陶瓷真空管壳成型工艺比较

陶瓷真空管壳生产的几种成型方法比较

陶瓷真空管壳生产的几种成型方法比较

浦雪琴，朱军

(江苏省陶瓷研究所，江苏宜兴214221)

摘要：简述陶瓷真空管生产工艺中的几种成型方法的特点，指出不同成型方法对制品可能产生的影响，从而对生产优质的陶瓷真空管壳的成型方法有一个合理的选择。

关键词：陶瓷；真空管；成型方法

随着近年来电子工业的飞速发展，陶瓷真空管壳的生产厂家也越来越多。然而选择合适的制作工艺将对陶瓷真空管壳的品质起着非常关键的作用。对不同结构规格、精度及性能的产品应采用不同的成型方法。目前在陶瓷真空管壳的生产中常用的成型方法有以下几种：热压铸、注浆、干压和等静压法。现就这几种成型方法的特点及其对产品性能的影响分析如下。

1成型方法

1．1热压铸成型法

这是我国陶瓷真空管壳生产中使用最早且普遍的一种成型方法。它主要是利用石蜡料浆加热融化后具有流动性和可塑性，冷却后能在金属模中凝固成一定形状这一特点来完成的。其基本工艺过程为配料→球磨→预热→拌蜡(抽真空)成型→排蜡→烧成→磨加工→成品。成型过程的具体操作是将加热后的石蜡混合粉料用空气压力将料浆注入模中，冷却定型。如图1所示。

热压铸成型法的优点是能制作形状复杂、精密度高的中小型制品；工效高、产量大；设备投资小、操作简单、模具损耗少。其缺点是工序繁杂、粉尘多、工期长；不适用大件、薄壁产品。由于热压铸成型在配料中添加了有机物，因此多了一道排蜡工序，且在

排蜡、注模等工艺过程中容易有空气介入，排蜡时有机物的排出，很容易使制品产生不均匀的气孔。烧后产品如图2所示。从图中可以看出：气孑L有开口和闭口两种，开口气孔用肉眼容易看到，一般检验后就能剔除，而闭口气孔存在于晶粒之间或晶体内部，一般不易查到。这对真空陶瓷管壳无疑是一大危害，直接影响到陶瓷制品的体积密度、气密性。况且，由于成型压力小，受力不均，烧成后制品的均匀性、电气性能和透液性都受到一定的影响。因此在国外很少用热压铸方法来制作陶瓷真空管壳。

1．2注浆成型法

这是传统陶瓷生产最常用的一种成型方法。它主要是利用石膏模型的毛细管作用力将悬浮的浆料吸附于模具内壁而形成一定形状和强度的坯件。这一传统工艺也被应用于工业陶瓷的生产。其工艺流程为：配料→湿磨→陈腐→注浆→烘干→烧成→磨加工→成品。具体操作过程如图3

所示，其中(a)为空心加压注浆法，(b)为实心加压注浆法。比较可见，注浆成型法与热压铸成型

法有一定的相似之处。浆成型的优点是能制作一些形状复杂且不规则、制品大且尺寸要求不严的

产品，工艺简单、模具投资小。缺点是劳动强度大，生产周期长，环境卫生差。

压力注浆能减少一些气孔产生，但由于注浆含水率高、压力的传递性和高位差，烧成后的制品收缩变形大、均匀性差、对机械强度、几何尺寸、电气性能均有一定影响，因而合格率低，生产效率也受到影响，故一般大批量生产陶瓷管壳很少采用该方法。其烧成后产品如图4所示。

从图中可以看出：注浆成型的气孔层次感较明显，这主要是注浆成型过程中随着壁厚的增加，坯体内层因石膏模型的毛细管作用力减弱而致。

1．3干压成型法

这是将粉料采用机械压力强制压人模内的一种成型方法。其工艺流程为：配料→湿磨→喷雾造粒→干压成型→烧成→磨加工→成品。干压成型的优点是操作简单、方便、周期短、工效高、产品精度高、产量大，机械强度和电性能也较好。缺点是设备投资大，只能生产形状较为简单而

又扁平的产品。对模具要求很高而且损耗大。干压成型的操作如图5所示。

从图中可以看出：干压的主要问题是对于较高的制品存在纵横压力的差异。如果采用双向加压法成型，由于受压方向的局限性和压力传递的影响，在制品的中间部位也存在着压力小、收缩较大，密度较低的缺陷。因此也不很适宜用来制作中大型陶瓷真空管壳。其烧后产品如图6所

