95電真空陶瓷管熱壓鑄成型方法之研究

俞 韜

（景德鎮(zhèn)海川特種陶瓷有限公司 景德鎮(zhèn)市 333000）

電真空陶瓷管作為電真空開(kāi)關(guān)、大功率可控硅、電真空繼電器、電真空電容器、高頻大功率電子管等電真空器件的外殼，廣泛應(yīng)用于廣播電臺(tái)、電視臺(tái)、變流開(kāi)關(guān)、大型配電柜等系統(tǒng)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)中均起著重要的作用。

電真空陶瓷管殼是以氧化鋁為主要原料外加一些輔助原料制備而成，目前國(guó)內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)的主要成型方法有：熱壓鑄成型、等靜壓成型和注漿成型。其中注漿成型工藝成本低、效率低，不適于各類型號(hào)的產(chǎn)品成型，且難于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)；80年代初期，等靜壓成型法在我國(guó)得到了應(yīng)用，是一種新興的生產(chǎn)高鋁電真空管殼的工藝，合格率較高，但原材料消耗較大；目前國(guó)內(nèi)企業(yè)以熱壓鑄成型生產(chǎn)電真空管為多見(jiàn)。

1、熱壓鑄生產(chǎn)工藝特點(diǎn)

熱壓鑄成型方法一次性投資小，生產(chǎn)靈活性大，規(guī)格、尺寸較規(guī)整，但瓷件密度一般，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性偏低。從目前情況來(lái)看，高壓、超高壓線路中采用熱壓鑄瓷件，安全系數(shù)偏低，但在中、低電壓線路中應(yīng)用，瓷件性能完全可以滿足要求。

熱壓鑄成型法生產(chǎn)電真空陶瓷管殼要經(jīng)過(guò)配料、球磨、和漿、熱壓鑄、打蠟坯、排蠟、吹灰、刷素坯、粘坯、燒成、洗紅、研磨、清洗、倒角等多道生產(chǎn)工序。因此容易因各工藝控制或操作不當(dāng)而引起各種外觀缺陷。容易產(chǎn)生的常見(jiàn)缺陷有：缺損、色斑、氣泡等。

2、常見(jiàn)外觀缺陷的成因及解決辦法

下文將詳述缺損、色斑和氣泡的成因及解決辦法。

①缺損，是指沿電真空陶瓷管殼邊緣或拐角處的剝落，主要是各工序中因工人操作不當(dāng)引起坯體磕碰而造成的。其中解決措施包括：

蠟坯，應(yīng)整齊碼放在機(jī)床邊的坯板中，注意不得碼放過(guò)高（小件管子不多于10件，中型管子不多于4件，大型管子不多于2件），對(duì)于小小件則放入泡沫孔中。

素坯分為波紋管、中大型平管和小型平管。波紋管外徑80mm以下（不含80mm）的產(chǎn)品，用15孔泡沫上下兩層蓋好；外徑80mm以上90mm以下（不含90mm），高度在150mm以下的產(chǎn)品用12孔上下層蓋好。中大型波紋管在用泡沫裝的情況下，底下一定要墊兩層泡沫且上面必須蓋緊一塊相配的泡沫，合計(jì)須用3塊泡沫；其他型號(hào)的大型波紋管用坯板裝，產(chǎn)品與產(chǎn)品間的間隙在2-3mm之間。中大型平管用坯板放兩層碼放要整齊、操作要小心；管子與管子一定要緊密相接，不可留縫以免劃傷和碰缺。小型平管直徑在70mm以下，用坯板分層擺放整齊。

做好的成瓷產(chǎn)品整齊的碼放在坯板中；整個(gè)分選過(guò)程應(yīng)輕拿輕放，以免碰碎產(chǎn)品或造成產(chǎn)品缺角；運(yùn)輸過(guò)程中要盡量避免產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的碰撞，防止缺角現(xiàn)象的產(chǎn)生。除此以外，還要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)的管理，工人在操作時(shí)要特別小心，輕拿輕放，做好每道工序的檢驗(yàn)工作。

②色斑，是指分布在燒結(jié)坯體表面或內(nèi)部的異色斑點(diǎn)，是由于金屬性雜質(zhì)融入瓷體中而形成的，表征為點(diǎn)小，顏色深，對(duì)其進(jìn)行微普分析顯示其組成元素中含有鐵、鉻成分，它們都是可變價(jià)金屬元素。而這些元素基本是從兩方面攝入，即原料與環(huán)境。針對(duì)這些情況的解決方法包括：

第一，做好原料的檢測(cè)。原材料進(jìn)廠時(shí)，由專員檢驗(yàn)外包裝袋；驗(yàn)完包裝后，由球磨工藝員隨即選取本批氧化鋁中的200公斤。按正常工藝配料、球磨、混漿；從混漿后的料漿中取出一部分，由球磨工藝員倒入專制的模具中，制成的漿塊若干塊；將制好的漿塊交予當(dāng)班的燒窯員工，由燒窯員工在第一時(shí)間碼與剛玉推板上并進(jìn)入高溫推板窯燒成；燒好后的漿塊由檢驗(yàn)員回收，并在臺(tái)燈下觀察漿塊的雜質(zhì)情況。若雜質(zhì)數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，則判斷此批進(jìn)料可以使用，登記入庫(kù)待用；雜質(zhì)數(shù)大于標(biāo)準(zhǔn)范圍外，則按不合格原料進(jìn)行退貨或特殊處理。

