本發(fā)明涉及一種玻璃加熱石墨模具及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著手機、可穿戴產(chǎn)品、移動電子等3C電子產(chǎn)品輕薄化、時尚化、實用化的產(chǎn)品需求，現(xiàn)有的電子產(chǎn)品外殼越來越多的使用玻璃材質(zhì)，并且手機，可穿戴產(chǎn)品，移動電子等產(chǎn)品外形越來越多的使用漸變，弧面，3D異形曲面等復雜外形的3D曲面玻璃屏幕或背板。

3C移動電子設(shè)備所使用的2D弧面或3D曲面玻璃一般采用玻璃高溫加熱后熱彎的工藝技術(shù)實現(xiàn)，已廣泛應(yīng)用于各類3C電子產(chǎn)品曲面屏幕的生產(chǎn)。同時因石墨材料優(yōu)良的高導熱、耐高溫、線膨脹系數(shù)低、熱穩(wěn)定性能及抗加熱沖擊性好、化學穩(wěn)定性好、不易受熔融玻璃的浸潤且不會改變玻璃的成分，是玻璃高溫熱彎模具的理想的材質(zhì)。

但因石墨在高溫加熱生產(chǎn)曲面玻璃的過程中石墨模具表面容易被氧化，產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳，使得模具持續(xù)的使用過程中尺寸會慢慢變小，從而產(chǎn)生的曲面玻璃尺寸不良、損傷曲面玻璃表面并造成模具損壞。

因玻璃熱彎屬于對平面玻璃的二次加工，玻璃高溫熱彎的成型工藝及熱彎模具的可控性與精度有限，導致3D曲面玻璃精度較低，無法滿足3C電子產(chǎn)品所需的塑膠模內(nèi)一體成型需求，同時因精度問題一般只能做到一模一穴，且成型周期長，導致產(chǎn)能低成本高。

且因石墨材料的拉伸、抗彎曲、彈性等性能遠低于金屬鋼材，造成石墨模具相對于常規(guī)金屬材質(zhì)的模具更易損壞且不易保養(yǎng)，使用壽命低，生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種玻璃加熱石墨模具及其制作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種玻璃加熱石墨模具，包括前模和后模，所述前模包括前?；褪牧系那澳ＤＨ剩龊竽０ê竽；褪牧系暮竽ＤＨ剩銮澳；祥_設(shè)有適配所述前模模仁的空穴，所述前模模仁安裝在所述前?；目昭ㄖ?，所述后?；祥_設(shè)有適配所述后模模仁的空穴，所述后模模仁安裝在所述后模基座的空穴中，所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的中間區(qū)域為適于在合模時加工出熱彎玻璃的3D曲面，所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的邊緣區(qū)域上分別開設(shè)有多個支撐鑲件過孔，所述支撐鑲件過孔中安裝有支撐鑲件，在模具合模時由所述前模模仁和所述后模模仁上相對設(shè)置的支撐鑲件接觸，起到模仁定位與支撐作用并承擔模仁壓力。

進一步地：

每個支撐鑲件均設(shè)置成能夠單獨調(diào)整厚度以調(diào)節(jié)模仁合模精度與受壓平衡。

所述前模基座/所述后?；祥_設(shè)有導柱安裝孔，所述導柱安裝孔中安裝有導柱，所述后?；?所述前模基座上對應(yīng)于所述導柱安裝孔開設(shè)有定位孔，在模具合模時所述導柱插入對應(yīng)的定位孔內(nèi)。

