專利名稱：一種兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電光源材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法。
背景技術(shù)：
目前兩件套泡殼一般采用過盈配合的方式實現(xiàn)對接，如圖I所示，首先分別成型兩個坯體，在兩個坯體的對接部分有耦合的凹凸結(jié)構(gòu)，兩種不同結(jié)構(gòu)的坯體根據(jù)收縮率在不同溫度下預(yù)燒好，再將預(yù)燒好的兩個素坯對接起來，再進行高溫?zé)Y(jié)，對接部分通過過盈配合的方式結(jié)合在一起，實現(xiàn)氣密性對接。近些年來出現(xiàn)了另外一種兩件套泡殼實現(xiàn)連接的方法，就是成型一種含有較多粘合材料的陶瓷坯體，兩個坯體的形狀相同，在生坯狀態(tài)下對陶瓷體的結(jié)合面加熱軟化后在夾具中將兩個陶瓷體擠壓粘合結(jié)合起來，再進行排膠、燒結(jié)，實現(xiàn)陶瓷泡殼的氣密性對接。
另外一種就是成型一種含有較多粘合材料的陶瓷坯體，兩個坯體的形狀相同，在生坯狀態(tài)下對陶瓷體的結(jié)合面凃上一層漿料，再將兩個坯體對接到一起連接起來，再進行排膠、燒結(jié)，實現(xiàn)陶瓷泡殼的氣密性對接。上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點
I、兩件套泡殼采用過盈配合的方式對接是靠燒結(jié)過程中收縮率不同來實現(xiàn)的，因此需要成型兩種收縮率不同且對接面結(jié)構(gòu)不同的坯體，然后還要選擇不同的預(yù)燒溫度進行預(yù)燒，過程比較復(fù)雜，控制難度較大，另外過盈配合連接的泡殼需增加壁厚，這樣還會影響泡殼透光率，并且在每個裝配和燒結(jié)步驟中可能發(fā)生陶瓷泡殼組件錯位或者結(jié)合力及氣密性等缺陷。2、采用加熱的方式對接兩件套泡殼的方法是通過成型一對含有大量粘合材料的坯體，通過加熱結(jié)合部位，使坯體熔化，將兩個組件在外力下擠壓熔化部分使其結(jié)合在一起實現(xiàn)的，這樣首先很難保證擠壓過程中坯體不發(fā)生變形，同時通過擠壓坯體結(jié)合導(dǎo)致放電腔的尺寸很難控制，而且在后續(xù)的工藝中很難排盡坯體中的大量結(jié)合材料，對透明氧化鋁陶瓷泡殼來講內(nèi)部含有雜質(zhì)是影響性能的致命問題。3、采用涂覆漿料實現(xiàn)兩個坯體結(jié)合的方法，由于連接處是涂覆的粉末漿料，粘度較低，且含有大量的有機溶劑，因此連接處的致密度很難保證，很容易導(dǎo)致在燒結(jié)成瓷后連接處存在大量氣孔的問題。上述三種對接方式，因坯體都含有大量粘結(jié)劑，所以對坯體素?zé)拍z工藝要求高，排較時間長，一般都需要幾十個小時以上，而且易產(chǎn)生開裂、暗裂、合格率低、成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，本方法工藝簡單，對接方式可靠，坯體對接外觀無變形、錯位、氣孔等的工藝方法，使兩件套泡殼的質(zhì)量達到更高的水平，推進陶瓷金鹵燈的技術(shù)發(fā)展。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其包括以下步驟
a、成型一對形狀相同的陶瓷泡殼坯體，其包括腔體、設(shè)于腔體末端的毛細管及設(shè)于坯體結(jié)合面的結(jié)合圈；
b、成型好的陶瓷泡殼坯體進行預(yù)燒結(jié)，將陶瓷泡殼坯體內(nèi)部的有機物排盡；
