專利名稱：模造玻璃的模仁的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種模造玻璃的模仁，尤其指一種鍍有多層保護薄膜的模造玻璃的模仁。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，高精密玻璃模造所使用的模仁可區(qū)分出幾個時代，由最早的非晶質(zhì)碳、碳化硅(Silicon Carbide，SiC)與氮化硅(Silicon Nitride，Si3N4)硬質(zhì)陶瓷、金屬、貴金屬材料，乃至類鉆石薄膜(Diamond Like Carbon)或硼化物陶瓷等。
而模仁的適用性必須考慮以下幾點1.離型性，以避免與玻璃產(chǎn)生反應、粘附現(xiàn)象；2.足夠的硬度和機械強度，以成型玻璃，并避免表面刮傷；3.高溫穩(wěn)定性，以避免在模造氣體中發(fā)生分解現(xiàn)象，或與氣體反應；4.耐熱沖擊性，以忍受模造過程中的熱循環(huán)；5.可加工性，以加工成形特定光學面，并考慮加工成本與時間；6.模仁壽命，延長模仁壽命以降低成本。
另外，制造玻璃的模仁至少包括單一質(zhì)材，或底材與保護膜的組合結(jié)構(gòu)，或者是包括底材、中介層(Buffer Layer)與保護膜的組合結(jié)構(gòu)；其中底材的材質(zhì)可為不銹鋼、碳化硅和碳化鎢(Tungsten Carbide，WC)等；增加中介層的目的是用來增加附著性，或加工容易，或易于成形而保護膜的材質(zhì)單純以非晶質(zhì)碳而言，雖然具有良好的離型性，但是因為其結(jié)構(gòu)性差、容易損傷、易于氧化、易破裂、沖擊強度低且導熱性能不佳等缺點，所以使用上有困難。
因此，隨后發(fā)展出碳化硅、氮化硅等硬質(zhì)陶瓷，然而硬質(zhì)陶瓷模仁具有加工困難的缺點，此外在制造過程中燒結(jié)助劑如氧化(AluminiumOxide，AlOX)、氧化硼(Boric Oxide，B2O3)等容易與玻璃反應，從而降低了模仁的離性型。
為了改善模仁加工耗時的問題以及延長模仁的壽命，因而有各種系列的鍍膜開發(fā)，而貴金屬鍍膜模仁包括以鉑(Platinum，Pt)合金為主的硬膜模仁；此種膜仁受限于溫度，只能用于模造溫度500～520℃以下的玻璃，模造應用上，以SF玻璃為主；由于貴金屬的化學純性良好，因此對SF玻璃的模造次數(shù)可達到10000次，但是仍然需要配合適當?shù)闹薪閷右约疤峁┮种凭Я３砷L的機制。為了將貴金屬模仁應用于模造高溫玻璃，如LF、SK或BK等系列玻璃，采取以銥(Iridium，Ir)或釕(Ruthenium，Ru)為合金成分的貴金屬合金。
在現(xiàn)有技術中，就貴金屬鍍膜而言，以鉑銥合金(Pt-Ir)系列的貴金屬模仁為主，應用于SF玻璃，但其只能限制在520℃～550℃以內(nèi)使用；如繼續(xù)提高使用溫度時，將會因為嚴重的熱腐蝕(Thermal Etching)作用，導致模仁表面急速裂化，而無法使用。且以貴金屬系列鍍膜的模仁價格昂貴，制造成本高，此外，金屬鍍膜的模造玻璃的模仁的離型性不佳。
另外，2004年1月14日公開的中國第02140644.8號專利申請，其揭示了一種新的金屬模仁，其主要是由底材及保護膜構(gòu)成，其中底材為碳化鎢，在底材上以濺鍍法濺鍍以鉭鎢合金為主的保護膜，以價格較低的金屬代替貴金屬。但是其離型性仍不佳，且模仁使用次數(shù)不是太高，不能滿足市場的需求。
鑒于現(xiàn)有模造玻璃的模仁現(xiàn)有技術以上缺點，有必要提供一種制造成本低、模造次數(shù)高、具有良好的離型性和模造效果的模造玻璃的模仁。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種制造成本低、模造次數(shù)高、具有良好的離型性和模造效果的模造玻璃的模仁。
一種模造玻璃的模仁，由底材及保護膜構(gòu)成，其中底材為碳化鎢，保護膜包括多層交互相疊而成的碳薄膜層和碳化硅薄膜層，該碳薄膜層和碳化硅薄膜層是在底材上以濺鍍法濺鍍或者電漿化學氣相沉積法等方法形成。該碳薄膜層和碳化硅薄膜層用來保護模仁和提高模仁的離型性。
