学反应，在该接触面上形成薄面空腔，并利用此空腔完全抵消内模在加热过程中的膨胀力，避免最终的成形体在脱内模的过程中发生炸裂。
[0006]不可否认，中国专利文献CN1827330所公开技术基本解决了成形体在脱内模过程中炸裂的问题，但仍存在部分不足:为顺利实现浆状物与内模接触面发生物理化学反应，浆状物中需要包括陶瓷粉体、金属粉体、或这两种粉体的混合粉体、以及分散介质和凝胶化剂等，多种材料的混合必然造成工艺的繁琐及成本的上升，同时，最终形成的产品中也会包含以上各类组分，其作为灯管的效果较之纯陶瓷材料略差，也更加可能对环境造成污染。
[0007]同样，为解决CN102543623所述技术中带来的类似缺陷，通用电气公司名下的中国专利CN1489558公开了一种制造方法(凝胶法)，其通过低分子及化合物经过发泡工艺制造出即可以承受一定压力的内模芯，又使内模芯具有孔隙或呈现泡沫状，甚至近似空壳的内模芯。它的作用是，在后序加热脱内模时，由于内模芯的泡沫状孔隙改变了内模的膨胀方向，进而抵消了内模向外的膨胀力，同样保证已成形的胚体不受外力作用而爆裂。
[0008]同样，中国专利文献CN1489558所公开技术也基本解决了成形体在脱内模过程中炸裂的问题，但也存在类似不足:低分子及化合物的发泡工艺对于组分、时间的要求较高，在胚体制造过程中所发生的物理化学反应，同样可能会对环境造成污染。
[0009]因此，为了节约成本，同时降低对环境造成的污染，需要一种内模、粉体材料组分单一，在制造过程中不发生化学反应，且脱模时间较快又不会发生管壳炸裂的陶瓷管壳制造方法。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的陶瓷管壳制造方法生产效率较低、成本较高且可能对环境造成污染，而提供了一种内模、粉体材料组分单一，在制造过程中不发生化学反应，且脱模时间较快又不会发生管壳炸裂的陶瓷管壳制造方法。
[0011]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
一种陶瓷管壳的制造方法，包括以下步骤:
a.制造外模和蜡基内模，所述外模内部成型有容纳腔，所述容纳腔的形状与所述陶瓷管壳的外轮廓形状相匹配，所述蜡基内模的轮廓与所述陶瓷管壳内部的电极腔的形状相匹配；
b.将所述蜡基内模定位于所述容纳腔中，所述蜡基内模与所述容纳腔之间留有空隙形成空腔；
c.将粉料充入所述空腔内，并将所述粉料硬化形成管壳胚体；
d.将所述外模从所述管壳胚体上去除；
e.将所述蜡基内模从所述管壳胚体内部去除；
f.将所述管壳胚体烧结，形成所述陶瓷管壳；
所述步骤c中，所述粉料通过静压法进行硬化，静压压力设定为100kPa-200kPa / cm2 ； 所述步骤e包括如下步骤:
el.利用外界设备对所述蜡基内模与所述管壳胚体接触的位置施加高温辐射，在3-5秒内将所述蜡基内模与所述管壳胚体接触的位置温度提升至500°C以上，持续2-6秒；e2.对所述蜡基内模进行二次加热，使所述蜡基内模熔融后从所述管壳胚体上成形的通道中流出。
[0012]上述制造方法中，所述蜡基内模包括杆体以及固定于所述杆体的蜡基体。
[0013]上述制造方法中，所述步骤el前还包括步骤eO:利用机械方法将所述杆体从所述蜡基体上去除。
[0014]上述制造方法中,所述腊基体的组成材料中包括石腊。
[0015]上述制造方法中，所述蜡基体的组成材料中还包括蜂蜡、硬质酸、油酸、松香以及高分子聚合物。
[0016]上述制造方法中，所述蜡基体的组成材料中，石蜡质量占比大于95 %。
[0017]上述制造方法中，所述步骤e2中，二次加热的温度为50_65°C，持续时间为1_3小时。
[0018]上述制造方法中，所述步骤e2中，二次加热的温度为55°C，持续时间为2小时。[0019]上述制造方法中，所述外模由一个下模块和一个上模块组成，所述下模块上成型有第一凹槽，所述上模块上成型有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽构成所述容纳腔。
[0020]上述制造方法中，在所述步骤c中，所述料粉通过干袋式等静压机进行硬化。
[0021]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
①本发明的制造方法，粉料通过静压法进行硬化，静压压力设定为100kPa_200kPa /cm2 ;步骤e包括如下步骤:el.利用外界设备对蜡基内模与管壳胚体接触的位置施加高温辐射，在3-5秒内将蜡基内模与管壳胚体接触的位置温度提升至500°C以上，持续2-6秒；e2.对蜡基内模进行二次加热，使蜡基内模熔融后从管壳胚体上成形的通道中流出。
