电子烟加热部件的制备方法及电子烟加热部件与流程

1.本发明涉及加热器件领域，特别是涉及电子烟加热部件的制备方法及电子烟加热部件。


背景技术：

2.电子烟作为传统香烟的替代品之一，在市面上具有较广的受众，电子烟从产生至今，针对它的深入研究开发工作就从未止步，其中对于电子烟的导热和安全问题更是备受关注。
3.目前使用的电子烟大多包括电源装置、加热部件及控制器，市面上的加热部件一般包括由陶瓷材料制成的发热片，该发热片呈薄片状，陶瓷发热片的表面印刷有丝印电阻/发热电阻，电阻的两端再与电源装置连接。使用时，将发热片插入烟支中，开启电源开关，电阻通电发热并将产生的热量传递给陶瓷材料制成的主体，然后再传递到烟支，以将烟支中的香气蒸发出来，供人吸食。
4.上类加热部件存在诸多问题，其中包括：1.由于电阻的表面涂布保护釉层，在替换烟油管的过程容易在插拔过程中损坏该加热部件并在高温环境下析出重金属；2.陶瓷基片是隔热材料，热传导速率低，热熔大，所以加热速度相对慢，用户使用需要较长的等待时间，使用感受不佳；3.工艺复杂，容易导致电阻脱落或导电不良。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种导热路径缩短及更加安全耐用的电子烟加热部件的制备方法及电子烟加热部件。
6.本发明是通过以下的技术方案实现的：
7.一方面，保护电子烟加热部件的制备方法，包括以下步骤：制作具有收容槽的阀金属壳；采用蚀刻工艺，腐蚀阀金属板得到发热片，发热片包括发热部和电导部；通过微弧氧化技术，使收容槽内表面或发热片外表面附着陶瓷膜；将发热部置于收容槽内，且所述电导部至少部分露置于所述阀金属壳外，以使得所述发热片与所述阀金属壳被所述陶瓷膜分隔；对电导部进行镭雕处理，得到电极；制作具有线脚的座体，焊接电极与线脚。
8.在本发明的至少一个实施例中，微弧氧化技术具体通过以下步骤实现，配置电解液，所述电解液为：浓度为12g/l-19g/l的硅酸钠溶液、浓度为2g/l-8g/l氢氧化钠溶液和浓度为4g/l-8g/l的成膜添加剂组成的混合溶液；将所述收容槽内表面或所述发热片外表面浸入电解液；在电流密度1.6a/dm
3-2.4a/dm3、终止电压320v-380v、频率800hz-1200hz的条件下进行微弧放电，使所述收容槽内表面或所述发热片外表面生长出所述陶瓷膜。
9.在本发明的至少一个实施例中，所述成膜添加剂为氟化钾、氟化钠或者柠檬酸钠。
10.在本发明的至少一个实施例中，制作具有收容槽的阀金属壳的步骤具体包括：通过蚀刻工艺制成第一壳体和第二壳体，焊接第一壳体与第二壳体，以得到阀金属壳。
11.在本发明的至少一个实施例中，收容槽开设在第一壳体上，第一壳体沿收容槽的
外缘与第二壳体通过压焊方式连接。
12.在本发明的至少一个实施例中，第一壳体的长度为l1，第二壳体的长度为l2，l1和l2满足：l1》l2，以使得至少部分电极露置于阀金属壳外。
13.在本发明的至少一个实施例中，制作具有线脚的座体的步骤中包括制作限位架，通过限位架固定第一壳体、电极和线脚。
14.在本发明的至少一个实施例中，制作具有收容槽的阀金属壳的步骤还具体包括：在第一壳体、第二壳体和限位架上开设隔热孔，并在第一壳体上开设隔热槽。
15.在本发明的至少一个实施例中，对阀金属壳进行抛光处理及烤蓝处理，烤蓝处理在400℃-500℃的温度下进行。
16.在本发明的至少一个实施例中，完成焊接电极与线脚的步骤后进行模内注塑。
17.在本发明的至少一个实施例中，所述阀金属壳和所述阀金属板均为钛合金。
18.另一方面，本发明还保护一种电子烟加热部件，采用上述任一实施例中电子烟加热部件的制备方法进行制备。
19.与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
20.阀金属壳作为本发明的加热部件的外壳与外部的烟丝等接触，增加了整体的强度，防止在加热部件插入烟支的过程中由于强度不足导致弯折断裂的现象。此外，通过微弧氧化技术形成的陶瓷膜，既实现了阀金属壳与发热片之间的绝缘，又因为其厚度较薄能保证发热片产生的热量快速传输给阀金属外壳，缩短了用户的等待时间，并提升了用户的使用体验。同时，陶瓷膜的厚度较薄且直接附着在收容槽的内表面或发热片的外表面上，相比现有技术，无需另外增材设置绝缘夹层，简化了结构并便于生产加工。总之，本发明提供的发热机构整体结构简单且制备工艺精简，具有较高的实用性，便于大批量生产加工。
附图说明
