本发明专利技术提供一种整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳的制造工艺及该工艺中使用的可溶芯模脱除专用设备。包括混料、造粒制备出陶瓷浆料的颗粒料，其要点是以为葡萄糖、尿素等可溶性物质制作出带钢针的可溶芯模和将其嵌入不锈钢质模具之中进行注射成型，注射工艺条件为：注射温度为60~75℃，注射压力为10~30KPa，注射速率为20~50cm3/s，而后迅速将陶瓷坯体移入可溶芯模脱除装置的温水中，将水温控制在40~50℃之间，利用蠕动泵输送水的功能，将水槽中的温水不断地通入到陶瓷生坯之中，以溶去其中的芯模，形成一中空的陶瓷灯泡生坯。应用本发明专利技术能够提高生产效率，制造出满足产品高品质要求的整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳。
Manufacturing process of integral high power metal halide lamp ceramic foam shell and removing device for soluble core mold
The invention provides a manufacturing process of an integral high power metal halide lamp ceramic foam shell and a special equipment for removing the soluble core mold used in the process. Preparation of granular materials including ceramic slurry mixing, granulating, the key point is that the glucose and urea soluble substances to produce soluble core mold with steel needle and embedding stainless steel mold for injection molding, injection conditions: the injection temperature of 60~75, the injection pressure is 10~30KPa, the injection rate is 20~50cm3/s then, quickly moved into the ceramic core mold removal device soluble in warm water, the water temperature controlled at 40~50 DEG C, conveying water use peristaltic pump function, will sink in the warm water continuously into the ceramic green body, in order to dissolve the core mold, forming a hollow green ceramic bulb. The invention can improve the production efficiency and manufacture a whole type high power metal halide lamp ceramic foam shell satisfying the high quality requirement of the product.
【技术实现步骤摘要】
整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳的制造工艺及可溶芯模脱除装置
本专利技术属于先进陶瓷材料注射成型
，具体涉及一种整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳的制造工艺及其专用设备。技术背景陶瓷金属卤化物灯是一种高效节能光源，是绿色照明领域中的新产品，其光效可达到9(Tl001m/W。早期陶瓷灯泡泡壳采用多段组合式外形结构，即一个中空的圆柱状壳体和两个带有毛细孔道的管塞。在使用圆柱形陶瓷泡壳制作的金属卤化物灯过程中，人们发现，陶瓷金属卤化物中的卤化物易积聚在圆柱形管体与管塞的直角处，并强烈腐蚀着陶瓷泡壳。为了提高陶瓷金属卤化物灯的使用性能，采用单件一体化的椭球形结构的陶瓷灯泡泡壳，是比较合理的选择。采用椭球形陶瓷灯泡(附图1)不但可避免陶瓷金属卤化物灯冷端的出现，而且提高了陶瓷泡壳壁的有效光负载，提高了灯具的使用性能。目前已有多项成型技术用于一体化椭球形半透明氧化铝陶瓷泡壳的制备。CN200620089808.2专利中所描述的干袋式等静压成型技术，它先采用高纯石墨或高纯易于燃烧的高聚物制作芯模，再将经喷雾造粒的高纯氧化铝粉填充到芯模与橡胶软模的空隙之中，对橡胶软模施加压力可制得带芯模的陶瓷生坯，陶瓷生坯经高温氧化处理可脱除管内的芯模。