示。由于受加压方式或作用力方向以及配料流动性的影响，局部气孔仍然存在，层次感也较明显，但总体烧结程度及气孔状况较前两者要好。

1．4等静压成型法

它是一种先进的成型方法，是利用液体介质不可压缩性和均匀传递性的特点来完成的。适合于制作产品性能要求高、壁厚、件大、一致性好的制品。其工艺流程为：配料→湿磨→喷雾造粒→等静压成型→半成品加工→烧成→磨加工→成品。等静压成型的优点是各向性能一致性好，半成品强度高，环境污染少。缺点是设备投资大，工效低，形状简单，模具制作周期长、工模夹具多。等静压成型是目前国际上采用最多的一种用来制作陶瓷真空管壳的成型方法。如图7所示。

从图中可以看出：等静压成型最显著的特点是由于液体介质受压后各个方向的压力处处相等，各向压力传递到粉体中，使得坯体各向均匀受压致密。烧后产品如图8所示。烧结后的制品密

度大、均匀性好、气孔率少，无论从产品的哪个部位进行理化分析，其各项性能指标的一致性是

其他成型方法所不能比拟的。从而带来理化电等各项性能测试结果的可信度高，制品的机械强度、电气性能等一系列指标的稳定性好。

2结论

综上所述，成型方法的不同，不仅关系到制作产品的模具、操作的简单程度、产量、工效等直观的效果，更主要的是对制品本身各项性能指标的影响。单从外表或用简单的操作手段是不能

直接分辨出其材质的优劣，而在实际应用中或经过长时间的存放就能体现出其品质的好坏。

参考文献

[1]钦征骑．新型陶瓷材料手册．江苏：江苏科学技术出版社．1996．

陶瓷真空管壳废品分析

陶瓷真空管壳在当前的电力电子工业生产中得到了广泛应用，如用作高频大功率电子管、电真空管开关、X—光管等外壳。玻璃是最早用作电子管管壳的材料，但是玻璃的介质损耗大，并且介质损耗随温度的升高增高得较快，所以用玻璃作电子管的管壳，即使电子管的功率较

低，如果工作频率超过2000MH2就有软化或爆破的危险。目前高功率的各种电子管管壳多采用95Al203陶瓷制作。95Al203陶瓷机械强度高、绝缘性能好、高频损耗小、耐电强度高、耐高温、抗热震；用它制成的电子管在排气时除气温度可以比玻璃管壳的电子管高得多，除气比较彻底，特别适于制作在较高频率及较高温度下使用的高功率电子管的管壳。

陶瓷真空管壳的成型方法主要有等静压成型、热压铸成型和冷浇铸成型，其中热压铸成型法在我国是采用最早的成型工艺。80年代初期，等静压成型法在我国得到了应用。该法生产的陶瓷真空管壳具有密度高、无气孔等优点，目前国内有越来越多的厂家采用该法。

由于陶瓷真空管壳的使用条件比较特殊，对产品的各项技术性能要求较高，因此国家对这类产品的检验专门制定了标准。如果对出现的废品进行归类，分析产生的原因从而改进原有的生产工艺，将会提高产品的成品率、增加经济效益。

2陶瓷真空管壳废品种类

陶瓷真空管壳从原料到成品要经过配料、球磨、造粒、成型、生坯加工、烧成、上釉、釉烧等工序，很容易因各工序控制不严或操作不当而造成废品。一般造成废品的原因有生烧、尺寸不符、开裂、颜色发黄、斑点、缺损、划痕、粘粉和釉面缺陷等。

3常见废品的原因及改进措施

3．1生烧

按国标规定，陶瓷真空管壳烧成后要进行透液性试验，以判断产品是否完全烧结。如果产品整体或局部吸红，该产品生烧。造成生烧的主要原因有二个：一是配方设计不当或配料失误；二是坯体烧成温度偏低，保温时间不足，窑内温差较大等。另外，氧化铝原料粒径大、球磨时间短也会造成生烧。改进措施是设计合理的配方及烧成温度曲线，选用粒径合适的氧化铝原料。

3．2尺寸不符

陶瓷真空管壳在装配时对尺寸要求较严，因此尺寸检验是重要的一环。尺寸不符有以下两种情况。

3．2．1尺寸整体偏大或偏小

产生的原因是成形时原料的收缩比例没有控制好，造成生坯的整体尺寸偏大或偏小，烧成后产品尺寸整体偏大或偏小。

3．2．2产品变形

变形的情况多为扁口、失圆、歪斜。引起变形的原因有：