TW201410874A - 用於工具透鏡生產之惰性高硬度材料 - Google Patents

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Abstract

在一方面，在此描述了碳化鎢材料系統，該等系統在一些實施方式中可以提供多種所希望的特徵，包括化學惰性、高硬度、對局部組成波動之減小的敏感性和/或增強的機加工特性。在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料包含5.85 wt.%-6.13 wt.%的碳、0.85 wt.%-1.05 wt.%的鉻、小於0.3 wt.%的黏合劑、小於0.3 wt.%的雜質、以及餘量的鎢。

Description

用於工具透鏡生產之惰性高硬度材料 發明領域
本發明係針對一種用於玻璃模制過程之緻密化的惰性材料，並且更具體地說是一種碳化鎢材料以及其製造方法。
發明背景
現代玻璃製造工藝之要求對用於玻璃製造模具的材料的性能加注了更大要求。例如，玻璃品質要求更高，加工溫度更高，希望更嚴密的尺寸公差控制，期望更長使用壽命，並且高生產率已經成為一種經濟上的必需品。所有該等要求已經將模具材料的特性和性能的要求推向日益更高的水平。這在精密玻璃製造行業中是更普遍的，因為消費電子設備(例如拍照手機和數碼相機)和工業用光學設備中的透鏡市場之增長已經將透鏡生產從傳統的金剛石車削操作轉向高體積、低成本的模制操作。
除了改進模制材料品質(這進而改進了模制的玻璃的品質)之外，提高模具壽命也是所希望的。影響品質和模具壽命這兩者因素之例子係模具材料的化學惰性連同可機加工性。特別是，精密玻璃透鏡的生產者報告了在模制操作 過程中熱模具材料與熔融玻璃之化學相互作用，這係模具失效的主要原因之一。模具中的污染物的這個問題不僅降低了模具壽命而且還減小了正在生產的玻璃或透鏡之光學品質。
行業內對於著手解決模具壽命、製造成本連同模制的玻璃的品質的問題已經考慮了不同的解決方案。一解決方案包括使用高化學純度的碳化矽材料。儘管碳化矽的化學惰性和高硬度使得它係一對於精密玻璃模具而言具有意義的材料，但是碳化矽的脆性性質可能存在著處理和精加工的顧慮。此外，碳化矽通常是一昂貴材料方案並且因此不是實際的。
另一替代方案可以是使用陶瓷。陶瓷材料(例如氮化矽)的相對惰性和高硬度對於例如玻璃模制應用是有益的。然而，最終的研磨和拋光由於獲得所要求的表面光潔度而沒有碎屑和/或破壞所要求的參數會是費時並且昂貴的。更重要的是，陶瓷材料中的熱膨脹係數顯著地低於正在模制的玻璃的熱膨脹係數並且引入了模具設計的挑戰。
無黏合劑碳化鎢係另一選擇。無黏合劑碳化鎢作為用於精密玻璃模制應用的一良好的配合已經在業界進行了討論，這係由於碳化鎢之高硬度以及匹配的熱膨脹係數。應理解的是，然而，在不存在黏合劑材料時實現完全的緻密化提出了顯著的製造挑戰，導致了這種類型的材料具有孔隙性和其他缺點，該等缺點進而使其不適合於精加工以及隨後模具工具加工的使用。
在致力於孔隙性和緻密化的碳化物模具材料方面已經獲得了進步。然而，在對碳化物模具材料最終拋光過程中顯示的微結構缺陷或不合格仍然存在並且以減少的工具加工產量的形式增加了製造過程的成本以及與返工有關的費用。模具中的非球面形狀的機加工使得模具較昂貴，特別是因為總體上所要求的是非常硬的並且耐久的模具材料。在許多情況下，微結構的缺陷係由模具材料中小的、局部的組成變化而引起的。這樣的組成波動可能引起低於化學計量的碳化物相和/或雜質相，從而導致缺陷的形成。
為成功解決精密玻璃模具的功能要求並減輕來自潛在微結構缺陷的工具加工產量損失，需要展現出高硬度、化學惰性和對局部組成變化減小的敏感性的材料。
發明概要
