[发明专利]一种玻璃灯管连续式精密控制退火技术

说明书

技术领域

本发明属于电光源技术领域，涉及一种玻璃灯管的热处理方法，具体涉及一种玻璃灯管连续式精密控制退火方法。

背景技术

玻璃是热的不良导体，当玻璃被加热或冷却时，将经受剧烈的不均匀的温度变化，在玻璃内部产生相当大的温度差。加热时直接受热的玻璃表面温度高，间接受热的玻璃内部温度低，这时温度高的受热玻璃外层力求膨胀向四周扩张。而内层因为温度低，膨胀得没有外层那么多。这样，外层玻璃将因内层玻璃膨胀不够而给内层玻璃一张力，要使内层玻璃跟着自己一起膨胀，而内层玻璃则因外层玻璃膨胀过度，将给外层玻璃一压力，以抑制外层玻璃的膨胀。玻璃内部这一对因各处膨胀不一致而带来的作用力，就是玻璃内部的应力——张应力与压应力，应力大到一定程度可以导致玻璃爆裂。

玻璃管的热膨胀系数较大，在灯管吹制过程中，火焰加热玻璃管或冷却玻璃存在一转化温度，它是指玻璃的粘度为10^13.4泊时的温度。当加热玻璃至转化温度上时，随着加热时间的增加，玻璃的温度将继续上升，内外层间的温度差亦将逐步缩小，温度将趋于一致，应力就会消除。在玻璃冷却时，若限制冷却速度，使冷却时间延至足够长，玻璃内部的温度亦会逐步趋于一致，应力也会消失。这种随温度梯度的存在而存在，随温度梯度的消失而消失的应力，称为暂时应力。玻璃管的热膨胀系数较大，在灯管吹制过程中，火焰加热玻璃管或冷却的速度过快，在玻璃管内可造成较严重的应力。这种因温度的差异而在玻璃管内部产生的内应力称为热致应力。因此，玻璃灯管在热成型加工之后，如不进行退火消除内部应力，在使用时就会发生爆裂。

所谓退火，就是将玻璃制成品再加热至玻璃的转化温度以上，然后缓慢冷却，使玻璃灯管的内部和外层温度同时降低到转化温度以下的工艺过程。玻璃的退火是一个热处理的过程。它包括升温、保温、慢冷及快冷四个阶段。其中慢冷阶段最为重要。

在用玻璃灯管制作气体放电光源过程中，由于使用高温火焰将玻璃灯管和电极的接触面烧熔粘接接在一起，因此接触面和其周围部位经受了剧烈的温度变化和形状变化，这种二次热加工在玻璃管中也会产生应力，这种应力会降低玻璃的强度和热稳定性，由于应力的存在，如不进行退火处理，则一定会引起玻璃制品的爆裂，严重者当即发生爆裂，不严重者往往是在玻璃灯工作期间受温差变化或雨水等条件影响发生爆裂。因此，加工工程中一定要进行严格的退火处理，提高灯管的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种玻璃灯管连续式精密控制退火方法，通过凹形槽通道式退火炉六温区连续式精密控制快速退火消除应力技术，彻底消除了玻璃管中二次加工的应力，增强了玻璃管自身抗风压性，寒暑性、冲击性，改善了玻璃管的塑性和韧性，使物理性能发生改变，分子结构更加均匀化，有效地解决了玻璃灯管发生自行爆裂的现象。

本发明所采用的技术方案是，一种玻璃灯管连续式精密控制退火方法，该技术采用凹形槽通道式退火炉，通过传输带对玻璃灯管的进出炉以六温区精确控制加工的速度，以匀速对玻璃灯管局部进行退火处理；玻璃管摆放间隔为1cm，所述的六温区分为：预热区、升温区、高温区、降温一区、降温二区、自然降温区。

六温区温度分别设定为：预热区：50～278℃，升温区：278～480℃，高温区：480～455℃，降温一区：455～268℃，降温二区：268～165℃，自然降温区：165～50℃。

本发明所述的玻璃灯管连续式精密控制玻璃灯管退火时间为56分钟，16个时间段，进入六温区的时间分别控制为：

进入预热区为2个时间段，从0～7分钟；

进入升温区为3个时间段，从7～17.5分钟；

进入高温区为3个时间段，从17.5～28分钟；

进入降温一区为3个时间段，从28～38.5分钟；

进入降温二区为2个时间段从38.5～45.5分钟；

进入自然降温区为3个时间段，从45.5～56分钟。

本发明所述的玻璃灯管连续式精密控制退火方法，其特征还在于，

所述的六温区，除自然降温区外，退火炉各温区均采用电热石英管加热。

由于对玻璃灯管热处理的温度和时间进行精确控制，有效地去除了玻璃灯管中的热应力和残余应力，提高了玻璃灯管的力学强度、抗冷热性能和抗冲击能力，有效地解决了玻璃灯管发生自行爆裂的现象。

采用连续式精密控制退火一次性加工成型，提高了玻璃灯管承载能力，增强了玻璃灯管自身抗风压性、寒暑性、冲击性，同时损耗率明显降低；在提高产能和成品率的同时，大大降低了生产成本，提高了企业的经济效益。

附图说明