C、將預(yù)燒結(jié)好的陶瓷泡殼坯體結(jié)合一起，并通過激光對結(jié)合處進行局部加熱，使兩個陶瓷泡殼坯體熔封到一起。步驟c中，將預(yù)燒結(jié)好的陶瓷泡殼坯體經(jīng)兩條對稱的自動設(shè)備傳送至一定位針上，然后轉(zhuǎn)動夾件將兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合到一起，并夾緊毛細管，轉(zhuǎn)動夾件帶動陶瓷泡殼 坯體同步轉(zhuǎn)動，然后在兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處通過激光器發(fā)出激光光斑照射，通過激光的局部加熱，坯體轉(zhuǎn)動一圈后，使兩個坯體熔封到一起。所述激光器為三組。所述激光器包括兩組固體YAG激光器和一組氣體C02激光器，固體YAG激光器波長為1064nm，功率為150-200W，氣體C02激光器波長為10. 6 u m，功率為50-100W。所述兩組固體YAG激光成120°夾角，用于高溫加熱使兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處瞬間熔封；一組C02激光，其處于兩組YAG激光的中間部分，垂直于兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處，與兩組YAG激光成60°夾角，用于預(yù)加熱兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處，避免因為YAG激光的局部高溫產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)合部出現(xiàn)裂紋。步驟b中，陶瓷泡殼坯體的預(yù)燒溫度為1400_1450°C。所述定位針直徑比毛細管直徑小O. 01-0. 02_。步驟a中，所述陶瓷泡殼坯體通過干壓或等靜壓成型。步驟a中，陶瓷泡殼坯體通過高溫?zé)Y(jié)成瓷，且在步驟c中，兩陶瓷泡殼坯體結(jié)合處激光光斑熔封過的地方通過吹掃液氮進行急冷處理。步驟a中，陶瓷泡殼坯體通過空氣爐預(yù)燒后再經(jīng)氫氣爐高溫?zé)Y(jié)的半透明氧化鋁陶瓷，步驟b中，直接用高溫?zé)Y(jié)的陶瓷泡殼坯體的預(yù)燒溫度在1000-1100°C之間，且在步驟c中，兩陶瓷泡殼坯體結(jié)合處激光光斑熔封過的地方通過吹掃液氮進行急冷處理。吹掃液氮的吹掃速率不超過lcm3/s,吹掃液氮的加工位置的時間一般滯后激光熔封時間不超過2S。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于，
1、本發(fā)明的泡殼坯體通過干壓或等靜壓成型，只含有少量結(jié)合劑，便于排盡坯體中的有機物，不存在排較開裂、暗裂等問題；
2、泡殼坯體的腔體結(jié)合面增加了一圈結(jié)合圈，為了便于激光光斑進行熔接，不導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸變化，使得產(chǎn)品的尺寸一致性可以控制的很好；
3、采用激光熔接泡殼預(yù)燒坯體，通過控制預(yù)燒溫度，使預(yù)燒體滿足熔接要求，操作簡
單；
4、采用激光直接熔接成瓷泡殼件，通過控制熔接工藝和采用液氮冷卻保護，熔接處的晶粒尺寸無任何變化。5、通過制造的專門自動設(shè)備，可以使兩件套泡殼的對接制作實現(xiàn)全自動化，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量管控能力，由于坯體經(jīng)過提前預(yù)燒或成瓷燒結(jié)，泡殼內(nèi)部可以實現(xiàn)百分百沒有機雜質(zhì)殘留。采用激光熔接對接，由于是局部熔接，且留有熔接圈，所有泡殼的尺寸可以很好控制。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)兩件套泡殼過盈配合的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明陶瓷泡殼坯體的結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖2中A部分的放大示意 圖4為本發(fā)明成型和對接的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例I
如圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明公開了一種兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其包括 以下步驟