CN200710031284.0专利中采用陶瓷注射成型技术先分别制备出两个带尾管中空半球体，然后采用一定的技术将两个中空半球体连结成一个整体。CN201210121277.0专利中采用压力注浆法通过石膏的吸附作用制备出一体化陶瓷灯泡泡壳材料。在实施压力注浆法规模化制备半透明氧化铝陶瓷泡壳材料的过程中，我们发现，采用压力注浆法制备大功率金卤灯陶瓷泡壳存在很多问题，一是陶瓷泡壳生坯壁较厚，而制备半透明氧化铝陶瓷粉料又非常细，采用这么细的粉料要通过吸附法成型壁较厚的陶瓷生坯较困难；二是壁较厚的陶瓷生坯在干燥过程中易开裂。因此，寻找一种易制备出大功率金卤灯陶瓷泡壳材料的新方法，满足产品的高品质要求，同时进一步提闻广品的生广效率是一件很有意义的事情。
技术实现思路
本专利技术的目的就是采用可溶芯注射成型技术制备出大功率陶瓷金卤灯用一体化半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳材料。本专利技术的另一个目的是提供该工艺中使用的专用设备，能够确保产品质量的前提下批量地快速脱除陶瓷生坯内的可溶芯模。为了实现专利技术目的，本专利技术提出的一种整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳的制造工艺，包括下述步骤: (I)混料:将20~30份高纯石蜡和10~20份表面活性剂(如油酸)加入搅拌机中，加热至60^1200C，待物料完全熔化后再将100份高纯氧化铝粉加入到上述搅拌机中，将该浆料进行搅拌12~24h形成氧化铝陶瓷浆料；(2)造粒:将混匀的氧化铝浆料加入造粒机中，利用造粒机的挤出螺杆将浆料挤制成泥条，采用小型切割机将泥条切成小颗粒； (3)可溶芯模制备:将一水溶性有机物(如葡萄糖)粉体加入到一干压成型机内，在干压模具中间装上一钢针(直径广1.5_)，压制成具有中空陶瓷灯管内部空腔外形的实心带钢针芯模。压制后的有机芯模密度在1.2^1.6g/cm3之间，抗压强度达到f 10N/mm2 ； (4)嵌入可溶芯模:将压制的可溶带钢针芯模精确地嵌入不锈钢质模具之中(附图2)； (5)注射成型:将上述所制得的颗粒料加入到注射机的入料口处，在注射机螺杆的带动下进入注射腔内，控制一定的工艺条件，通过注射机螺杆的挤出作用将陶瓷浆料压入到钢质模具与可溶芯模的空隙之中，冷却至4(T50°C形成陶瓷生坯，注射工艺条件为；注射温度为60~75°C，注射压力为l(T30KPa，注射速率为2(T50cmVs ； (6)可溶芯脱除:将上述陶瓷生坯中的钢针抽出后，迅速将陶瓷坯体移入温水中，将注射器针头插入脱除钢针后带直孔的陶瓷生坯孔道之中，将水温控制在4(T50°C之间，利用蠕动泵输送水的功能，将温水不断地通入到陶瓷生坯之中，以溶去其中的芯模； (7)脱酯:采用虹吸脱酯技术，将上述陶瓷生坯埋入多孔氧化铝粉之中，通过控制脱酯温度和时间，将大部分陶瓷生坯中的石蜡等有机物虹吸到多孔氧化铝粉之中，脱酯温度控制在10(T200°C，时间在20-30小时； (8)素烧:将上述已脱酯的陶瓷坯体移入高温电阻炉内，逐渐升温至110(Tl30(rC并保温2~4小时，然后自然冷却； (9)高温烧结:将素烧处理的陶瓷灯泡泡壳素烧坯，放入l~5X10_3MPa的真空炉或推板式氢气炉中在170(Tl90(rC的高温下烧结2~4h，即得到一体化半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳材料。本专利技术提供的上述整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳的制造工艺中使用的可溶芯模脱除装置，包括一盛水的水槽及水槽内部设置的托住陶瓷生坯的支架，其特征是:该装置还包括由进水管，输水总管、多个分出水注射器针头和蠕动泵组成的循环水管路。上述的支架完全浸入在温水中，陶瓷生坯竖向插入支架上设置的孔中，每个注射器针头都与输水总管联通，并且从上端插入脱除钢针后带直孔的陶瓷生坯孔道之中，利用蠕动泵输送水的功能，将温水不断地通入到陶瓷生坯之中，以溶去其中的芯模。上述可溶性芯模可以为葡萄糖、尿素等人工合成小分子有机材料。本专利技术采取压制带钢针芯模，便于将芯模精确地嵌入不锈钢质模具之中。本专利技术的注射工艺条件为；注射温度为6(T75°C，注射压力为l(T30KPa，注射速率为2(T50cm3/S。注射温度和注射压力非常重要，注射温度过高，注射浆料在模具内凝固时收缩大，易被其管内的可溶芯模撑破；注射温度过低，注射浆料流动性不好，不能充满整个成型腔体；注射压力过低，坯体易形成缺料现象；注射压力过大，易将可溶芯模中间的钢针打断或变形。本专利技术采取将成型完好的陶瓷生坯移入温水中，将水温控制在4(T50°C之间，利用蠕动泵输送水的功能，将4(T50°C的温水不断地通入到陶瓷生坯之中，实现了保质高效溶去芯模的目的。在此过程中，循环水温控制非常重要，水温低于20°C时，刚成型好的陶瓷生坯会继续收缩，易被其管内的可溶芯模撑破；水温高于50°C时，陶瓷生坯强度太差，在脱除可溶芯模时易变形或坍塌。