21.以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：
22.图1为本发明具体实施例中阀金属板上得到的第一壳体的示意图；
23.图2为本发明具体实施例中阀金属板上得到的发热片的示意图；
24.图3为图2中a处的结构放大示意图；
25.图4为本发明提供的具体实施例中第一壳体的结构图；
26.图5为本发明提供的具体实施例中第二壳体的结构图；
27.图6为本发明提供的具体实施例中第一壳体与发热片的组装示意图；
28.图7为本发明提供的具体实施例中发热片装入阀金属壳后组装线脚与限位架的过程状态图；
29.图8为本发明提供的具体实施例中发热片装入阀金属壳后完成组装线脚与限位架的组装示意图；
30.图9为本发明提供的具体实施例中加热部件的分解说明图；
31.图10为本发明提供的具体实施例中加热部件的整体装配示意图；
32.图11为本发明提供的电子烟加热部件制备方法的步骤流程图；
33.图12为本发明提供的具体实施例中制备陶瓷膜的步骤流程图。
34.附图标记如下：
35.阀金属壳100、第一壳体110、收容槽111、隔热槽112、第二壳体120；
36.发热片200、发热部210、电导部220、电极221；
37.陶瓷膜300；
38.线脚410、限位架420、第一限位盖421、第二限位盖422、限位柱423、基座430；
39.隔热孔500。
具体实施方式
40.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.一方面，本发明提出了一种电子烟加热部件的制备方法，如图11所示，至少包括如下步骤：
42.步骤s1110，制作具有收容槽111的阀金属壳100。
43.需要说明的是，该阀金属壳100包括常见的一体铸造而成的壳体，也包括由若干壳体组合而成的壳体，而组合式的阀金属壳100可以包括如图1、4、5中所示的壳体。
44.步骤s1120，采用蚀刻工艺，腐蚀阀金属板得到发热片200，发热片200包括发热部210和电导部220。
45.可以理解的是，该方式得到的发热片200为一体式结构，结构简单，并且也不容易在后续使用中发生电路问题和断折问题；通过微弧氧化技术，使收容槽111表面或发热片200表面附着陶瓷膜300，该陶瓷膜300紧密附着在收容槽111或者发热片200的表面，减轻了重量的同时能够实现发热片200与外界的绝缘，并相比现有的在陶瓷基体上印刷电阻的加热部件而言，加快了发热片200到阀金属壳100之间的导热速度，使得使用者能够快速进行吸食，此外还消除了陶瓷基体高脆易断裂的问题，提升了使用者的口感，并延长了加热部件的使用寿命。
46.步骤s1130，如图6、9所示，将陶瓷膜300附着在发热片200上或收容槽111的表面。
47.步骤s1140，将发热部210置于收容槽111内，且电导部220露置于阀金属壳100外，以使得发热片200与阀金属壳100被陶瓷膜300分隔。
48.需要说明的是，该陶瓷膜300的厚度仅在几微米到几十微米之间，厚度较小即能直接形成绝缘层。通过陶瓷膜300的设置，避免了加热部件在使用过程中出现漏电现象，另外也无需如现有技术中通过另外设置绝缘夹层来实现，无需增材，结构简单同时也易于加工实现。
49.步骤s1150，对电导部220进行镭雕处理，得到电极221。
50.需要说明的是，镭雕处理能够去除电导部220表面的附着物，同时在保证陶瓷膜300附着在电导部220的情况下，也能够去除电极221上的陶瓷膜300，保证电极221能与其他部件实现电性连接。
51.步骤s1160，制作具有线脚410的座体，并焊接电极221与线脚410，该线脚410与外部的电源装置连接，从而通过电极221使发热部210加热烟丝，以供使用者吸食。
52.需要说明的是，本发明中所涉及的“阀金属壳100”和“阀金属板”，其中“阀金属”是指包括铝、镁、钛及其合金在内的金属物质。阀金属可进行阳极化处理，阳极氧化后能在其表面均匀生成一种与氧化膜厚度有关的干涉色的金属。具体而言，以阀金属为正极，在其表面用电化学的方法形成氧化膜作为介质，用液体或固体(或半导体)等电解质作为负极，并紧密接触于氧化膜介质，用另一金属作为负极引出的电容器称为电解电容器。