在一方面，在此描述了碳化鎢材料系統，該等系統在一些實施方式中可以提供多種所希望的特徵，包括化學惰性、高硬度、對局部組成波動的減小的敏感性和/或增強的機加工特性。在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料包含5.85wt.%-6.13wt.%的碳、0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、少於0.3wt.%的黏合劑、少於0.3wt.%的雜質、以及餘量的鎢。在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料具有小於0.5微米(μm)的標稱晶粒大小。例如，在一實施方式中，碳化鎢材料具有0.25至0.4μm的標稱晶粒大小。進一步在一些實施方式中，該黏合劑係鈷，其量的範圍係從0.15wt.%至 0.25wt.%。
在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料主要由碳化一鎢(WC)組成。例如，在一實施方式中，在此描述的碳化鎢材料不含或基本上不含碳化二鎢(W2C)。另外，該碳化鎢材料可以具有為理論密度的至少98%的密度以及小於2%的空隙體積。
在另一方面，在此描述了用於精密玻璃模制應用之模具。在一些實施方式中，一種用於精密玻璃模制之模具包含5.85wt.%-6.13wt.%的碳、0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、少於0.3wt.%的黏合劑、少於0.3wt.%的雜質、以及餘量的鎢。在一些實施方式中，該模具具有小於0.5微米的標稱晶粒大小。在一些實施方式中，該模具的黏合劑係鈷，其量的範圍係從0.15wt.%至0.25wt.%。在一些實施方式中，該模具基本上由碳化一鎢組成，其中該模具展現出為理論密度的至少98%的密度以及小於2%的空隙體積。進一步在一些實施方式中，該模具不含或基本上不含W2C。
在另一方面，在此描述了用於模制玻璃的物品之製造方法。在一些實施方式中，一種用於模制玻璃的物品之製造方法包括：將一材料壓實、將該材料脫黏合劑、並且將該材料進行熱緻密化。在一些實施方式中，該材料包含5.85wt.%-6.13wt.%的碳、0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、少於0.3wt.%的黏合劑、少於0.3wt.%的雜質、以及餘量的鎢。在一些實施方式中將該材料進行熱緻密化包括：熱燒結、壓力輔助的燒結、快速全方向壓實、微波燒結、或火花電漿燒 結、或其組合。
根據在此描述的方法所生產的物品可以是模具、毛坯、半光制部件或類似物。在一些實施方式中，該物品具有為理論的至少98%的密度以及小於2%的空隙體積。
在下面的詳細說明中更加詳細地說明了該等及其他實施方式。
圖1展示了根據一實施方式的碳化鎢模具材料之缺陷。
圖2展示了根據在此描述的一實施方式的碳化鎢材料相比一現有碳化鎢材料之表面輪廓測定(surface profilometry)。
圖3展示了根據在此描述的一實施方式的碳化鎢材料相比一現有碳化鎢材料之標準化表面缺陷。
較佳實施例之詳細說明
藉由參考以下詳細說明和實例以及它們的上述和以下說明可以更容易地理解在此描述的實施方式。但是，在此描述的元素、設備和方法並不限於在詳細說明和實例中提及的具體實施方式。應該認識到該等實施方式僅是本發明原理之展示。在不脫離本發明的範圍而做出的許多修改和修正，這對於熟習該項技術者將是容易明白的。
還應該瞭解的是，本說明中所用的術語僅用於說明該等具體的型式或實施方式的目的，而且並非旨在限制其範圍。例如，除非上下文明確地另有說明，如在此和所附申 請專利範圍中所使用的單數形式“一/一個/一種(a,an)”和“該(the)”包括複數的指代物。此外，如在此所用的“包括”詞語旨在表示“包括但不限於”。除非另外限定，在此使用的所有技術的以及科學的術語具有與熟習該項技術者通常理解的相同含義。
在一方面，在此描述了碳化鎢材料系統，該等系統在一些實施方式中可以提供多種所希望特徵，包括化學惰性、高硬度、對局部組成波動的減小的敏感性和/或增強的機加工特性。在一些實施方式中，這樣的碳化鎢材料系統為碳化一鎢、不含或基本上不含W2C。例如在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料系統包括處於或接近化學計量的碳、低的黏合劑和雜質含量、以及小於約0.5微米的且基本上均一的標稱晶粒大小。