【附图说明】图1为本专利技术的整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳结构示意图。图2为本专利技术带钢针的可溶芯模嵌入在不锈钢质模具中的结构示意图。图3为本专利技术的可溶芯模脱除装置结构示意图。【具体实施方式】本专利技术采用可溶芯注射成型工艺制备大功率金卤灯半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳材料，按下述步骤进行: 陶瓷注射料的制备:将20-30份高纯石蜡和10-20份表面活性剂(如油酸)加入搅拌机中，加热至6(Tl20°C，待物料完全熔化后再将100份高纯氧化铝粉加入到上述搅拌机中，搅拌12~24h后形成一均匀的陶瓷浆料。将混匀的氧化铝浆料加入造粒机中，利用造粒机的挤出螺杆将浆料挤制成泥条，采用小型切割机将泥条切成直径2~4mm，长度2~4mm小颗粒。氧化铝陶瓷灯泡泡壳的成型:将葡萄糖粉体加入到一干压成型机干压模具型腔内，压制成具有中空陶瓷灯管内部空腔外形的实心带钢针芯模8。将压制的可溶带钢针芯模精确地嵌入不锈钢质模具9之中，将上述所制得的颗粒料加入到注射机的入料口处，在注射机螺杆的带动下进入注射腔内，控制一定的工艺条件，通过注射机螺杆的挤出作用将陶瓷浆料压入到钢质模具与可溶芯模的空隙之中，冷却至4(T50°C后形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳的制造工艺，包括下述步骤：（1）混料：将20~30份高纯石蜡和10~20份油酸加入搅拌机中，加热至60~120℃，待物料完全熔化后再将100份高纯氧化铝粉加入到上述搅拌机中，将该浆料进行搅拌12~24h形成氧化铝陶瓷浆料；（2）造粒：将上述氧化铝陶瓷浆料加入造粒机中，利用造粒机的挤出螺杆将浆料挤制成泥条，采用小型切割机将泥条切成小颗粒；（3）可溶芯模制备：将葡萄糖粉体加入到一干压成型机内，在干压模具中间装上一钢针，压制成具有中空陶瓷灯管内部空腔外形的实心带钢针芯模，压制后的有机芯模密度在1.2~1.6g/cm3之间，抗压强度达到1~10N/mm2；（4）注射成型：首先将可溶芯模精确放入不锈钢模具腔体中心位置，然后将上述所制得的颗粒料加入到注射机的入料口处，在注射机螺杆的带动下进入注射腔内，控制一定的工艺条件，通过注射机螺杆的挤出作用将陶瓷浆料压入到钢质模具与可溶芯模的空隙之中，冷却至40~50℃形成陶瓷生坯，注射工艺条件为：注射温度为60~75℃，注射压力为10~30KPa，注射速率为20~50cm3/s；（5）可溶芯脱除：将上述陶瓷生坯中的钢针抽出后，迅速将陶瓷坯体移入温水中，将注射器针头插入脱除钢针后带直孔的陶瓷生坯孔道之中，将水温控制在40~50℃之间，利用蠕动泵输送水的功能，将温水不断地通入到陶瓷生坯之中，以溶去其中的芯模；（6）脱酯：采用虹吸脱酯技术，将上述陶瓷生坯埋入多孔氧化铝粉之中，通过控制脱酯温度和时间，将大部分陶瓷生坯中的石蜡等有机物虹吸到多孔氧化铝粉之中，脱酯温度控制在100~200℃，时间在20~30小时；（7）素烧：将上述已脱酯的陶瓷坯体移入高温电阻炉内，逐渐升温至1100~1300℃并保温2~4小时，然后自然冷却；（8）高温烧结：将素烧处理的陶瓷灯泡泡壳素烧坯放入1~5×10?3MPa的真空炉或推板式氢气炉中在1700~1900℃的高温下烧结2~4h，即得到一体化半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳材料。...
【技术特征摘要】
1.一种整体式大功率金卤灯陶瓷泡壳的制造工艺，包括下述步骤: (1)混料:将20~30份高纯石蜡和10~20份油酸加入搅拌机中，加热至6(Tl20°C，待物料完全熔化后再将100份高纯氧化铝粉加入到上述搅拌机中，将该浆料进行搅拌12~24h形成氧化铝陶瓷浆料； (2)造粒:将上述氧化铝陶瓷浆料加入造粒机中，利用造粒机的挤出螺杆将浆料挤制成泥条，采用小型切割机将泥条切成小颗粒； (3)可溶芯模制备:将葡萄糖粉体加入到一干压成型机内，在干压模具中间装上一钢针，压制成具有中空陶瓷灯管内部空腔外形的实心带钢针芯模，压制后的有机芯模密度在1.2l.6g/cm3之间,抗压强度达到l10N/mm2 ； (4)注射成型:首先将可溶芯模精确放入不锈钢模具腔体中心位置，然后将上述所制得的颗粒料加入到注射机的入料口处，在注射机螺杆的带动下进入注射腔内，控制一定的工艺条件，通过注射机螺杆的挤出作用将陶瓷浆料压入到钢质模具与可溶芯模的空隙之中，冷却至4(T50 °C形成陶瓷生坯，注射工艺条件为:注射温度为6(T75 °C，注射压力为10~30KPa，注射速率为 2(T50cm3/s ； (5)可...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵学国，王艳香，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷学院，
类型：发明
国别省市：
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