[发明专利]半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳的制造方法及成型设备

说明书

技术领域

本发明属于先进陶瓷材料制造技术领域，具体涉及一种半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳的压力注浆成型工艺，这种新工艺特别适用于制造一体化半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳材料，此外，本发明还涉及适用于这种新工艺的专用成型设备。

技术背景

陶瓷金属卤化物灯是一种高效节能光源，其光效可达到90~100lm/W，显色指数85~95，使用寿命15000~20000h，色温2600~4000k。早期的陶瓷金属卤化物灯所使用的泡壳材料是采用多个陶瓷块体组合制成，如圆柱形陶瓷泡壳就采用三件陶瓷部件（中间一个圆柱形体及其两端带有毛细尾管的塞头）。陶瓷灯泡泡壳外形结构影响着金属卤化物灯的使用性能。随着技术不断进步，陶瓷金属卤化物灯泡泡壳多为半透明氧化铝陶瓷材料，其外形结构包括一个中空的壳体和两个带有毛细孔道的尾管，这种橄榄形陶瓷灯泡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。然而，在传统的制备工艺中，如公开号为CN1282716的中国专利当中公开的干压成型技术，难以制备这种复杂外形结构的陶瓷泡壳。陶瓷灯泡泡壳材料的一体化制备技术目前有专利CN200910042136.8、CN200910044200.6报道，它们均采用陶瓷注射成型技术。这两个专利的共同特点是采用水溶性有机物制作芯模，然后在有机物芯模表面注射陶瓷浆料，固化后的陶瓷毛坯采用水溶出被生坯包裹的芯模，得到陶瓷生坯。这种陶瓷注射成型技术制备一体化陶瓷灯泡泡壳材料工艺过程较复杂，生产效率低，并且存在泡壳材料透明度差等问题。因此，为了简化工艺、提高生产效率和产品质量，开发一种先进的一体化半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳制造新技术势在必行。

发明内容

本发明的一个目的是开发一种透明度高、成型效率高的一体化半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳的制造方法，本发明的另一个目的是提供一种用于上述一体化半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳成型的专用设备。

为了实现发明目的，本发明提供的半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳的制造方法，依次按如下工艺步骤：

（1）将水溶性高分子聚合物和高纯氧化铝粉按重量比1~5：100进行混合，加入适量的去离子水，充分球磨混匀，形成固含量为30~40%的陶瓷浆料，所述的水溶性高分子聚合物为聚乙烯醇或聚丙烯酰胺等；

（2）将上述陶瓷浆料经真空脱泡后通过压力注浆机从石膏模具进料口压入石膏模具之中，同时又从石膏模具出料口处流出，调节出料口处陶瓷浆料的流速，以制备出壁厚均匀的陶瓷生坯，注浆成型压力为0.1~1Mpa，注浆时间为10~60min；

（3）卸除压力注浆机中的压力，迅速将压缩空气引入石膏模具的浆料入口处，将石膏模具内未固化的陶瓷浆料吹出，形成一中空的陶瓷灯泡泡壳生坯；

（4）将上述陶瓷灯泡泡壳生坯干燥后在1100~1200℃下完成素烧，素烧好的陶瓷素坯放入2mol/L浓度的盐酸溶液中浸泡10~20h进行酸处理；

（5）将上述经过酸处理的陶瓷灯泡泡壳素坯放入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。

在上述步骤（4）中，所制得的陶瓷灯泡素坯需在2mol/L浓度的盐酸溶液中浸泡10~20h，以溶去溶入素坯且对成品有害的CaSO₄成份，若微量CaSO₄存在于陶瓷素坯之中，经高温烧结后会使陶瓷体晶粒出现异常长大现象，降低了氧化铝陶瓷的强度和透光性能。

上述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等人工合成大分子材料，起到粘结剂作用。

本发明提供的半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳的成型设备，包括至少一个由若干个石膏模具并列且被一付夹具夹持的成型设备单元，在每个石膏模具的一端面都设有进浆料口，且在每个石膏模具内都设有供一体化陶瓷灯泡泡壳坯体成型的形腔，其特征在于：所述的每个石膏模具进浆料口相对的另一端面都设有出浆料口，每个石膏模具的进浆料口和出浆料口都有橡胶软管分别与进浆料总管和出浆料总管联接。

本发明提供的半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳的制造方法，与现有技术相比，省去了制芯模工序，且避免了对环境有污染的石蜡，简化了半透明氧化铝陶瓷灯泡泡壳的制备工艺，提供的成型专用设备，可由多个成型设备单元组合，每个成型设备单元可实现坯体批量成型，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明成型专用设备结构示意图。

图2为按本发明方法制得产品结构示意图。