CN1769227B - 模造玻璃的模仁及模仁制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种模造玻璃的模仁及模仁制造方法，该模仁由底材、金属内核及保护膜构成，该金属内核由普通钢材或者灰铸铁铸造而成，该保护膜材料为氮化硼，其中该底材材料为耐高温不易产生裂痕的Neoceram材料，该底材形状为长方体，其一端形成一凸起部，该凸起部顶端开设有一模造型腔，该底材与该凸起部相对的另一端开设有一空腔，该空腔与金属内核紧密结合。该模仁的制造方法包括以下步骤：形成一Neoceram材料的长方体；在该长方体一端加工出一凸起部；在凸起部的顶端加工出一模造型腔；将该长方体与模造型腔相对的一端中央挖空，形成一空腔，并将一金属内核与该空腔紧密结合；在模造型腔表面镀一氮化硼(BN)保护膜。本发明模造玻璃的模仁制造成本低、模造精度高、使用寿命长。

Description

模造玻璃的模仁及模仁制造方法
【技术领域】
本发明是关于一种模造玻璃的模仁及模仁制造方法，特别是指一种底材为陶瓷氧化物的模造玻璃的模仁及模仁制造方法。
【背景技术】
模造玻璃的模仁是设置于模具中，用来形成所需产品的装置，因其在高温高压下形成所需产品，所以模仁所需材料应满足以下条件：
1.离型性，以避免与玻璃产生反应、粘附现象；
2.足够的硬度和机械强度，以成型玻璃，且避免表面刮伤；
3.高温稳定性，以避免于模造气体中发生分解现象，或与气体反应；
4.耐热冲击性，以忍受模造过程中的热循环；
5.可加工性，以加工成形特定光学面，且考虑加工成本与时间；
6.模仁寿命，延长模仁寿命以降低成本。
另外，制造玻璃的模仁一般是由单一质材，或底材与保护膜的组合结构，或者为包括底材、中介层(Buffer Layer)与保护膜的组合结构；其中底材的材料一般为不锈钢、碳化硅和碳化钨(Tungsten Carbide，WC)等；增加中介层的目的是用来增加附着性或加工性；而保护膜的材料单纯以非晶质碳而言，虽然具有良好离型性，但因其结构性差、容易损伤、易氧化、易破裂、冲击强度低且导热性能不佳等缺点，故使用较为困难。
此外，2004年1月14日公开的中国第CN147165A号专利申请，其揭示了一种金属模仁，其主要是由底材及保护膜构成，其中底材为碳化钨，在底材上以溅镀法溅镀以钽钨合金为主的保护膜。但是，由于其底材为碳化钨之类的金属，其热膨胀系数较大，容易使所成型的模造玻璃各尺寸参数发生偏差，达不到所需精度，且模仁所需材料价格较高，不利于降低成本。
鉴于现有模造玻璃的模仁技术的以上缺点，有必要提供一种制造成本低、模造精度高、使用寿命长的模造玻璃的模仁及模仁制造方法。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种制造成本低、模造精度高、使用寿命长的模造玻璃的模仁。
本发明的目的在于提供一种制造该模造玻璃的模仁所用的方法。
一种模造玻璃的模仁，由底材、金属内核及保护膜构成，该金属内核由普通钢材或者灰铸铁铸造而成，该保护膜材料为氮化硼，其中该底材材料为耐高温不易产生裂痕的新陶瓷材料Neoceram，该底材形状为长方体，其一端形成一凸起部，该凸起部顶端开设有一模造型腔，该底材与该凸起部相对的另一端开设有一空腔，该空腔与金属内核紧密结合。
一种该模仁的制造方法，包括以下步骤：首先形成一Neoceram材料的长方体；接着在该长方体一端加工出一凸起部；然后，在凸起部的顶端加工出一模造型腔；紧接着，将该长方体与模造型腔相对的一端中央挖空，形成一空腔，并将一金属内核与该空腔紧密结合；最后，在模造型腔表面镀一氮化硼(BN)保护膜。
