CN116715529A - 一种led电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，所述LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管包括中间圆管、不规则对称端头、尾管；其中中间圆管、尾管通过螺杆挤出工艺制成中间圆管坯料、尾管坯料；其中不规则对称端头通过弹性充气型芯热压注成型制成不规则对称端头坯料；中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料组装成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料，经预烧、烧结制成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管，从而解决了LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制造的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及高强度气体放电用陶瓷管技术领域，具体涉及一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法。
背景技术
现有陶瓷金卤灯的陶瓷管通常采用轴旋转结构的中间管、端头、尾管“五件套”结构，或其改进的轴旋转“二件套”结构，因此可以通过热压注成型、配塞共烧工艺制得；但对于具有特殊用途的LED电真空封装用陶瓷管，因其需要符合稀薄气体动力学和热力学要求，采用了特殊的不规则对称精密异形陶瓷管结构，由于其两端端头为不规则对称结构，且其端头内部的空心型腔具有倒扣结构，现有生产陶瓷金卤灯陶瓷管的热压注成型工艺无法脱出空心型腔的型芯，结果导致现有陶瓷金卤灯的陶瓷管生产工艺无法完成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管的制造。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管包括中间圆管、不规则对称端头、尾管；其中中间圆管、尾管通过螺杆挤出工艺制成中间圆管坯料、尾管坯料；其中不规则对称端头通过弹性充气型芯热压注成型制成不规则对称端头坯料；中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料组装成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料，最终经预烧、高温烧结制成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，参见说明书附图1、2：所述LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管包括中间圆管、不规则对称端头、尾管，不规则对称端头固定设置在中间圆管两端，尾管固定设置在不规则对称端头的外端面；其中不规则对称端头内部设有空心型腔，空心型腔内侧局部尺寸大于不规则对称端头的开口尺寸，因此不规则对称端头内部空心型腔实际具有倒扣结构；在本发明的中间圆管、尾管通过螺杆挤出工艺制成中间圆管坯料、尾管坯料；不规则对称端头通过弹性充气型芯热压注成型制成不规则对称端头坯料，来解决现有热压注成型工艺无法解决的不规则对称端头型芯的脱模问题；中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料组装成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料，不规则对称精密异形陶瓷管坯料经预烧、烧结制成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管。
进一步的，弹性充气型芯热压注成型采用弹性充气型芯热压注成型模具，弹性充气型芯热压注成型模具中设置有非均匀壁厚弹性充气型芯，参见说明书附图5、6：非均匀壁厚弹性充气型芯在其内部面与面相交的圆弧过渡处设置了厚度减薄的非均匀壁厚，弹性充气型芯热压注成型时，非均匀壁厚弹性充气型芯充入高压气体，非均匀壁厚弹性充气型芯主要沿减薄的非均匀壁厚处膨胀变形，形成不规则对称端头内部的空心型腔；不规则对称端头热压注成型完成后，非均匀壁厚弹性充气型芯排出高压气体后沿减薄的非均匀壁厚处收缩，恢复至未充气的原始状态，此时非均匀壁厚弹性充气型芯的最大尺寸小于不规则对称端头的开口尺寸，从而使非均匀壁厚弹性充气型芯从不规则对称端头内部的空心型腔中顺利脱模。
进一步的，中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料组装前，其装配面均需经过精密车削加工，保证中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料的装配间隙，从而提高中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料装配面之间在高温烧结后的连接质量。