a、成型一對形狀相同的陶瓷泡殼坯體6a、6b，其包括腔體2、設(shè)于腔體2末端的毛細管I及設(shè)于坯體結(jié)合面的結(jié)合圈3 ;該腔體2為半個橢球型、球型或管型腔體；
b、成型好的陶瓷泡殼坯體6a、6b進行預(yù)燒結(jié)，將陶瓷泡殼坯體6a、6b內(nèi)部的有機物排
盡；
C、將預(yù)燒結(jié)好的陶瓷泡殼坯體6a、6b結(jié)合一起，并通過激光對結(jié)合處進行局部加熱，使兩個陶瓷泡殼坯體熔封到一起。本實施例中，步驟a中，所述陶瓷泡殼坯體通過干壓或等靜壓成型。步驟c中，將預(yù)燒結(jié)好的陶瓷泡殼坯體6a、6b經(jīng)兩條對稱的自動設(shè)備傳送至一定位針5上，然后轉(zhuǎn)動夾件4a將兩個陶瓷泡殼坯體6a、6b結(jié)合到一起，并夾緊毛細管1，轉(zhuǎn)動夾件4a帶動陶瓷泡殼坯體6a、6b同步轉(zhuǎn)動，然后在兩個陶瓷泡殼坯體6a、6b結(jié)合處通過激光器發(fā)出激光光斑照射，通過激光的局部加熱，坯體轉(zhuǎn)動一圈后，使兩個坯體熔封到一起。所述激光器為三組，定位針5為鋼針。所述激光器包括兩組固體YAG激光器8a、8b和一組氣體C02激光器7，固體YAG激光器8a、8b波長為1064nm，功率為150-200W，氣體C02激光器7波長為10. 6 u m,功率為50-100W。所述兩組固體YAG激光器8a、8b成120°夾角，用于高溫加熱使兩個陶瓷泡殼坯體6a、6b結(jié)合處瞬間熔封；一組C02激光器7，其處于兩組固體YAG激光器8a、8b的中間部分，垂直于兩個陶瓷泡殼坯體6a、6b結(jié)合處，與兩組固體YAG激光器8a、8b成60°夾角，用于預(yù)加熱兩個陶瓷泡殼坯體6a、6b結(jié)合處，避免因為YAG激光的局部高溫產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)合部出現(xiàn)裂紋。步驟b中，陶瓷泡殼坯體6a、6b的預(yù)燒溫度為1400-1450°C，這樣預(yù)燒坯體的晶體有一定的生長，且強度滿足激光熔封要求。所述定位針5直徑比毛細管I直徑小O. 01—0. 02mm。實施例2
本實施例所采用的方法與實施例I基本相似，其區(qū)別在于，步驟a中，陶瓷泡殼坯體通過高溫?zé)Y(jié)成瓷，且在步驟c中，為了避免成瓷好的產(chǎn)品經(jīng)激光高溫熔封過程中出現(xiàn)晶體尺寸異常長大，兩陶瓷泡殼坯體結(jié)合處激光光斑熔封過的地方通過吹掃液氮9進行急冷處理。吹掃液氮的吹掃速率不超過lcm3/s,吹掃液氮的加工位置的時間一般滯后激光熔封時間不超過2S。實施例3
本實施例所采用的方法與實施例I基本相似，其區(qū)別在于，步驟a中 ，陶瓷泡殼坯體通過空氣爐預(yù)燒后再經(jīng)氫氣爐高溫?zé)Y(jié)的半透明氧化鋁陶瓷，步驟b中，直接用高溫?zé)Y(jié)的陶瓷泡殼坯體的預(yù)燒溫度在1000-1100°C之間，且在步驟c中，兩陶瓷泡殼坯體結(jié)合處激光光斑熔封過的地方通過吹掃液氮進行急冷處理。吹掃液氮的吹掃速率不超過IcmVs,吹掃液氮的加工位置的時間一般滯后激光熔封時間不超過2S。
權(quán)利要求
1.一種兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，包括以下步驟 a、成型一對形狀相同的陶瓷泡殼坯體，其包括腔體、設(shè)于腔體末端的毛細管及設(shè)于坯體結(jié)合面的結(jié)合圈； b、成型好的陶瓷泡殼坯體進行預(yù)燒結(jié)，將陶瓷泡殼坯體內(nèi)部的有機物排盡； C、將預(yù)燒結(jié)好的陶瓷泡殼坯體結(jié)合一起，并通過激光對結(jié)合處進行局部加熱，使兩個陶瓷泡殼坯體熔封到一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，步驟c中，將預(yù)燒結(jié)好的陶瓷泡殼坯體經(jīng)兩條對稱的自動設(shè)備傳送至一定位針上，然后轉(zhuǎn)動