在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料包含5.85wt.%-6.13wt.%的碳、0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、小於0.3wt.%的黏合劑、小於0.3wt.%的雜質、以及餘量的鎢。在一些實施方式中，該碳化鎢材料具有小於0.5μm的標稱晶粒大小。例如，在一實施方式中，該碳化鎢材料具有範圍從0.25μm至0.4μm的標稱晶粒大小。另外在一些實施方式中，該碳化鎢材料可以具有為理論密度的至少98%的密度以及小於2%的空隙體積。在一些實施方式中，該碳化鎢材料為理論密度百分比的至少99%。進一步在一些實施方式中，該碳化鎢材料係完全緻密的(>99%理論密度)。
如在此描述的，一種碳化鎢材料包含5.85wt.%-6.13 wt.%的碳。在一些實施方式中，該碳化鎢材料包含5.92wt.%-6.04wt.%的碳。在一些實施方式中，該碳水平結合材料中的鉻足以排除或抑制W2C和η相的形成並且是低於完全碳飽和。此外，碳含量的上限被控制為允許所希望的單相材料，碳化一鎢，而不形成碳孔隙率。
在該材料中碳化二鎢系不希望的，因為它在酸性並且氧化的氣氛中比碳化一鎢是反應性更大的。此外，碳化一鎢的熱膨脹係數比碳化二鎢的是各向同性更大的，從而使得它對於應用(例如玻璃模制操作)中的尺寸一致性而言是一更加令人希望的相。此外，這兩個相(即，WC和W2C)具有不同的硬度並且因此呈現出許多問題，如果在要求奈米表面光潔度的一表面中共存的話。在一些實施方式中，此處的碳化鎢材料係碳化一鎢，其中小於2%係屬於具有低於化學計量的碳的一個相。在一些實施方式中，此處的碳化鎢材料係碳化一鎢，其中小於1%係屬於具有低於化學計量的碳的一個相。
該碳化鎢材料還包含0.85wt.%-1.05wt.%量的鉻。當形成該碳化鎢材料時，如在此進一步討論的，鉻可以作為碳化鉻例如Cr3C2來提供。在這樣的實施方式中，維持該碳化鎢材料的在此描述的目標碳範圍。在一些實施方式中，在該碳化鎢材料中提供的鉻與碳水平的組合係足以抑制或排除W2C和η相的形成並且是低於完全碳飽和。另外在一些實施方式中，該碳化鎢材料不包含以下該等晶粒生長抑制劑：碳化釩、碳化鈮、碳化鋯-鈮、碳化鈦、碳化鉭、或其 組合。
該碳化鎢材料還可以包含少於0.3wt.%的總黏合劑。黏合劑促進或輔助了碳化鎢材料的全緻密化作用，並且對於正在模制的玻璃係相對惰性的。藉由生產一更緻密的材料，材料的孔隙率減小了，由此允許更好的可機加工性，這進而允許該材料的奈米水平的表面光潔度。上限被確立為降低化學勢從而消除或實質上減少，例如90%的減少，材料擴散到玻璃中。黏合劑材料的例子包括：鈷、鐵、和/或鎳。在一些實施方式中，該黏合劑材料對於正在模制的玻璃而言可以是相對惰性的。
例如，在一些實施方式中，該黏合劑材料係鈷。在一實施方式中，該碳化鎢材料中的鈷黏合劑存在的量為0.05wt.%-0.3wt.%。在另一實施方式中，鈷黏合劑存在的量為0.1wt.%-0.25wt.%。在另外多個實施方式中，該碳化鎢材料中的鈷存在的量為0.15wt.%-0.25wt.%。在一些實施方式中，該黏合劑係鈷和鐵或鈷和鎳。
在一些實施方式中，該碳化鎢材料的總雜質水平(包括鐵在內)係小於0.60wt.%。在一些實施方式中，總雜質水平係0.10wt.%-0.60wt.%。除了鐵之外，雜質還包括但不限於：鈦、鉭、銅、鉬和/或鎳。藉由控制雜質的量，可以實現均勻的相組成，並且減少可以導致孔隙率形成的熱力學不穩定性。因為鐵比鈷具有更高的化學活性，所以能夠引起玻璃污染的鐵的量比引起可比水平的污染的鈷的量遠遠更小。鐵以及其他非有意的化學組分也被最小化從而預先 排除了在精加工的微結構中形成另外的相。在一些實施方式中，該碳化鎢材料中的鐵存在的量係小於0.3wt%。例如在一實施方式中，鐵存在的量為0.05wt.%-0.2wt.%。