所述定位孔中設(shè)置有用于防止磨損的導套。

所述前模模仁和所述后模模仁的表面上具有抗氧化層。

所述抗氧化層為碳化硅或碳化鎢或二氧化硅或三氧化二鋁或二氧化鈦膜層。

所述前?；嫌卸鄠€空穴以安裝多個所述前模模仁，所述前?；嫌型瑯訑?shù)量的多個空穴以安裝多個所述后模模仁。

所述前?；退龊竽；牟牧蠟槟＞咪摬幕蚴牧?，所述支撐鑲件的材料為模具鋼材。

一種制作所述的玻璃加熱石墨模具的制作方法，包括：

制作前?；?、后模基座、石墨材料的前模模仁、石墨材料的后模模仁，其中在所述前?；祥_設(shè)適配所述前模模仁的空穴，在所述后?；祥_設(shè)適配所述后模模仁的空穴，在所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的中間區(qū)域形成適于在合模時加工出熱彎玻璃的3D曲面，在所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的邊緣區(qū)域上分別開設(shè)有多個支撐鑲件過孔；制作支撐鑲件，將所述支撐鑲件安裝到所述支撐鑲件過孔中，使得在模具合模時由所述前模模仁和所述后模模仁上相對設(shè)置的支撐鑲件接觸，起到模仁定位與支撐作用并承擔模仁壓力；將所述前模模仁安裝到所述前?；目昭ㄖ?，將所述后模模仁安裝到所述后模基座的空穴中。

進一步地，對所述前模模仁和所述后模模仁進行抗氧化涂層工藝處理；優(yōu)選地，使用PVD真空鍍膜工藝，在高溫條件下對模仁進行處理，在模仁表面形成均勻的碳化硅或碳化鎢或二氧化硅或三氧化二鋁膜層，或者，使用真空加壓浸漬或噴涂的方法，使模仁的表面均勻的附著上一層二氧化鈦或三氧化二鋁膜層或碳化鎢膜層，并進行高溫固化。

本發(fā)明實施例的有益效果有：

1、實現(xiàn)了一種多穴抗氧化玻璃加熱石墨模具，提升石墨模具成型品質(zhì)的同時易于大規(guī)模量產(chǎn)。

2、抗氧化涂層工藝簡單，對石墨模具的適用性廣，解決3C電子產(chǎn)品加熱石墨模具因高溫易氧化而導致的成型尺寸變化并損壞模具的問題，在提升成型品質(zhì)的同時，大幅提升了模具的使用壽命，降低了3D曲面玻璃生產(chǎn)制造的成本。

3、隔離式的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計在避免了石墨模具前后模仁及金屬等硬物直接接觸，提升模具壽命及穩(wěn)定性的的同時，還提升了模具合模的精度，保證了玻璃熱彎時受力的穩(wěn)定性及一致性，提升了玻璃加熱石墨模具的成型精度。

4、采用了框架組合式的多穴石墨模具及可調(diào)節(jié)支撐柱結(jié)構(gòu)，解決了因石墨模具過大而受壓不平衡，并使用支撐鑲件代替石墨模具本體受壓，大幅提升了玻璃加熱石墨模具的穩(wěn)定性的同時避免模具易損壞的問題。

5、獨特的非接觸式及其配合抗氧化涂層的模具結(jié)構(gòu)，使石墨材料只與玻璃接觸，避免了石墨材料表面涂層與非玻璃接觸，避免因磨損或碰撞導致的涂層損壞問題，有效的保護了石墨模具表層的抗氧化涂層，提升了涂層及石墨模具的使用壽命。

6、石墨抗氧化涂層能有效填充石墨材料表面氣孔，其抗氧化、耐磨、耐腐蝕、抗沖擊性能優(yōu)異，有效的解決了石墨模具高溫氧化的問題，彌補了石墨材料的性能在高溫熱彎玻璃模具中的不足。

7、模具零件均使用裝配式的模具結(jié)構(gòu)，并預(yù)留好金屬熱膨脹余量，避免了石墨材料與模具零件之間的相互摩擦，使石墨模具的易磨損及損壞部位均可使用標準件替換，使石墨模具維護簡單方便，維護成本低。

8、每個石墨模仁上支撐鑲件調(diào)整單穴石墨模具模仁的受壓量與壓力平衡，精準控制玻璃熱彎的精度，大幅增加了玻璃熱彎工藝的穩(wěn)定性與成型精度。

9、通過多穴支撐鑲件的相互調(diào)節(jié)，綜合調(diào)整整套多穴石墨模具的壓力平衡，精準的控制玻璃熱彎的精度的同時，彌補熱彎工藝可控性差，成型精度低的問題，解決了多穴熱彎模具的尺寸難控制的問題，實現(xiàn)了玻璃加熱石墨工藝的高效生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的石墨材料預(yù)加工的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的模仁支撐鑲件的示意圖；