夾件將兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合到一起，并夾緊毛細管，轉(zhuǎn)動夾件帶動陶瓷泡殼坯體同步轉(zhuǎn)動，然后在兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處通過激光器發(fā)出激光光斑照射，通過激光的局部加熱，坯體轉(zhuǎn)動一圈后，使兩個還體熔封到一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，所述激光器為三組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，所述激光器包括兩組固體YAG激光器和一組氣體C02激光器，固體YAG激光器波長為1064nm,功率為150-200W，氣體C02激光器波長為10. 6 u m，功率為50-100W。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，所述兩組固體YAG激光成120°夾角，用于高溫加熱使兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處瞬間熔封；一組C02激光，其處于兩組YAG激光的中間部分，垂直于兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處，與兩組YAG激光成60°夾角，用于預(yù)加熱兩個陶瓷泡殼坯體結(jié)合處。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，步驟b中，陶瓷泡殼坯體的預(yù)燒溫度為1400-1450°C ;所述定位針直徑比毛細管直徑小O. 01-0. 02mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，步驟a中，所述陶瓷泡殼坯體通過干壓或等靜壓成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，步驟a中，陶瓷泡殼坯體通過高溫?zé)Y(jié)成瓷，且在步驟c中，兩陶瓷泡殼坯體結(jié)合處激光光斑熔封過的地方通過吹掃液氮進行急冷處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，步驟a中，陶瓷泡殼坯體通過空氣爐預(yù)燒后再經(jīng)氫氣爐高溫?zé)Y(jié)的半透明氧化鋁陶瓷，步驟b中，直接用高溫?zé)Y(jié)的陶瓷泡殼坯體的預(yù)燒溫度在1000-1100°c之間，且在步驟C中，兩陶瓷泡殼坯體結(jié)合處激光光斑熔封過的地方通過吹掃液氮進行急冷處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其特征在于，吹掃液氬的吹掃速率不超過lcm3/s，吹掃液氮的加工位置的時間一般滯后激光熔封時間不超過2S。
全文摘要
本發(fā)明屬于電光源材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種兩件套陶瓷泡殼的成型和對接方法，其包括以下步驟a、成型一對形狀相同的陶瓷泡殼坯體，其包括腔體、設(shè)于腔體末端的毛細管及設(shè)于坯體結(jié)合面的結(jié)合圈；b、成型好的陶瓷泡殼坯體進行預(yù)燒結(jié)，將陶瓷泡殼坯體內(nèi)部的有機物排盡；c、將預(yù)燒結(jié)好的陶瓷泡殼坯體結(jié)合一起，并通過激光對結(jié)合處進行局部加熱，使兩個陶瓷泡殼坯體熔封到一起。本發(fā)明方法工藝簡單，對接方式可靠，坯體對接外觀無變形、錯位、氣孔等的工藝方法，使兩件套泡殼的質(zhì)量達到更高的水平，推進陶瓷金鹵燈的技術(shù)發(fā)展。
文檔編號C04B37/00GK102898173SQ201210307380
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者謝燦生, 陸鎮(zhèn)洲, 楊雙節(jié) 申請人:潮州三環(huán)(集團)股份有限公司