除了將該材料中的雜質控制到一低水平之外，跨過該表面的均勻微結構與受控的晶粒尺寸對於可機加工性是希望的。在一些實施方式中，該碳化鎢材料具有0.5微米或更小的標稱晶粒尺寸，例如小於0.4微米、例如0.28-0.31微米，如藉由線性截取法(linear intercept method)在斷裂表面上以20,000x的放大倍率測量的。微結構的不一致性導致了拋光的表面上的輪廓測定的偏差。一非常小的晶粒大小提供了更均勻的拋光表面以及更小的由於單個晶粒拔出而變化的機會。
在一些實施方式中，該碳化鎢材料展現了至少約2500的維氏硬度(1kg載荷)。在一些實施方式中，該碳化鎢材料展現了範圍從2500至3000的維氏硬度(1kg載荷)。該材料的硬度最好是高的，因為例如當用於玻璃模制操作中時它係實現奈米表面光潔度的一重要因素。在一些實施方式中，該材料的硬度橫跨該表面時是均勻的，使得材料的去除率在研磨過程中是一致的，因為例如由於組成、相或缺陷，更軟的材料的局部區域將會減輕拋光。相反，當材料的移除比周圍區域小時，更硬材料的局部區域可能導致在表面輪廓中的峰值。因此，材料的硬度係隨組成、晶粒大小和加工而變化的。
在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料係不含和/ 或基本上不含孔隙率和/或藉由光學顯微鏡可見的缺陷的。例如在一些實施方式中，該碳化鎢材料不具有孔隙和/或尺寸大於0.5μm的不規則微結構特徵或缺陷。在一實施方式中，該碳化鎢材料具有小於2%的空隙體積。
在此描述的碳化鎢材料具有的密度可以是理論密度的至少約98%，或理論密度的至少約98.5%。在一些實施方式中，該碳化鎢材料具有為理論密度的至少約99%的密度。該碳化一鎢的理論密度係15.7g/cm3。在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料的理論密度從約15.43至約15.50g/cm3間變化，例如15.47g/cm3。
在一些實施方式中，在此描述的碳化鎢材料係惰性的，如藉由惰性測試和表面反應性的觀察而測量到的。此外，當藉由光學金相觀察時，該惰性碳化鎢材料可以在200x的放大率下每3000mm2的視場具有小於兩次出現的低於化學計量的碳化鎢，例如W2C。此外，如藉由x-射線衍射測量的，該碳化鎢材料在一些實施方式中具有不大於2%的低於化學計量的碳化鎢。在一些實施方式中，該碳化鎢材料具有不大於1%的低於化學計量的碳化鎢。
該碳化鎢材料的可機加工性在機加工後藉由金相核對總和表面光度測定法來測量。在此描述的該碳化鎢材料的金相檢驗得到了例如對於標準化到該碳化鎢材料的3000mm2表面積上的少於3個的缺陷。在一些實施方式中，該金相檢驗得到了對於標準化到該碳化鎢材料的3000mm2表面積上的少於2個的缺陷。進一步在一些實施方式中，該金相 檢驗證實了對於標準化到該經機加工的碳化鎢材料的3000mm2表面積上的零個缺陷。
缺陷包括低於化學計量的碳化鎢結構和/或具有至少5μm的大小的雜質結構。在一些實施方式中，缺陷中的低於化學計量的碳化鎢係W2C。在一些實施方式中，缺陷係由低於化學計量的碳化鎢和/或雜質的緊密間隔開的區域而形成的，該等雜質以附聚體形式提供了具有至少5μm的大小的結構或區域。圖1展示了根據一實施方式的碳化鎢模具材料的缺陷。如圖1所示，該缺陷係由低於化學計量的碳化鎢的緊密間隔開的區域而形成的。
此外，在一些實施方式中，該碳化鎢材料的輪廓測定曲線具有小於1.4nm或小於1.3nm的Ra。該碳化鎢材料的輪廓測定曲線還可以展示小於1.6的Rq，例如約1.5的Rq。
在此描述的碳化鎢材料可以用於許多應用中。應用的一實例係使用碳化鎢材料作為用於模制精密玻璃透鏡的工具加工。玻璃模制的溫度例如可以隨著正在模制的玻璃的類型而改變。在此描述的碳化鎢材料具有承受至少650牵C工作溫度的能力並且可以在此溫度下提供在真空或惰性氣體的模制條件下的耐氧化性。
