CN1982240A - 模造玻璃之模仁 - Google Patents
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Abstract
一种模造玻璃之模仁。此模仁包括底材，此底材上覆盖着一层保护层和一层中间层，中间层位于底材与保护层之间，其包括一层与底材接触的铬层以及一层与保护层接触的含铬的合金层。
Description
技术领域
本发明涉及一种模仁，且特别涉及一种模造玻璃的模仁。
背景技术
近年来数码相机等光学产品的市场迅速发展，客户对成像质量的要求也逐渐提高，300万以上像素已是必备的需求，而预计手机相机对像素的要求也将提高至百万像素以上。一般塑料射出的光学镜片无法达到所需的成像质量，必须使用玻璃镜片。然而，由于产品的发展趋势走向轻薄短小，相对地对镜片的尺寸要求也很小。对于非球面的小尺寸玻璃镜片而言，以抛光研磨的加工方式制造不仅难度高且速度慢，而且不符合经济效益，因此以模造的方式生产非球面的小尺寸玻璃镜片已是现在及未来必然发展的趋势。而模造玻璃(press-molding glass)技术中模仁(die)寿命的长短关系着一对模仁可压铸的镜片数目多寡，模造玻璃镜片的成本是否能降低的关键就在于此。
发明内容
本发明的目的就是提供一种具有较长寿命之模造玻璃之模仁。
本发明的另一目的就是提供一种模造玻璃之模仁，其可以大幅降低模造之玻璃成品的成本。
本发明提出一种模造玻璃之模仁，此模仁包括底材，此底材上覆盖着一层保护层和一层中间层，中间层位于底材与保护层之间，其包括一层与底材接触的铬层以及一层与保护层接触的含铬的合金层。
依照本发明实施例所述，上述保护层之材质为选自于Ir、Re、Pt、Pd、Rh、Os及Ru中两种或两种以上之材料所形成之合金所组成之族群。上述含铬的合金层为含铬与保护层之材质的合金层。底材之材质包括不锈钢、碳化硅及碳化钨。
本发明在模仁的底材和保护层之间采用铬层以及含铬的合金层来作为中间层，可增加底材与保护层之间的附着性并阻绝底材内活性金属的扩散，故可延长模仁的使用次数，有效降低模仁的制作成本。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明之模造玻璃之模仁。
主要元件标记说明
10：模仁
100：底材
102：中间层
102a：铬层
102b：含铬的合金层
106：保护层
具体实施方式
在模仁底材上披覆一层硬膜(或称为保护层)可以提高模仁的使用寿命。采用贵金属合金作为保护层，不仅可以提高模仁的使用寿命，而且其离形性佳，不易与玻璃反应或发生黏附现象，且在高温时的稳定性高，不会在模造气氛中发生分解现象与气氛反应，而且可以忍受模造过程中的热循环，具有足够的热冲击性。此外，其具有足够的硬度与机械强度可避免所形成之玻璃刮伤，而且可加工性高，可以加工成特定光学面且加工时间与成本皆符合所需。然而，贵金属合金保护层与底材之间的附着性不佳且无法抑制晶粒成长，因此，若要进一步提高模仁的寿命则必须慎重考虑前述问题。
本发明提高模仁寿命的方法除了在模仁底材表面披覆保护层之外，并且在模仁底材与保护层之间采用铬层以及含铬的合金层来作为中间层，共可以改善贵金属合金保护层与底材之间的附着性且可抑制晶粒成长，达到进一步延长模仁寿命之目的。
请参照图1，本发明之模造玻璃之膜仁10，包括底材100、中间层102与保护层104。底材100的材质耐热且在模制玻璃时具有足够的强度，其材质例如是以碳化钨(WC)或碳化硅为主成分的超硬合金或是不锈钢。模仁10的制造方法是先将底材100的表面研磨抛光。接着，在底材100表面形成中间层102。中间层102包括一层铬层102a以及一层含铬的合金层102b，例如是含铬与含有该保护层之材质的合金层如含铬的铼铱合金层。此中间层102可增加保护层104与模仁底材100之间的附着性，并阻挡模仁底材100成分中易扩散的物质扩散到表面而影响玻璃成品的质量，而且可抑制晶粒成长。中间层102的形成的方法例如是溅镀法、蒸镀、电镀或化学气相沉积法。在一实施例中，是以采用磁控真空溅镀系统(magnetron sputtering)来溅镀铬层102a以及含铬的铼铱合金层102b。之后，在中间层102上形成保护层104，其具有模造面，以作为模造玻璃之用。保护层104为一层贵金属合金薄膜，例如是Ir、Re、Pt、Pd、Rh、Os及Ru、中两种或两种以上之材料所形成之合金，形成的方法例如是溅镀法。在一实施例中，是采用磁控真空溅镀系统来溅镀所需要的中间层102与保护层104。
实例
以碳化钨材料作为模仁的底材，将底材的表面研磨抛光。接着，以磁控溅镀法在底材上依次形成厚度为0.1微米的铬层以及一层含铬的铱铼合金层，以作为中间层。然后，以磁控溅镀法在中间层上形成一层厚度约为1微米的铱铼合金层，以作为保护层。接着，在氮气的气氛控制下，以L-BSL7为测试玻璃，在580℃的温度下，测试模仁所压模出来的玻璃随着压模时间的变化，其表面粗糙度的改变。结果显示：压模时间在447小时内，玻璃表面粗糙度皆小于10nm，符合模造玻璃表面粗糙度规格要求。以每次压模时间80秒计算，模造次数大于20000次。