圖3a和圖3b分別為本發(fā)明實施例的模具的后?；颓澳；氖疽鈭D；

圖4a和圖4b分別為本發(fā)明實施例的前?；秃竽；习仓枚嘌Ｈ室约凹庸е爸舞偧椎氖疽鈭D；

圖5a和圖5b分別為本發(fā)明實施例的精加工后的后模模仁和前模模仁；

圖6a和圖6b分別為本發(fā)明實施例的裝配完成的后模和前模；

圖7為本發(fā)明實施例的模具整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例制備的熱彎玻璃產(chǎn)品示意圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參閱圖1至圖8，在一種實施例中，一種玻璃加熱石墨模具，包括前模和后模，所述前模包括前?；?和石墨材料的前模模仁3，所述后模包括后模基座2和石墨材料的后模模仁4，所述前?；祥_設(shè)有適配所述前模模仁的空穴5，所述前模模仁安裝在所述前模基座的空穴中，所述后模基座上開設(shè)有適配所述后模模仁的空穴，所述后模模仁安裝在所述后模基座的空穴中，所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的中間區(qū)域為適于在合模時加工出熱彎玻璃11的3D曲面，所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的邊緣區(qū)域上分別開設(shè)有多個支撐鑲件過孔6，所述支撐鑲件過孔中安裝有支撐鑲件7，在模具合模時由所述前模模仁和所述后模模仁上相對設(shè)置的支撐鑲件接觸，起到模仁定位與支撐作用并承擔模仁壓力。

在優(yōu)選的實施例中，每個支撐鑲件均設(shè)置成能夠單獨調(diào)整厚度以調(diào)節(jié)模仁合模精度與受壓平衡。

在優(yōu)選的實施例中，所述前模基座/所述后?；祥_設(shè)有導柱安裝孔8，所述導柱安裝孔中安裝有導柱9，所述后?；?所述前模基座上對應(yīng)于所述導柱安裝孔開設(shè)有定位孔10，在模具合模時所述導柱插入對應(yīng)的定位孔內(nèi)。

在更優(yōu)選的實施例中，所述定位孔中設(shè)置有用于防止磨損的導套。

在優(yōu)選的實施例中，所述前模模仁和所述后模模仁的表面上具有抗氧化層。所述抗氧化層可以為碳化硅或碳化鎢或二氧化硅或三氧化二鋁或二氧化鈦膜層。

在優(yōu)選的實施例中，所述前?；嫌卸鄠€空穴以安裝多個所述前模模仁，所述前?；嫌型瑯訑?shù)量的多個空穴以安裝多個所述后模模仁。

在優(yōu)選的實施例中，所述前模基座和所述后?；牟牧蠟槟＞咪摬幕蚴牧希鲋舞偧牟牧蠟槟＞咪摬?。

參閱圖1至圖8，在另一種實施例中，一種制作所述的玻璃加熱石墨模具的制作方法，包括：

制作前模基座1、后?；?、石墨材料的前模模仁3、石墨材料的后模模仁4，其中在所述前模基座上開設(shè)適配所述前模模仁的空穴5，在所述后模基座上開設(shè)適配所述后模模仁的空穴，在所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的中間區(qū)域形成適于在合模時加工出熱彎玻璃11的3D曲面，在所述前模模仁和所述后模模仁的相對面的邊緣區(qū)域上分別開設(shè)有多個支撐鑲件過孔6；制作支撐鑲件7，將所述支撐鑲件安裝到所述支撐鑲件過孔中，使得在模具合模時由所述前模模仁和所述后模模仁上相對設(shè)置的支撐鑲件接觸，起到模仁定位與支撐作用并承擔模仁壓力；將所述前模模仁安裝到所述前?；目昭ㄖ?，將所述后模模仁安裝到所述后?；目昭ㄖ校瓿苫c模仁的組裝。