相應地，提供了包含在此描述的碳化鎢材料的模具。例如在一些實施方式中，一種用於精密玻璃模制的模具包含5.85wt.%-6.13wt.%的碳、0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、小於0.3wt.%的黏合劑、小於0.3wt.%的雜質、以及餘量的鎢。
一用於精密玻璃模制的模具的碳化鎢材料可以具有以 上對於碳化鎢材料所描述的任何組成上的、化學的和/或物理的特性。在一些實施方式中，該模具具有小於0.5微米的標稱晶粒大小。在一些實施方式中，該模具的黏合劑係鈷，其量的範圍係從0.15wt.%至0.25wt.%。在一些實施方式中，該模具基本上由碳化一鎢組成並且其中該模具展現出為理論密度的至少98%的密度以及小於2%的空隙體積。例如，在一些實施方式中，該模具不含或基本上不含W2C。該模具還可以展示以上描述的任何輪廓測定曲線，包括對於Ra、Rq和/或缺陷出現所提供的值。
在一些實施方式中，該碳化鎢模具可以進一步包括在一內表面上的塗層。此類塗覆層的例子包括但不限於：類金剛石碳、TiCN、AlTiN、NiAl、以及類似物。
在另一方面，在此描述了用於模制玻璃的物品之製造方法。在一些實施方式中，一種用於模制玻璃的物品的製造方法包括：將一材料壓實、將該材料脫黏合劑、並且將該材料進行熱緻密化。在一些實施方式中，該材料包含5.85wt.%-6.13wt.%的碳、0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、少於0.3wt.%的黏合劑、少於0.3wt.%的雜質、以及餘量的鎢。在一些實施方式中將該材料進行熱緻密化包括：熱燒結、壓力輔助的燒結、快速全方向壓實、微波燒結、或火花電漿燒結、或其組合。
現在轉向說明具體步驟，在此描述的方法包括製備一粉末組合物，該粉末組合物包含0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、小於0.3wt.%的黏合劑、小於0.3wt.%的雜質、以及餘量的 碳化一鎢。在一些實施方式中，鉻係作為碳化物而提供的，其中該粉末組合物中碳化鉻和碳化一鎢的量滿足所希望的碳範圍5.85wt.%-6.13wt.%。在一些實施方式中，該粉末組合物具有約0.4μm的標稱顆粒大小。
然後將該粉末組合物固結或壓實成預成型件、近淨成型(net shape)、預壓片形式(slug form)、或類似物。壓實可以藉由使用直接、間接和/或超高壓的壓制方法進行。壓實的其他實例可以包括單軸壓制、多台板壓制、幹袋式等靜壓制、冷等靜壓制和/或超高壓(SHP)壓實。
執行了一去除黏合劑或將該預成型件脫黏合劑的步驟。脫黏合劑可以包括微波燒結和火花電漿燒結以除去有機黏合劑並且將材料緻密化。黏合劑的去除通常要求將該壓實的預成型件從環境溫度加熱到足以熱解該最高分子量組分的溫度。如果使用例如一種聚烯烴作為該黏合劑配方的一部分，則足以熱解最高分子量組分的溫度通常在從500牵C至約600牵C發生。燒盡步驟的一尤其適當的溫度可以是約750牵C至約900牵C，該溫度係可以發生氧化來還原碳並且可以放出一氧化碳和/或二氧化碳的溫度。黏合劑燒盡的過程可以在真空或任何惰性環境下進行。作為替代方案或在黏合劑燒盡後，這種壓實的產品可以使用化學方法進行脫黏合劑。
脫黏合劑操作之後，使脫黏合劑的預成型件經受一熱緻密化的步驟。該步驟可以包括：預燒結、生坯機加工、再次等靜壓(reisopressing)、以及類似過程。例如，可以將 這個預成型件在升高的溫度下藉由壓力輔助或無壓力的技術進行燒結。碳化鎢的典型燒結溫度係從約1300牵C至約1850牵C，更典型地，從約1600牵C至約1700牵C。在脫黏合劑步驟亦或燒結步驟中可以實施將溫度保持在800牵C與1200牵C之間，以允許在一氧化碳和/或二氧化碳藉由緻密化作用捕獲在該材料中之前將其釋放。在一些實施方式中，使該預成型件經受無壓燒結技術，該等技術係是在或低於大氣壓下進行的燒結技術。燒結氣氛可以是例如惰性氣體，例如氬氣。