53.阀金属在电解质溶液中，通过外施阳极电流使其表面形成氧化膜的一种材料保护技术又称微弧氧化技术。微弧氧化技术具体是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁等金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜300的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜300，达到强化工件表面的目的。
54.微弧氧化技术的突出特点是：
55.1.大大提高了材料的表面硬度，显微硬度在1000hv至2000hv，最高可达3000hv，可与硬质合金相媲美，大大超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度。
56.2.良好的耐磨损性能。
57.3.良好的耐热性及抗腐蚀性。这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点，因此该技术有广阔的应用前景。
58.4.有良好的绝缘性能，绝缘电阻可达100mω(兆欧姆)。
59.5.溶液为环保型，符合环保排放要求。
60.6.工艺稳定可靠,设备简单。
61.7.反应在常温下进行，操作方便，易于掌握。
62.8.基体原位生长陶瓷膜300，结合牢固，陶瓷膜300致密均匀。
63.针对本发明，微弧氧化技术的主要用途是耐高温绝缘，能在长时间200℃-380℃的工作环境下正常工作，形成绝缘强度接近100mω的陶瓷膜300。
64.在本发明的一个实施例中，如图12所示，微弧氧化的具体工艺方法如下：
65.步骤s1210，配置电解液，所述电解液为：浓度为12g/l-19g/l的硅酸钠溶液、浓度为2g/l-8g/l的氢氧化钠溶液和浓度为4g/l-8g/l的成膜添加剂组成的混合溶液。
66.需要说明的是，电解质溶液的配方中，浓度为12g/l-19g/l的硅酸钠溶液作为主盐；浓度为2g/l-8g/l的氢氧化钠溶液作为ph调节剂；成膜添加剂(氟化物)4g/l-8g/l。也就是说，电解质溶液的配方按照含量百分比计包括：
67.硅酸钠溶液：1.2％-1.9％
68.氢氧化钠溶液：0.2％-0.8％
69.成膜添加剂：0.4％-0.8％
70.本发明中，成膜添加剂可以是氟化钾、氟化钠或者柠檬酸钠，具体此处不做限定。
71.步骤s1220，将收容槽111内表面或发热片200外表面浸入电解液；
72.步骤s1230，在电流密度1.6a/dm
3-2.4a/dm3、终止电压320v-380v、频率800hz-1200hz的条件下进行微弧放电，使收容槽111内表面或发热片200外表面形成陶瓷膜300。
73.可以理解的是，发热片200或阀金属壳100进行微弧氧化处理后，还需使用中性超声波清洗液进行清洗和在80℃以上温度水煮。这样，发热片200或阀金属壳100上经微弧氧
化处理后会生成一层氧化物的陶瓷膜300，同时，附着在发热片200或阀金属壳100表面的氧化物的陶瓷膜300上会产生一些细微的小孔。然后，对附着有氧化物的陶瓷膜300的发热片200或阀金属壳100进行烘干，高温烘干后这些小孔就会被封闭，也即小孔消失，接着再进行后续的装配步骤。
74.需要说明的是，发热片200或阀金属壳100表面生成的氧化物(也称封闭材料)可以是氧化铝，也可以是纳米级氧化钛，具体此处不做限定。而生成的氧化物的种类则视发热片200或阀金属壳100的金属种类而定。本实施例中，发热片200或阀金属壳100表面生成的可以是纳米级氧化钛，生成的氧化物种类不同，则电解液的配方将有所不同。
75.由上可知，在制备过程中，只需将得到的发热片200或阀金属壳100在弧光放电产生的瞬时高温高压作用下，放入电解液组分中即可得到该附着的陶瓷膜300。通过本发明的微弧氧化技术，无需如现有技术中另外喷涂或者设置绝缘夹层进行增材，操作方便，且最终得到的加热部件结构简单，方便大批量加工生产。
76.阀金属壳作为本发明的加热部件的外壳与外部的烟丝等接触，增加了整体的强度，防止在加热部件插入烟支的过程中由于强度不足导致弯折断裂的现象。此外，通过微弧氧化技术形成的陶瓷膜，既实现了阀金属壳与发热片之间的绝缘，又因为其厚度较薄能保证发热片产生的热量快速传输给阀金属外壳，缩短了用户的等待时间，并提升了用户的使用体验。同时，陶瓷膜的厚度较薄且直接附着在收容槽的内表面或发热片的外表面上，相比现有技术，无需另外增材设置绝缘夹层，简化了结构并便于生产加工。总之，本发明提供的发热机构整体结构简单且制备工艺精简，具有较高的实用性，便于大批量生产加工。
77.在本发明的其中一个实施例中，如图1-6及9所示，阀金属壳100由第一壳体110和第二壳体120焊接而成，结构简单，易于大批量的生产加工。