比较例一
以碳化钨材料作为模仁的底材，将底材的表面研磨抛光。接着，以磁控溅镀法在底材上形成厚度为0.1微米的铬层，以作为中间层。然后，以磁控溅镀法在铬层上形成一层厚度约为1微米的铱铼合金层，以作为保护层。接着，在氮气的气氛控制下，以L-BSL7为测试玻璃，在580℃的温度下，测试模仁所压模出来的玻璃随着压模时间的变化，其表面粗糙度的改变。结果显示：压模时间在244小时内，玻璃表面粗糙度皆小于10nm。以每次压模时间80秒计算，模造次数约为10000次。
比较例二
以碳化钨材料作为模仁的底材，将底材的表面研磨抛光。接着，在底材上形成钛层，以作为中间层。然后，在钛层上形成一层厚度约为1微米的铱铼合金层，以作为保护层。接着，在氮气的气氛控制下，在580℃的温度下，测试模仁所压模出来的玻璃随着压模时间的变化，其表面粗糙度的改变。结果显示：以每次压模时间80秒计算，模造次数约为3000次。
比较例三
以碳化钨材料作为模仁的底材，将底材的表面研磨抛光。接着，以磁控溅镀法在底材上形成厚度为0.3微米的含镍的铱铼合金层，以作为中间层。然后，在含镍的铱铼合金层上形成一层厚度约为1微米的铱铼合金层，以作为保护层。接着，在氮气的气氛控制下，以L-BaL42(SK)为测试玻璃，在580℃的温度下，测试模仁所压模出来的玻璃随着压模时间的变化，其表面粗糙度的改变。结果显示：以每次压模时间80秒计算，模造次数约为5000次。
本发明之模仁的中间层采用铬层与含铬之铼铱合金层所构成之中间层，可以使得模仁在580℃的高温中使用20000次以上，而且模造的成品的质量仍可维持粗糙度在10nm以下的光学质量，而且，由于模造的温度范围大，可增加光学玻璃选择性，适用于更广泛的光学设计，在量产上更具可行性。换言之，本发明可延长模仁寿命，大幅降低非球面模造玻璃镜片的成本。
虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (5)
1.一种模造玻璃之模仁，其特征是包括：
底材；
保护层，覆盖于该底材上；以及
中间层，位于该底材与该保护层之间，该中间层包括与该底材接触的铬层以及与保护层接触的含铬的合金层。
2.根据权利要求1所述的模造玻璃之模仁，其特征是该保护层之材质为选自于Ir、Re、Pt、Pd、Rh、Os及Ru中两种或两种以上之材料所形成之合金所组成之族群。
3.根据权利要求2所述的模造玻璃之模仁，其特征是该含铬的合金层为含铬与含有该保护层之材质的合金层。
4.根据权利要求1所述的模造玻璃之模仁，其特征是该含铬的合金层为含铬与含有该保护层之材质的合金层。
5.根据权利要求1所述的模造玻璃之模仁，其特征是该底材之材质包括不锈钢、碳化硅及碳化钨。
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| CN 200510132124 CN1982240A (zh) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | 模造玻璃之模仁 |
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Cited By (1)
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| CN104193422A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种玻璃模造用碳化硅陶瓷模仁及其制备方法 |
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2005
- 2005-12-16 CN CN 200510132124 patent/CN1982240A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN104193422A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种玻璃模造用碳化硅陶瓷模仁及其制备方法 |
| CN104193422B (zh) * | 2014-09-05 | 2016-01-06 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种玻璃模造用碳化硅陶瓷模仁及其制备方法 |
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