取決於所使用的添加劑以及燒結溫度，該燒結可以是液相燒結或非液相燒結。液相燒結係在或高於正在緻密化的材料或任何附加的材料(例如“燒結助劑”)(其加入係為了增強可燒結性)的液相線溫度下的溫度發生的燒結。非液相燒結係在低於正在緻密化的材料的所有組分的液相線的溫度下的溫度所進行的燒結。通常，關於碳化鎢和無壓力燒結技術，使用非液相燒結。
實現緻密化的其他實例包括多種熱工藝，例如真空燒結、過程氣體燒結(process gas sintering)、壓力燒結、快速全方向壓實、微波燒結、和/或火花電漿燒結。
該方法可以進一步包括熱等靜壓(HIP)的步驟。在替代實施方式中，研磨可以在半光制以及光制操作之前在毛坯上進行。此種操作之後，可以使用輪廓測定來評估將該燒結的物品研磨並且拋光之後的表面粗糙度。例如在一些實施方式中，該燒結的物品可以展示以上描述的任何輪廓測 定曲線，包括對於Ra、Rq和/或缺陷出現所提供的值。進一步，形成該物品的經燒結的碳化鎢材料可以具有以上對於碳化鎢材料所描述的任何組成上的、化學的和/或物理的特性。
該壓實物品可以是模具、毛坯、半光制的或光制的物品。另一實施方式包括一種形成毛坯、半光制的或光制的碳化鎢模具的方法。其他實施方式包括單空腔或多空腔的安排。
在以下非限制性實例中進一步展示該等及其他實施方式。
實例
表1列出了一對比碳化鎢材料以及根據在此描述的一非限制性實施方式的本發明的碳化鎢材料的組成(以wt.%計)以及若干特性。每種碳化鎢材料(對比的和本發明的)的桿係藉由脫黏合劑和以快速全方向壓實進行的熱緻密化而製備的。從每個桿上切割下多個區段、進行研磨並拋光。研磨和拋光參數如下：
研磨輪規格
直徑-20mm
形狀-錐形，30牵角
黏結-樹脂
磨料-金剛石，濃度150，篩1500/3000
參數範圍
切割深度-0.1至2.0μm
給進速率-0.1至2.0mm/min
切割速度-15至30m/s
砂礫大小-#1500，#3000
使用0.3μm金剛石膏執行最終擦光。
對該對比的和本發明的碳化鎢材料各自使用200x放大率下的光學顯微鏡來分析至少3,000mm2的經機加工的表面積。機加工之後如藉由金相核對總和表面輪廓測定而測量的，獲得了每個樣品的微結構的均勻度。
圖2展示了根據本實施方式發明之碳化鎢材料與該對比的碳化鎢材料的表面輪廓測定。圖2(a)的發明的碳化鎢材料展現了比圖2(b)的對比的碳化鎢材料更均一的表面特徵。進一步，圖3展示了該發明碳化鎢材料和該對比的材料的表面缺陷的出現。每種碳化鎢材料的缺陷數目標準化到所分析的3,000mm2表面積上。如圖3所示，該發明的碳化鎢材料與該對比的材料相比，顯示了在更寬碳範圍上顯著更低的缺陷出現率。因此，該發明的碳化鎢材料可用於更 好地忍受局部的組成波動而不產生相關缺陷，該等相關缺陷可能增加該碳化鎢材料進行精密玻璃模制操作的評估和鑒定時間。
對於本發明不同實施方式已進行了說明以實現本發明之不同目的。應該認識到該等實施方式僅是本發明原理之展示。在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，許多修改和修正將是熟習該項技術者容易明白的。

Claims (24)

  1. 一種碳化鎢材料，包括：0.85wt%-1.05wt%的鉻；5.85wt%-6.13wt%的碳；0-0.3wt%的黏合劑；以及少於0.3wt.%的總雜質。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之碳化鎢材料，其中，該黏合劑存在的量為0.15wt.%至0.25wt.%。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之碳化鎢材料，其中，該黏合劑係鈷。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之碳化鎢材料，包括從5.92wt.%至6.04wt.%的碳。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之碳化鎢材料，其中，該碳化鎢材料不含或基本上不含低於化學計量之碳化鎢。