CN101121572B - 模造玻璃模仁及其再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模造玻璃模仁及其再生方法，该模仁包含有一底材，一第一中介层，设于该底材表面，由钛或其它不易被侵蚀的合金材质所制成，一保护膜，设于该第一中介层表面，由钼合金所制成，而模仁的再生方法是以侵蚀方式除去保护膜而不损伤第一中介层及底材，再重镀该保护膜而获致模仁再生的效果，可有效降低模仁的制作成本，并仍可达到高精度玻璃模造镜片所使用的模仁标准。

Description

模造玻璃模仁及其再生方法

技术领域

本发明涉及一种模造玻璃(Molding Glass)的模仁(Molding Die)及其再生方法。

背景技术

公知模造玻璃模仁的结构至少包含一底材与设于底材表面的一保护膜，或于底材与保护膜之间增设用以增加保护膜附着性或为求加工、成形容易的一中介层(Buffer Layer)。底材的构成材质包括不锈钢、碳化硅和碳化钨(Tungsten Carbide，WC)等，而保护膜的材质一般包括非晶质碳、碳化硅或氮化硅等硬质陶瓷、贵金属镀膜等，贵金属镀膜是如以铂铱合金(Pt-Ir)系列的贵金属合金，或以铱(Iridium，Ir)或钌(Ruthenium，Ru)为合金成份的贵金属合金，或在铱铼合金、铱钌合金系列的贵金属保护膜中再添如氮化铬(CrN)、氮化钽(Tantalum Nitride，TaN)、其它氮化物或氧化铝等陶瓷成分。

其次，模造玻璃模仁的制作、设计基本上须考虑到下列几点：(1)离型性：避免与玻璃产生反应、黏附现象；(2)足够的硬度与机械强度：以成形玻璃并避免表面刮伤；(3)高温稳定性：避免在模造气氛中发生分解现象与气氛反应；(4)耐热冲击性：以忍受模造过程中的热循环；(5)可加工性：以加工形成特定光学面并考虑加工时间与成本；及(6)模仁寿命：延长模仁寿命可降低成本。

实际制作模仁时，因公知模仁都具有一层含贵金属成份的保护膜，且其制程使用溅镀法制作，致所用靶材为价格高昂的贵金属，造成制作成本提高很多，极不利于市场竞争。再者，当保护膜受损时必须以精密加工方式去除后才能再次披覆保护膜达到再生的功能，而其所增加的加工成本与制作新模仁相差无几。

公知模仁的再生技术主要应用于含碳保护膜，以电浆蚀刻(plasma etching)将含碳膜氧化后得到模仁表面再生，且蚀刻过程中会将含碳膜下的含硅中介层同时氧化而需要额外的抛光处理。又，或是利用贵金属较不受侵蚀的钝性，在模仁底材上以贵金属或其合金为中介层，表面披覆硬质陶瓷薄膜为保护膜，当保护膜受损时以酸或碱去除，而留下贵金属或其合金的中介层，接续再次披覆保护膜而得到再生，然而仍需使用昂贵的贵金属合金。

发明内容

本发明的主要目的即在提供一种可解决前述缺点的模造玻璃模仁及其再生方法，其制作成本低，但仍可符合高精度玻璃模造镜片所使用的模仁要求。

为达成前述目的，本发明提供一种模造玻璃模仁及其再生方法，该模仁包含有一底材，一第一中介层，设于该底材表面，由钛或其它不易被侵蚀的合金材质所制成，一保护膜，设于该第一中介层表面，由钼合金所制成，而模仁的再生方法是以侵蚀方式除去保护膜而不损伤第一中介层及底材，再重镀该保护膜而获致模仁再生的效果，可有效降低模仁的制作成本，并仍可达到高精度玻璃模造镜片所使用的模仁标准。

本发明所提供的模造玻璃模仁可大大降低制造成本，但仍符合高精度玻璃模造镜片所使用的模仁的要求，在同技术领域中需推动量产时，确具可行性及竞争力。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的组合示意图；

图2是本发明另一较佳实施例的组合示意图；

图3是本发明一较佳实施例模造玻璃模仁的再生方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

首先，如图1所示，本发明一较佳实施例的模造玻璃模仁10，包含一底材12，是以碳化钨(WC)为主的超硬合金材质制成，一第一中介层14，以溅镀法溅镀于该底材12表面，由钛(Ti)或钽(Ta)或其中之一的合金材质制成，其厚度可为0.1～0.25微米，一保护膜16，以溅镀法溅镀于该第一中介层14表面，由钼(Mo)与钌(Ru)金属合金材质制成，其中钼(Mo)占35％～70％，且该保护膜20的厚度范围为0.1～1.0微米(μm)之间，其表面并设有一模造面22，是一凹槽，用以作为模造玻璃之用。又，该第一中介层14可增加保护膜16与底材12的附着性，借以延长模仁10的使用寿命。