进一步的，不规则对称端头坯料、尾管坯料组装前，其装配面均需涂覆陶瓷浆料；虽然中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料组装前，其装配面已经经过了精密车削加工，但装配面之间仍然存在装配间隙，而装配间隙的存在，会使装配面之间在高温烧结后存在局部气泡问题，从而降低了装配面之间在高温烧结后的连接质量；在不规则对称端头预烧料、尾管预烧料装配面上涂覆陶瓷浆料后，陶瓷浆料可以填充装配面之间，从而改善装配面之间在高温烧结后存在局部气泡的问题；补充说明的是，装配面陶瓷浆料的涂覆方法，是将装配面浸在陶瓷浆料中，从而使陶瓷浆料自然涂覆在装配面，如果用此方法对中间圆管坯料的装配面进行陶瓷浆料涂覆时，陶瓷浆料会涂覆到中间圆管坯料两端的内圆面，从而影响到中间圆管两端内圆面在高温烧结后直径，因此中间圆管坯料在组装前，并不进行陶瓷浆料的涂覆；陶瓷浆料的成分与热压注成型用浆料或螺杆挤出成型用浆料相同；涂覆陶瓷浆料时，陶瓷浆料的温度保持在60℃-80℃之间。
进一步的，不规则对称精密异形陶瓷管坯料经预烧条件为：升温速度5℃/分，温度1300℃-1500℃，保温3-10分钟；不规则对称精密异形陶瓷管坯料经烧结条件为：温度1700℃-1800℃，保温时间2-3小时。
进一步的，预烧、烧结过程中，真空炉中充填有氮气。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，所述LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管包括中间圆管、不规则对称端头、尾管；其中中间圆管、尾管通过螺杆挤出工艺制成中间圆管坯料、尾管坯料；其中不规则对称端头通过弹性充气型芯热压注成型制成不规则对称端头坯料；中间圆管坯料、尾管坯料、不规则对称端头坯料组装成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料，经预烧、高温烧结成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管，从而解决了LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制造的技术难题。
附图说明
图1为LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管外观示意图；
图2为LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管结构分解示意图；
图3为非均匀壁厚弹性充气型芯未充气状态外观示意图；
图4为非均匀壁厚弹性充气型芯充气状态外观示意图
图5为非均匀壁厚弹性充气型芯剖面示意图一；
图6为非均匀壁厚弹性充气型芯剖面示意图二。
图中：1、中间圆管；1.1、中间圆管坯料；2、不规则对称端头；2.1、不规则对称端头坯料；3、尾管；3.1、尾管坯料；4、非均匀壁厚弹性充气型芯；4.1、非均匀壁厚。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，参见说明书附图1：所述LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管包括中间圆管1、不规则对称端头2、尾管3，其中不规则对称端头2内部设有空心型腔；中间圆管1、不规则对称端头2、尾管3采用相同陶瓷浆料，陶瓷浆料组分为氮化硅微粉、氧化钇微粉、10%聚乙烯醇水溶液、丙三醇、石蜡；参见说明书附图2：陶瓷浆料通过螺杆挤出工艺制得中间圆管坯料1.1、尾管坯料3.1，通过弹性充气型芯热压注模具制得不规则对称端头坯料2.1，弹性充气型芯热压注模具成型温度为70℃，成型压力为0.8Pa；在弹性充气型芯热压注模具中设置有弹性橡胶材质的非均匀壁厚弹性充气型芯4，非均匀壁厚弹性充气型芯4在未充高压气状态参见说明书附图3，在未充高压气时，非均匀壁厚弹性充气型芯4呈收缩状态，非均匀壁厚弹性充气型芯4在充入高压气膨胀后的状态参见说明书附图4；
非均匀壁厚弹性充气型芯4的壁厚分布参见说明书附图5、6：补充说明的是，非均匀壁厚弹性充气型芯4在其内部面与面相交的圆弧过渡处设置了厚度减薄的非均匀壁厚4.1，非均匀壁厚4.1的宽度、厚度通过计算机模拟获得初步结构参数，通过计算机模拟获得的初步结构参数制作非均匀壁厚弹性充气型芯4实验样品，通过非均匀壁厚弹性充气型芯4实验样品制作不规则对称端头坯料2.1样品，通过测量不规则对称端头坯料2.1样品与期望获得的不规则对称端头坯料2.1设计尺寸进行比对，根据比对结果对非均匀壁厚弹性充气型芯4实验样品的结构尺寸进行修正补偿，直至得到生产用非均匀壁厚弹性充气型芯4；