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之碳化鎢材料，其中，該低於化學計量的碳化鎢包括碳化二鎢。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之碳化鎢材料，其中，該碳化鎢係碳化一鎢。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之碳化鎢材料，其中，該標稱晶粒大小係從0.25至0.5μm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之碳化鎢材料，其中，該碳化鎢材料係在精密玻璃模制中使用的一模具。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之碳化鎢材料，具有為理論 密度的至少98%的密度以及小於2%的空隙體積。
  11. 一種用於進行精密玻璃模制之模具，包括：0.85wt%-1.05wt%的鉻；5.85wt%-6.13wt%的碳；0-0.3wt%的黏合劑；少於0.3wt.%的總雜質；以及餘量的鎢，其中該模具具有小於0.5μm的標稱晶粒大小。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之模具，其中，該標稱晶粒大小係從0.25至0.4μm。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之模具，其中，該黏合劑存在的量為0.15wt.%至0.25wt.%。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之模具，其中，該黏合劑係鈷。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之模具，其中，該模具包括從5.92wt.%至6.04wt.%的碳。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之模具，具有為理論密度的至少98%的密度以及小於2%的空隙體積。
  17. 一種製造用於模制玻璃的物品之方法，包括：壓實一材料；將該材料脫黏合劑；並且將該材料進行熱緻密化，該材料包括0.85wt.%-1.05wt.%的鉻、5.85wt.%-6.13wt.%的碳、0-0.3wt%的黏合劑、小於0.3wt.%的總雜質、以及餘量的鎢。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中，該經緻密化 的材料具有小於0.5微米之標稱晶粒大小。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之方法，進一步包括在將該材料熱緻密化之後對該材料進行機加工。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中，該材料包括從5.92wt.%至6.04wt.%的碳。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中，該黏合劑存在的量為0.15wt.%至0.25wt.%。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其中，該黏合劑係鈷。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中，熱緻密化包括：熱燒結、壓力輔助的燒結(HIP)、快速全方向壓實、微波燒結、或火花電漿燒結、或其組合。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，該物品係選自由以下各項組成的群組：模具、毛坯、半光制部件或光制部件。
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