相对现有技术，本发明模造玻璃的模仁以耐高温、不易产生裂痕、热膨胀是几乎为零的新陶瓷材料Neoceram代替碳化钨等金属的作为底材，因此可以避免金属底材因热膨胀系数较大而达不到所需精度的缺点，且模仁所需Neoceram材料相对碳化钨价格较低，加工性能好。此外，在底材内部设置一价格便宜的金属内核，可以节约Neoceram材料、进一步降低成本。
【附图说明】
图1是本发明模造玻璃的模仁结构示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1，本发明模造玻璃的模仁1是由底材10、金属内核20与保护膜30构成。
底材10材料为一种新陶瓷材料Neoceram，日本电器硝子公司(NipponElectric Glass Co.Ltd)曾经使用该Neoceram材料制造电子源元器件以及玻璃器件，其由具有Beta石英晶状体沉积而成，该Neoceram材料非常耐高温，温度高达1000℃时，能够不产生裂痕，其具有零热膨胀系数，且该Neoceram材料加工性好，容易加工成所需几何形状。该底材10内部包含有一空腔101，空腔101可与金属内核20紧密结合，底材10外部形成一凸起部102，该凸起部102顶端设置有一模造型腔103，模造型腔103具有一模造面104，作为模造玻璃之用。
内核20为普通钢材或者灰铸铁，按型腔103的大小和形状铸造，然后嵌于型腔103内。
保护膜30材料为氮化硼(BN)，通过业界共知的真空溅镀方法或化学气相沉积法镀于模造型腔103的模造面104上，可耐2500℃高温，保护模造面104表面不受破坏，延长模仁1的使用寿命。
该模造玻璃的模仁的制造方法主要包括以下步骤：首先由具有Beta石英晶状体沉积成一材料为Neoceram的长方体；接着在该长方体一端加工出一凸起部102；然后，在凸起部102的顶端加工出一模造型腔103，该模造型腔103的精度和形状需达到预定设计要求；紧接着，将未具凸起部102的一端中央挖空，形成一空腔101，并将一金属内核20与空腔101紧密结合；最后，在模造型腔103表面镀一氮化硼(BN)保护膜30，这里采用业界共知的真空溅镀方法或化学气相沉积法。通过以上步骤即可形成一种制造成本低、模造精度高、使用寿命长的模造玻璃的模仁。
相对现有技术，本发明模造玻璃的模仁以耐高温不易产生裂痕其热膨胀是几乎为零的新陶瓷材料Neoceram代替碳化钨等金属的作为底材，因此可以避免金属底材因热膨胀系数较大而达不到所需精度的缺点，且模仁所需Neoceram材料相对碳化钨价格较低，加工性能好，此外，在底材内部设置一价格便宜的金属内核，可以节约Neoceram材料、进一步降低成本。

Claims (4)

1.一种模造玻璃的模仁，由底材、金属内核及保护膜构成，其特征在于：该金属内核由普通钢材或者灰铸铁铸造而成，该保护膜材料为氮化硼，该底材材料为Neoceram，该底材形状为长方体，其一端形成一凸起部，该凸起部顶端开设有一模造型腔，该底材未具凸起部的一端形成一空腔，该保护膜设置于模造型腔表面，该空腔与该金属内核紧密结合。
2.如权利要求1所述的模造玻璃的模仁，其特征在于：该保护膜是以溅镀法溅镀于底材上。
3.如权利要求1所述的模造玻璃的模仁，其特征在于：该保护膜是以电浆化学气相沉积法形成于模造型腔表面上。
4.一种如权利要求1所述模造玻璃的模仁的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
形成一Neoceram材料的长方体；
在该长方体一端加工出一凸起部；
在凸起部的顶端加工出一模造型腔；
将该长方体与模造型腔相对的另一端中央挖空，形成一空腔，并将一金属内核与该空腔紧密结合；
在模造型腔表面镀一氮化硼保护膜。
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