第二，控制工藝衛(wèi)生。加強(qiáng)各工序的工藝控制制度以及管理制度，重視每道工序的工藝衛(wèi)生。最可能涉入雜質(zhì)的球磨和熱壓兩道重要工序時(shí)注意如下問(wèn)題：

球磨工藝操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)原材料有異常或球磨后粉料及漿料有異常及時(shí)向上反映并按要求再進(jìn)行下一步操作；整個(gè)操作過(guò)程盡可能使瓷料少接觸金屬物品尤其是鐵制品；要定期查看設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，定期清掃，清洗，加油，確保其運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

熱壓工藝中，打修零件刀，打好以后要在磨刀石上在磨一下，以免帶入雜質(zhì)；每周清理一次漿鍋；機(jī)床臺(tái)面要經(jīng)常保持干凈，擦模具的毛巾要注意清潔衛(wèi)生，如果太臟就要換掉，不能拿太臟的毛巾去擦模具，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。熱壓機(jī)修理過(guò)后必須清理干凈，由于雜質(zhì)用肉眼觀察不到，所以試壓一鍋漿后必須再次清理，用漿料帶走漿鍋中的雜質(zhì)，這樣可以有效的控制雜質(zhì)的產(chǎn)生。

③氣泡主要產(chǎn)生在蠟坯成型的過(guò)程中，由漿料注入模具時(shí)產(chǎn)生的氣泡包裹在坯體內(nèi)部。即在熱壓班組所產(chǎn)生，生產(chǎn)線上主要通過(guò)肉眼觀察外表氣泡，用大功率燈泡透射蠟坯觀察坯體內(nèi)部氣泡的方法進(jìn)行初選。

會(huì)產(chǎn)生氣泡的因素大致有：漿料的溫度，漿料內(nèi)的氣泡，模具結(jié)構(gòu)、下蓋板、鑄漿口的光潔度與溫度，氣壓，冰模溫度、排氣槽等等。而以上因素都需要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)，所以有經(jīng)驗(yàn)的操作不僅可以提高產(chǎn)品的制造效率而且能消除產(chǎn)品的缺陷，像氣泡、外觀等等，當(dāng)氣泡產(chǎn)生時(shí)，一般采用對(duì)比法來(lái)確定氣泡產(chǎn)生的主要因素然后進(jìn)行改善。

熱壓漿料時(shí)，一般情況由球磨班制好漿板后，由操作人員領(lǐng)出后，手持木制榔頭將漿塊敲碎放入指定的化漿機(jī)中。開(kāi)啟化漿機(jī)電源，調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，將溫度調(diào)至130-150攝氏度。待漿塊完全融化為料漿后，開(kāi)啟螺旋槳攪拌料漿，攪拌1-2小時(shí)后方允許放漿。放漿時(shí)，將鋁鍋置于化漿機(jī)出漿口處，打開(kāi)塞子，使料漿流入鋁鍋中，待鋁鍋將滿時(shí)，堵上塞子。使鋁鍋中料漿過(guò)120目振動(dòng)篩，過(guò)完篩的料漿送至攪漿房。由攪漿人員使用膠木棒手動(dòng)攪拌料漿10-15分鐘，待料漿充分均勻且料溫降至78-88攝氏度之間時(shí)送至熱壓班使用。

熱壓成型要由專人在上班前3小時(shí)左右打開(kāi)熱壓鑄機(jī)開(kāi)關(guān)，開(kāi)始升溫。上班時(shí)由熱壓工領(lǐng)取模具后檢查模具各部位有無(wú)破損，然后將模具清理干凈。根據(jù)所壓產(chǎn)品類型調(diào)節(jié)漿鍋溫度，一般在75-90度之間，同時(shí)注意注漿口電流大小，一般在1.5-3安培之間；調(diào)節(jié)氣壓在3-5個(gè)大氣壓左右；然后將模具部件進(jìn)行降溫處理后裝配到位，并將模具的注入口對(duì)準(zhǔn)熱壓機(jī)的鑄漿口，壓緊模具，防止進(jìn)氣時(shí)模具滑動(dòng)；開(kāi)啟進(jìn)氣閥，使?jié){料完全注滿模腔，保壓5-20秒，關(guān)閉進(jìn)氣閥，帶回氣完全后取下模具，用鏟刀削除澆口，澆口應(yīng)切得平滑整齊，脫開(kāi)模具，小心取出坯體。

3、結(jié)束語(yǔ)

熱壓鑄成型電真空管的產(chǎn)生周期較長(zhǎng)，約12-15天。工序較多，造成控制質(zhì)量的滯后性，且產(chǎn)品質(zhì)量與多種因素有關(guān)，往往難以判斷哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題。因此，生產(chǎn)線上要用后道工序控制前道工序的方法。凡此工序認(rèn)為有缺陷的均作為不合格品處理并詳細(xì)記錄下缺陷特征，均不得流入下到工序，并且向前道工序反饋相關(guān)缺陷特征，由前道工序針對(duì)反饋情況進(jìn)行改進(jìn)，避免更大的浪費(fèi)。實(shí)踐證明，許多產(chǎn)品缺陷都與工藝細(xì)節(jié)有關(guān)，有了詳細(xì)記錄做參考，技術(shù)人員才能更快的找到缺陷的根源，另外現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控也十分重要。通過(guò)對(duì)記錄的準(zhǔn)確，管理的完善，工藝的優(yōu)化，能有效的提高電真空管殼的成品率，達(dá)到增加企業(yè)利潤(rùn)的目標(biāo)。