[0022]在100kPa_200kPa / cm2的静压压力下，硬化后粉料之间的孔隙率可以达到45% -55%,此时对蜡基内模与管壳胚体接触的位置施加高温辐射，可以使蜡基内模与管壳胚体接触的位置的蜡融化，在45%-55%的孔隙率下，融化的蜡液可以被管壳胚体吸入，此时蜡基内模与管壳胚体之间会形成空隙，此时再对蜡基内模进行二次加热，则蜡基内模在加温过程中出现的膨胀力则被上述空隙所消耗，而不会导致管壳胚体的炸裂。并且，在整个脱内模过程中，仅存在物理变化而没有化学变化，降低了蜡基内模、粉体材料复杂程度的同时，降低了制造工艺对周围环境的污染。因此，本发明的制造方法，蜡基内模、粉体材料组分单一，在制造过程中不发生化学反应，且脱模时间较快又不会发生管壳炸裂。这样生产出的陶瓷管壳合格率可高达90%以上。
[0023]②本发明的制造方法，蜡基内模包括杆体以及固定于杆体的蜡基体。这样的设计，可以在将蜡基内模定位于容纳腔这一步骤时更加方便。
[0024]③本发明的制造方法，步骤el前还包括步骤eO:利用机械方法将杆体从蜡基体上去除。这样的设计，避免了杆体在加温过程中发生物理、化学反映，影响最终陶瓷管壳的生
产质量。
[0025]④本发明的制造方法，外模由一个下模块和一个上模块组成，下模块上成型有第一凹槽，上模块上成型有第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽构成容纳腔。这样的设计，可以降低将外模从管壳胚体上去除的难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明外模的剖视图；
图2是本发明蜡基内模的剖视图；
图3是本发明蜡基内模装入外模的剖视图；
图4是图3中注入料粉后的剖视图；
图5是图4中料粉被硬化且去除外模后的剖视图；
图6是陶瓷管壳的剖视图。
[0027]图中附图标记表示为:1-外模，11-下模块，111-第一凹槽，12-上模块，121-第二凹槽，122-容纳 腔，2-蜡基内模，21-杆体，22-蜡基体，23-空腔，3-粉料，4-管壳胚体，41-陶瓷管壳，411-通道，412-电极腔。【具体实施方式】
[0028]如图1-6所示，是本发明的优选实施例。本实施例介绍了一种陶瓷管壳41的制造方法，特别是一种用作灯管的陶瓷放电管壳的制造方法。包括以下a-f六个步骤:
a.制造外模I和蜡基内模2，所述外模I内部成型有容纳腔122，所述容纳腔122的形状与所述陶瓷管壳41的外轮廓形状相匹配，所述蜡基内模2的轮廓与所述陶瓷管壳41内部的电极腔412的形状相匹配。
[0029]在本实施例中，所述外模I由一个下模块11和一个上模块12组成，所述下模块11上成型有第一凹槽111，所述上模块上成型有第二凹槽121，所述第一凹槽111和所述第二凹槽121构成所述容纳腔122。
[0030]在本实施例中，所述蜡基内模2包括杆体21以及固定于所述杆体21的蜡基体22。进一步地，所述蜡基体22的组成材料中包括石蜡、蜂蜡、硬质酸、油酸、松香以及高分子聚合物，其中石蜡质量占比大于95%。进一步地，所述杆体21为一金属杆。[0031]b.将所述蜡基内模2定位于所述容纳腔122中，所述蜡基内模2与所述容纳腔122之间留有空隙形成空腔23。
[0032]c.将粉料3充入所述空腔23内，并将所述粉料3硬化形成管壳胚体4。在本实施例中，所述粉料3通过静压法进行硬化，静压压力设定为100kPa-200kPa / cm2。进一步地，所述料粉3通过干袋式等静压机进行硬化。
[0033]d.将所述外模I从所述管壳胚体4上去除。
[0034]e.将所述蜡基内模2从所述管壳胚体4内部去除。详细步骤如e0_e2所述: eO:利用机械方法将所述杆体21从所述蜡基体22上去除。
[0035]el.利用外界设备对所述蜡基内模2与所述管壳胚体4接触的位置施加高温辐射，在3-5秒内将所述蜡基内模2与所述管壳胚体4接触的位置温度提升至500°C以上，持续2-6秒。在本实施例中，在4秒内将所述蜡基内模2与所述管壳胚体4接触的位置温度提升至600°C以上，持续3秒。
[0036]e2.对所述蜡基内模2进行二次加热，使所述蜡基内模2熔融后从所述管壳胚体4上成形的通道411中流出。在本实施例中，二次加热的温度为50-65°C，持续时间为1-3小时。进一步地，二次加热的温度为55°C，持续时间为2小时。