78.在本发明的其中一个实施例中，制作具有收容槽111的阀金属壳100的步骤具体包括，第一壳体110与第二壳体120均通过蚀刻工艺制成，即第一壳体110、第二壳体120和发热片200均能够在阀金属板上通过蚀刻工艺与切割技术配合获得，这样就可以制成阀金属壳100。如图1-3所示，其中第二壳体120的制作工艺与第一壳体110相同，省略不进行展示。应用该实施例的技术，制作的原材料容易获得，也降低了技术门槛，同时相比其他方式得到的加热部件，体积也较小，重量也较轻，更加适用于电子烟便于携带的特性要求。
79.在本发明的其中一个实施例中，如图1、6、9所示，收容槽111开设在第一壳体110上，第一壳体110沿收容槽111的外缘与第二壳体120通过压焊方式连接，保证了第一壳体110与第二壳体120稳定连接，同时实现热能量的高效传导。
80.优选地，第一壳体110和第二壳体120用于装载发热部210一侧的外端部设置呈剑状，以便于插入烟支内部。
81.在本发明的其中一个实施例中，如图4、5、9所示，通过使第二壳体120短于第一壳体110，从而使电极221至少部分露置于阀金属壳100外，具体可参照附图中所示的，第一壳体110的长度为l1，第二壳体120的长度为l2，此种设置一方面限定了电路的传输路径，一方面第一壳体110也对发热片200进行支撑，便于限位架420进行稳定连接，同时，相比现有的技术中电极221连接方式，本发明此种的连接方式也更加节省了空间，更加适用于电子烟便于携带的特性要求。
82.在本发明的其中一个实施例中，如图4、5、9所示，制作具有线脚410的座体的步骤
具体包括，制作限位架420，而座体包括线脚410和限位架420，第一壳体110、电极221和线脚410通过限位架420固定，因第一壳体110长于第二壳体120，使得第二壳体120在限位架420固定连接处实现自然避空，方便限位架420实现第一壳体110、电极221和线脚410的快速安装。
83.在本发明的其中一个实施例中，如图7-9所示，限位架420包括相向插接的第一限位盖421和第二限位盖422，该第一限位盖421上设置有限位柱423，该限位柱423穿过第一壳体110、发热片200、线脚410并与第二限位盖422插合，促使本发明的加热部件能快速组装并实现稳定连接。
84.在本发明的其中一个实施例中，如图4-9所示，制作具有收容槽111的阀金属壳100的步骤还具体包括，在第一壳体110、第二壳体120和限位架420上均开设有隔热孔500，第一壳体110上还开设有隔热槽112。由图9可知，该隔热孔500和隔热槽112均设置在电导部220上。具体地，隔热孔500还设置在第一壳体110、第二壳体120上，设置于供限位柱423穿过的各孔位的中部，从而使各孔分布均匀合理，隔热孔500和隔热槽112用于形成热绝缘，减少位于电导部220一侧的发热片200产生的热损失。
85.在本发明的其中一个实施例中，如图9、10所示，座体还包括基座430，将线脚410插接在基座430内，便于组装。当然，本领域技术人员也可以根据实际需要选择卡箍连接或其他的快速连接方式。
86.在本发明的其中一个实施例中，对阀金属壳100进行抛光处理及烤蓝处理，该抛光方式可以是砂纸抛光，例如可以依次用600号砂纸和1000号砂纸对阀金属壳100进行抛光，还可以采用抛光机抛光的方式进行处理，以使得外观平整没有夹层，而烤蓝处理应在400℃～500℃的温度下进行，此外，阀金属壳100周边焊点也可以采用砂纸进行摩擦抛光，以提升阀金属壳100的整体外观美感。
87.在本发明的其中一个实施例中，焊接电极221与线脚410后还需将整体置于成型模具中用耐高温塑料材料进行模内注塑，从而得到加热部件的整体。
88.优选地，阀金属壳和阀金属板均为钛合金，因钛金属作为阀金属之一，还具有强度高、密度小、耐蚀性好、耐热性高的特点，运用钛合金制作的电子烟加热部件较为轻便，便于手持，且综合性能好，能够具有较长的使用寿命。
89.另一方面，本发明提出一种电子烟加热部件，采用上述任一实施例中电子烟加热部件的制备方法进行制备。任何通过以上制备方法得到的加热部件均属于本发明的保护范围。
90.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。对于未在技术方案中具体列出的质检环节，以及标注电阻值及雕刻型号的步骤，属于电子烟加热部件的制备过程中常见的步骤，不再一一穷举。