弹性充气型芯热压注成型时，非均匀壁厚弹性充气型芯4充入25MPa的高压氮气，非均匀壁厚弹性充气型芯4主要沿减薄的非均匀壁厚4.1膨胀变形，形成不规则对称端头内部的空心型腔；不规则对称端头热压注成型完成后，非均匀壁厚弹性充气型芯4排出高压气体，然后沿减薄的非均匀壁厚4.1收缩，恢复至未充气的原始状态，此时非均匀壁厚弹性充气型芯4的最大尺寸小于不规则对称端头2的开口尺寸，从而使非均匀壁厚弹性充气型芯4从不规则对称端头2内部的空心型腔中顺利脱模；
将制得的中间圆管坯料1.1、不规则对称端头坯料2.1、尾管坯料3.1在50℃环境下通风干燥24小时，然后对干燥后的中间圆管坯料1.1、尾管坯料3.1、不规则对称端头坯料2.1的装配面进行精密车削加工；
将精密加工后的不规则对称端头坯料2.1的装配面浸入80℃陶瓷浆料中，然后迅速装配在中间圆管坯料1.1的两端；将精密加工后的尾管坯料3.1的装配面浸入80℃陶瓷浆料中，然后迅速装配在不规则对称端头坯料2.1的外端部，组装成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料；LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料在50℃环境下通风干燥24小时；
干燥后的LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料在真空炉中进行预烧：预烧时，真空炉充入常压氮气，以5℃/分的加热速度，升温至1500℃，保温10分钟；高温烧结在真空炉中进行，真空炉充入常压氮气，以10℃/分的速度升高至1800℃，保温烧结2小时，最终得到LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管成品。
通过该发明工艺制得的LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管，具有较好的尺寸精度和综合机械强度，在1200℃温度下长时间工作，可确保不产生开裂和冲刷烧蚀。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (6)
1.一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，所述LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管包括中间圆管（1）、不规则对称端头（2）、尾管（3），其中不规则对称端头（2）内部设有空心型腔；不规则对称端头（2）固定设置在中间圆管（1）两端，尾管（3）固定设置在不规则对称端头（2）的外端面；其特征是：中间圆管（1）、尾管（3）通过螺杆挤出工艺制成中间圆管坯料（1.1）、尾管坯料（3.1）；不规则对称端头（2）通过弹性充气型芯热压注成型制成不规则对称端头坯料（2.1）；中间圆管坯料（1.1）、尾管坯料（3.1）、不规则对称端头坯料（2.1）组装成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管坯料；不规则对称精密异形陶瓷管坯料经预烧、烧结制成LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管。
2.根据权利要求1所述一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，其特征是：弹性充气型芯热压注成型采用弹性充气型芯热压注成型模具，弹性充气型芯热压注成型模具中设置有非均匀壁厚弹性充气型芯（4）；弹性充气型芯热压注成型时，非均匀壁厚弹性充气型芯（4）充入高压气体后变形膨胀，形成不规则对称端头（2）内部的空心型腔；不规则对称端头（2）热压注成型完成后，非均匀壁厚弹性充气型芯（4）排出高压气体收缩，然后从不规则对称端头（2）内部的空心型腔脱出。
3.根据权利要求2所述一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，其特征是：中间圆管坯料（1.1）、尾管坯料（3.1）、不规则对称端头坯料（2.1）组装前，其装配面均需经过精密车削加工。
4.根据权利要求2所述一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，其特征是：中间圆管坯料（1.1）、尾管坯料（3.1）组装前，其装配面均需涂覆陶瓷浆料。
5.根据权利要求2所述一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，其特征是：不规则对称精密异形陶瓷管坯料经预烧条件为：升温速度5℃/分，温度1300℃-1500℃，保温3-10分钟；不规则对称精密异形陶瓷管坯料经烧结条件为：温度1700℃-1800℃；保温时间2-3小时。
6.根据权利要求2所述一种LED电真空封装用不规则对称精密异形陶瓷管制备方法，其特征是：预烧、烧结过程中，真空炉中充填有氮气。
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