CN102408235A - 一种玻璃成型模具的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃成型模具的制备方法，具体步骤为：（1）、混合：将一定比例的碳化硅、碳源以及添加剂采用湿式混合，所述溶剂采用有机溶剂；（2）、预烧：将混合后的材料在惰性气体气氛下于200~1000℃下进行预烧；（3）、造粒成型：对预烧后的混合物进行造粒成型形成需要的成型体；（4）、烧结：对成型体在惰性气氛下或真空下于1800~2200℃采用热压法进行烧结；（5）成品。本发明的玻璃成型模具具有优良的耐磨损性，与玻璃的反应性小，脱模性良好，光滑度高，即使长期反复使用也不会引起模具的表面皲裂或脱模不良，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明公开了一种玻璃成型模具的制备方法。
背景技术
玻璃产品的模压成型制程，特别是制造光学玻璃产品，如非球面玻璃透镜、球透镜、棱镜等，采用直接模压成型技术可直接生产光学玻璃产品，无需打磨、抛光等后续加工步骤，可大大提高生产效率及产量，且产品质量好。但直接模压成型法对于模具的化学稳定性、抗热冲击性能、机械强度、脱模性能等要求非常高。模压成型技术的发展实际上主要取决于模具材料及模具结构的进步。对于模压成型的模具一般有以下要求：
1）、于高温时，具有很好的刚性、耐机械冲击强度及足够的硬度；
2）、于反复及快速加热冷却的热冲击下模具不产生裂纹及变形；
3）、于高温时模具表面与光学玻璃不发生化学反应，不粘附玻璃；
4）、不发生高温氧化；
5）、加工性能好，易加工成高精度及高表面光洁度的型面；
6）、模具寿命长，进而降低成本。
传统模具大多采用不锈钢或耐热合金作为模具材料，这种模具容易发生高温氧化，于反复热冲击作用下，会发生晶粒长大，从而模具表面变粗糙，黏结玻璃。
发明内容
针对上述缺陷，本发明目的是提供一种化学稳定性好、抗热冲击性能强、机械强度高、脱模性能佳的玻璃模具的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤为：
（1）、混合：将一定比例的碳化硅、碳源以及添加剂采用湿式混合，所述溶剂采用有机溶剂；
（2）、预烧：将混合后的材料在惰性气体气氛下于200~1000℃下进行预烧；
（3）、造粒成型：对预烧后的混合物进行造粒成型形成需要的成型体；
（4）、烧结：对成型体在惰性气氛下或真空下于1800~2200℃采用热压法进行烧结；
（5）成品。
在本发明的一种优选实施例中，所述添加剂为硼化合物、钛化合物中的一种。
在本发明的一种优选实施例中，所述碳源为煤焦沥青、酚醛树脂。
在本发明的一种优选实施例中，所述碳源的平均粒径为0.1~100μm。
在本发明的一种优选实施例中，所述有机溶剂为甲基乙基酮等酮类溶剂。
在本发明的一种优选实施例中，所述惰性气体为氮气。
在本发明的一种优选实施例中，所述成品中碳化硅的质量百分比为60~85%，碳为28%~38%，其余为杂质。
在本发明的一种优选实施例中，步骤（3）中所述成型方法可采用注射成型法。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）、采用优质碳源，提高预烧后的碳转化率；
（2）、采用惰性气氛下进行预烧和烧结程序，可使碳源充分转化为碳氮质，有效防止粒子的自由烧结以保持良好的分散性；
（3）、合理的原料比例，使得模具有良好的耐磨损性；
（4）、碳的石墨化度保持在适当的范围内，可使模具实现良好的强度和破坏韧性；
（5）、特定量的碳不仅使最后模具成品的脱模性优良，而且还能够确保充分的机械强度，有助于实现本发明的模具的耐久性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，本发明的制备方法为：
（1）、混合：将一定比例的碳化硅、碳源以及添加剂采用湿式混合，所述溶剂采用有机溶剂；
（2）、预烧：将混合后的材料在惰性气体气氛下于200~1000℃下进行预烧；
（3）、造粒成型：对预烧后的混合物进行造粒成型形成需要的成型体；
（4）、烧结：对成型体在惰性气氛下或真空下于1800~2200℃采用热压法进行烧结；
（5）成品。
对所得到的陶瓷烧结体构成的模具的内表面进行研磨，使其达到较高的光滑度，对于一般要求的玻璃模具，不进行研磨表面光滑度也可达到使用要求。所成型的模具相对密度可达到96%以上，更优良的可达到98%以上，所述模具与玻璃接触的部分平均粗糙度范围可达到1~100nm。用金刚石研磨后平均粗糙度范围可达到1~50nm。
本发明的玻璃成型模具具有优良的耐磨损性，与玻璃的反应性小，脱模性良好，光滑度高，即使长期反复使用也不会引起模具的表面皲裂或脱模不良，使用寿命长。
实施例一：
原料：碳化硅100份、平均粒径为0.1~100μm的煤焦沥青粉末，碳含量40份
添加剂：钛化合物
有机溶剂：甲基乙基酮
制备过程：混合：将一定比例的碳化硅、碳源以及添加剂采用湿式混合，所述溶剂采用有机溶剂；预烧：将混合后的材料在氮气气氛下于200~1000℃下进行预烧；造粒成型：对预烧后的混合物进行造粒成型形成需要的成型体；烧结：对成型体在惰性气氛下或真空下于1800~2200℃采用热压法进行烧结；成品。
实施例二：
原料：碳化硅100份、平均粒径为0.1~100μm的酚醛树脂粉末，其中碳含量为50份
添加剂：硼化合物
有机溶剂：甲基乙基酮
制备过程：混合：将一定比例的碳化硅、碳源以及添加剂采用湿式混合，所述溶剂采用有机溶剂；预烧：将混合后的材料在氩气气氛下于200~1000℃下进行预烧；造粒成型：对预烧后的混合物进行造粒成型形成需要的成型体；烧结：对成型体在惰性气氛下或真空下于1800~2200℃采用热压法进行烧结；成品。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤为：
（1）混合：将一定比例的碳化硅、碳源以及添加剂采用湿式混合，所述溶剂采用有机溶剂；
（2）预烧：将混合后的材料在惰性气体气氛下于200~1000℃下进行预烧；
（3）造粒成型：对预烧后的混合物进行造粒成型形成需要的成型体；
（4）烧结：对成型体在惰性气氛下或真空下于1800~2200℃采用热压法进行烧结；
（5）成品。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述添加剂为硼化合物、钛化合物中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述碳源为煤焦沥青、酚醛树脂。
4.根据权利要求3所述的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述碳源的平均粒径为0.1~100μm。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲基乙基酮等酮类溶剂。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，所述成品中碳化硅的质量百分比为60~85%，碳为28%~38%，其余为杂质。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃成型模具的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述成型方法可采用注射成型法。
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|---|---|---|---|---|
| CN116023144A (zh) * | 2021-10-25 | 2023-04-28 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碳化硅陶瓷的制备方法和由该制备方法制备的碳化硅陶瓷材料 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1785902A (zh) * | 2004-12-06 | 2006-06-14 | 花王株式会社 | 玻璃成型模具用陶瓷 |
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