以下，就以硝酸铈铵酸性溶液为侵蚀液，测试对碳化钨底材上所镀的不同金属材质保护膜的侵蚀能力，结果如下表：

                    表1

上表中，*[Ce]表示(NH₄)₂Ce(NO₃)₆，HNO₃为硝酸，HAc为醋酸。

由上可知，采用Mo、Re、Ni、Cr等材质的保护膜层在含有(NH₄)₂Ce(NO₃)₆的酸液下可以被侵蚀，且同时会侵蚀底材的碳化钨。侵蚀液对Ru的侵蚀能力较低，在约0.2微米的厚度下需要30分钟才会侵蚀完成。对Ti、Ta的测试即使超过30分钟仍未被侵蚀，因此，采用Ti、Ta材质的第一中介层14可有效保护碳化钨底材12。

其次，下表是显示模造玻璃模仁的侵蚀现象：

                    表2

由此测试结果可知，Mo-Ru保护膜与Cr或Ni中介层得以被侵蚀，但是碳化钨底材也同时被侵蚀，侵蚀的作用未能停止。其原因是表面保护膜的成分为Mo-Ru合金，其结构则为Ru与Mo5Ru3、Mo等相，如前例可知Ru受侵蚀程度远比Mo、Cr、Ni小，因此侵蚀路径是经由含Mo的相结构渗入第一中介层，而第一中介层的受侵蚀性高，因而在表面保护层未完全被侵蚀前，侵蚀液已经与碳化钨底材接触造成严重的侵蚀现象。而在No.25～No.27的实验中则显示Ti第一中介层可以有效阻绝侵蚀液与碳化钨底材接触，仍旧可以维持镜面，可由测试前后的粗度得知。

如图2所示，是本发明再一较佳实施例的模造玻璃模仁30，其结构大体上与该模造玻璃模仁10相同，不同处在于其第一中介层32与保护膜34之间更设有一第二中介层36，系由铬、钼、铼、镍或其中之一易于被侵蚀的合金材质所制成，其厚度为0.1～0.2微米，用以可缩短侵蚀时间。

下表是显示内含二层中介层结构的模造玻璃模仁的侵蚀现象：

                    表3

另外，如图3所示，本发明模造玻璃模仁的再生方法，就该模造玻璃模仁10而言，主要是以侵蚀方式(以含有(NH₄)₂Ce(NO₃)₆的酸液侵蚀，如醋酸或硝酸)除去保护膜16而不损伤第一中介层14及底材12，再以溅镀法重镀该保护膜16即可获致模仁10再生的效果。而就模造玻璃模仁30而言，主要是以侵蚀方式除去保护膜34及第二中介层36而不损伤第一中介层32及底材38，再以溅镀法重镀该保护膜34及第二中介层36即可获致模仁30再生的效果。

由上可知，本发明所提供的模造玻璃模仁可大量降低制造成本，但仍符合高精度玻璃模造镜片所使用的模仁的要求，在同技术领域中需推动量产时，确具可行性及竞争力。

Claims (10)

1.一种模造玻璃模仁，包含有：

一底材；

一第一中介层，设于该底材表面，由钛或其它不易被侵蚀的合金材质所制成；以及

一保护膜，设于该第一中介层表面，由钼合金所制成；

所述保护膜的成分还包括钌或铼，所述保护膜的成分中钼为35％～70％，所述保护膜的厚度为0.1～1微米。

2.根据权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于，所述底材是由碳化钨合金材质制成。

3.根据权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于，所述第一中介层的厚度为0.1～0.25微米。

4.根据权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于，所述第一中介层是由钛或钽或其中之一的合金所制成。

5.根据权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于，所述第一中介层与保护膜之间更设有一第二中介层，是由铬或其它易于被侵蚀的合金材质制成。

6.根据权利要求5所述的模造玻璃模仁，其特征在于，所述第二中介层是由铬、钼、铼、镍或其中之一的合金材质所制成。

7.根据权利要求5所述的模造玻璃模仁，其特征在于，所述第二中介层的厚度为0.1～0.2微米。

8.一种权利要求1所述的模造玻璃模仁的再生方法，是以侵蚀方式除去保护膜而不损伤第一中介层及底材，再重镀该保护膜而获致模仁再生的效果，其中，所述侵蚀方式为以侵蚀溶液侵蚀所述保护膜，所述侵蚀溶液是含有(NH₄)₂Ce(NO₃)₆的酸液。

9.一种权利要求5所述的模造玻璃模仁的再生方法，是以侵蚀方式除去保护膜及第二中介层而不损伤第一中介层及底材，再重镀该保护膜及第二中介层而获致模仁再生的效果，其中，所述侵蚀方式为以侵蚀溶液侵蚀所述保护膜，所述侵蚀溶液是含有(NH₄)₂Ce(NO₃)₆的酸液。

10.根据权利要求8或9所述的模造玻璃模仁的再生方法，其特征在于，所述酸液是醋酸或硝酸。 

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