[0037]f.将所述管壳胚体4烧结，形成所述陶瓷管壳41。在本实施例中，烧结过程为将所述管壳胚体4放到温度为1800°C至1900°C的氢气炉或真空炉进行烧结，最终形成所述陶瓷管壳41。
[0038]在其他实施例中，所述外模I还可以是左右分体设计，同样可以实现本发明的设计目的。
[0039]在其他实施例中，所述杆体21还可以为为一坚硬的塑料杆。
[0040]在其他实施例中，所述步骤c中所述粉料3硬化过程中使用的加压方法不影响本发明设计目的的实现。
[0041 ] 在其他实施例中，所述步骤el中，高温辐射升温时间还可以是3秒、5秒或其他，持续辐射时间及温度也可以根据所述管壳胚体4的尺寸变化，持续辐射时间可以是3秒、5秒或其他，温度还可以是500 V、800 V、1000 V或其他。[0042]在其他实施例中，所述步骤e2中二次加热的温度还可以是501:、601:、651:或其他，持续时间还可以是I小时、3小时或其他。
[0043]在其他实施例中，所述步骤f中的烧结方式及温度可根据产品要求进行调整，并不影响本发明的设计目的。[0044]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种陶瓷管壳(41)的制造方法，包括以下步骤: a.制造外模⑴和蜡基内模(2)，所述外模⑴内部成型有容纳腔(122)，所述容纳腔(122)的形状与所述陶瓷管壳(41)的外轮廓形状相匹配，所述蜡基内模(2)的轮廓与所述陶瓷管壳(41)内部的电极腔(412)的形状相匹配； b.将所述蜡基内模(2)定位于所述容纳腔(122)中，所述蜡基内模(2)与所述容纳腔(122)之间留有空隙形成空腔(23)； c.将粉料(3)充入所述空腔(23)内，并将所述粉料(3)硬化形成管壳胚体(4)； d.将所述外模(I)从所述管壳胚体(4)上去除； e.将所述蜡基内模(2)从所述管壳胚体(4)内部去除； f.将所述管壳胚体(4)烧结，形成所述陶瓷管壳(41)； 其特征在于， 所述步骤c中，所述粉料(3) 通过静压法进行硬化，静压压力设定为100kPa-200kPa /cm2 ； 所述步骤e包括如下步骤: el.利用外界设备对所述蜡基内模(2)与所述管壳胚体⑷接触的位置施加高温辐射，在3-5秒内将所述蜡基内模(2)与所述管壳胚体(4)接触的位置温度提升至500°C以上，持续2-6秒； e2.对所述蜡基内模(2)进行二次加热，使所述蜡基内模(2)熔融后从所述管壳胚体(4)上成形的通道(411)中流出。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于:所述蜡基内模(2)包括杆体(21)以及固定于所述杆体(21)的蜡基体(22)。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述步骤el前还包括步骤eO:利用机械方法将所述杆体(21)从所述蜡基体(22)上去除。
4.根据权利要求2或3所述的制造方法，其特征在于:所述蜡基体(22)的组成材料中包括石腊。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于:所述蜡基体(22)的组成材料中还包括蜂蜡、硬质酸、油酸、松香以及高分子聚合物。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于:所述蜡基体(22)的组成材料中，石蜡质量占比大于95%。
7.根据权利要求1-6任一所述的制造方法，其特征在于:所述步骤e2中，二次加热的温度为50-65°C，持续时间为1-3小时。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于:所述步骤e2中，二次加热的温度为55°C，持续时间为2小时。
9.根据权利要求1-8任一所述的制造方法，其特征在于:所述外模(I)由一个下模块(11)和一个上模块(12)组成，所述下模块(11)上成型有第一凹槽(111)，所述上模块上成型有第二凹槽(121)，所述第一凹槽(111)和所述第二凹槽(121)构成所述容纳腔(122)。
10.根据权利要求1-9任一所述的制造方法，其特征在于:在所述步骤C中，所述料粉(3)通过干袋式等静压机进行硬化。
【文档编号】C04B35/638GK103922754SQ201410087505
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】王伟军 申请人:沈阳三友照明科技有限公司