相較現(xiàn)有技術，本發(fā)明以價格較低的碳及碳化硅代替貴金屬，因此比一般的金屬薄膜成本要低，由于多層交互相疊的碳薄膜層與碳化硅薄膜層的存在，使模造過程中薄膜層可以脫落且可以產(chǎn)生氣體，這樣保證了模造玻璃模仁良好的離型性，從而達到較好的模造效果和較高的模造次數(shù)。

圖1是本發(fā)明模造玻璃的模仁結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式請參閱圖1，本發(fā)明模造玻璃的模仁1主要是由底材10和鍍于底材10上的保護膜20構(gòu)成，該保護膜20包括多層交互相疊而成的碳薄膜層201和碳化硅薄膜層202。
底材10是以碳化鎢(WC)為主的超硬合金，其表面經(jīng)過拋光后，接著以濺鍍法濺鍍或者電漿化學氣相成沉積法交替將碳(C)以及碳化硅(SiC)鍍于底材10上，從而形成由多層碳薄膜層201和碳化硅薄膜層202交互相疊而成的保護膜20。其中碳的厚度介于10～100nm，碳化硅(SiC)薄膜層202的厚度介于10～100nm，該保護膜20具有模造面203，由此模造面203形成一模造凹槽204，作為模造玻璃之用。
本發(fā)明模造玻璃的模仁的具體原理如下假定保護膜20為由(C)以及碳化硅(SiC)所交互相疊而成的2n層薄膜層即C/SiC/C/SiC/……(2n層)那么其中包含碳(C)和碳化硅(SiC)各n層所以玻璃模胚與模仁之界面將如下所示SiO2/C/SiC/C/SiC/C/……/WC由于模造玻璃透鏡制程的工作溫度很高且高界面壓力，玻璃模胚與模仁界面的瞬間高溫以及高壓力將使得界面的C氧化(與SiO2之氧化合)而形成薄薄的二氧化碳氣層(CO2 gas bearing layer)，因此脫模之時將非常容易而不會損壞已形成的玻璃透鏡曲面，當數(shù)次模造成形之后第一層C用盡之時玻璃模胚與模仁的界面將如下所示SiO2/SiC/C/SiC/C/……(2n-1層)/WC玻璃模胚與模仁界面的瞬間高溫以及壓力將使SiC中的Si與SiO2中的O結(jié)合而成玻璃的一部分，而SiC中的C則與SiO2中的O結(jié)合而成CO或CO2氣體層(gas bearing layer)，因此脫模之時也將非常容易而不會去干擾到預定成形的形狀。
如此繼續(xù)工作下去，這一種新型模造玻璃透鏡模仁將會是具有比一般較長的模仁壽命，而由碳以及碳化硅所交互相疊而成的多層脫模薄膜層的存在，使模造過程中薄膜層可以脫落且可以產(chǎn)生氣體，這樣保證了模造玻璃模仁良好的離型性，從而達到較好的模造效果和較高的模造次數(shù)，大大提高模仁的壽命。
權利要求
1.一種模造玻璃的模仁，由底材和保護膜構(gòu)成，其特征在于該模造玻璃模的保護膜鍍于底材上，由多層碳薄膜層和碳化硅薄膜層交互相疊組成。
2.如權利要求1所述的模造玻璃的模仁，其特征在于該模造玻璃的模仁底材為碳化鎢為主的超硬合金。
3.如權利要求1所述的模造玻璃的模仁，其特征在于該碳薄膜層和碳化硅薄膜層是在底材上以濺鍍法濺鍍方法形成的。
4.如權利要求1所述的模造玻璃的模仁，其特征在于該碳薄膜層和碳化硅薄膜層是在底材上以電漿化學氣相成沉積法形成的。
5.如權利要求3或4所述的模造玻璃的模仁，其特征在于該碳薄膜層和碳化硅薄膜層的厚度均為10～100nm。
6.如權利要求1所述的模造玻璃的模仁，其特征在于該保護膜具有一模造面，該模造面構(gòu)成一用于模造玻璃的模造凹槽。
7.如權利要求1所述的模造玻璃的模仁，其特征在于該底材表面經(jīng)拋光處理。
全文摘要
一種模造玻璃的模仁，主要是由底材及保護膜構(gòu)成，其中底材為碳化鎢，保護膜包括多層交互相疊而成的碳薄膜層和碳化硅薄膜層，該碳薄膜層和碳化硅薄膜層是在底材上以濺鍍法濺鍍或者電漿化學氣相成沉積法等方法形成的。本發(fā)明以價格較低的碳及碳化硅代替貴金屬，所以成本低，且由于多層交互相疊的碳薄膜層與碳化硅薄膜層的存在，使模造過程中薄膜層可以脫落并可以產(chǎn)生氣體，這樣保證了模造玻璃模仁的良好離型性，從而達到較好的模造效果和較高的模造次數(shù)。
文檔編號C03B40/00GK1712370SQ20041002790
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權日2004年6月25日
發(fā)明者呂昌岳 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司