以下結(jié)合圖1至圖7進一步描述玻璃加熱石墨模具的制作方法的具體實施例的特征和優(yōu)點。

1、對高純度石墨材料的表面進行機械切削預(yù)加工，如圖1所示。

切削加工使石墨材料周邊的4個側(cè)面為相互平行或垂直的矩形，作為后加工的基準面。上下面也切削加工，平面度0.05mm以內(nèi)，并與側(cè)面垂直。側(cè)面表面的粗糙度盡量小于3.2，以提高后加工的精度。

2、加工石墨模仁上的支撐鑲件，并制作成標準件，作為后續(xù)安裝至石墨模仁上的模具零件，承擔模具合模時的壓力與限位作用，如圖2所示。

支撐鑲件為耐高溫模具鋼制作，通過安裝支撐鑲件，可調(diào)節(jié)石墨模具的合模精度與石墨模仁受壓平衡。支撐鑲件可制作成多套模具共用的標準件，尺寸可分為0.005mm～0.50mm范圍內(nèi)，以0.01mm的高度差值依次制作多套。支撐鑲件有足夠的面積與強度承擔模具壓力，根據(jù)具體產(chǎn)品要求及模具結(jié)構(gòu)而定，形式不限。

3、使用模具鋼材或石墨材料，制作石墨模具前后模仁的基座，并完成裝配尺寸的精加工，如圖3a和圖3b所示。

因3D熱彎玻璃成型周期較長，在實際生產(chǎn)中，使用石墨模具基座并根據(jù)熱彎機有效工作平面及產(chǎn)品的尺寸大小，采用鑲嵌形式將石墨模具安裝進石墨模具基座中，做成一模多穴的石墨模具。使用石墨模具基座和石墨鑲件組合的形式，可減少因石墨模具過大而加工困難，降低石墨模具加工制造難度；改善因模具過大而受壓不平衡導致多穴之間熱彎模具的尺寸差，提升模具制造精度，并避免模具損壞的問題，從而大幅提升成型效率，降低3D熱彎曲面玻璃的生產(chǎn)制造成本。

4、加工模具基座的導柱孔和石墨模仁的支撐鑲件過孔，并完成石墨前后模仁與模具基座的裝配，如圖4a和圖4b所示。

導柱安裝孔、定位孔、鑲件孔預(yù)留抗氧化涂層厚度與金屬熱膨脹系數(shù)余量。前后模仁的導柱孔一起加工，以提高石墨模具導向及定位的精度。

5、對石墨材料進行切削精加工，加工出熱彎玻璃的3D曲面特征及模具的分型面，如圖5a和圖5b所示。

因石墨材料韌性不及模具鋼材，為提升熱彎模具穩(wěn)定性，模具分型面大面積平滑過度。模具上熱彎區(qū)域的特征尺寸預(yù)留后續(xù)省模拋光及抗氧化涂層的厚度余量。

裝配完成的多穴玻璃熱壓后模和前模如圖6a和圖6b所示。

6、對石墨模具的熱彎曲面部分進行省模拋光，研磨至#800砂紙以上，去除石墨模具表面的切削刀紋，并使其表面光滑一致。

7、對模具的前后模仁進行抗氧化涂層工藝處理，隔絕石墨材料與空氣的直接接觸。

方案一、使用PVD真空鍍膜工藝，在高溫條件下對石墨模仁進行處理，使用特種氣體釋放出硅和碳，硅和碳結(jié)合，從而將石墨模具包裹起來，形成SiC保護層，所形成的SiC牢牢的粘貼在石墨模具上，在石墨模具表面形成均勻的碳化硅膜層，封住石墨材料表面的氣孔并與空氣隔絕,起到對石墨材料抗氧化、耐磨、耐腐蝕、抗沖擊的作用。除可形成碳化硅膜層外，還可使用此類工藝形成碳化鎢或二氧化硅或三氧化二鋁膜層。

方案二、使用真空加壓浸漬或噴涂的方法，使石墨模具的表面均勻的附著上一層二氧化鈦或三氧化二鋁膜層或碳化鎢膜層，并進行高溫固化，封住石墨材料表面的氣孔并與空氣隔絕,起到對石墨材料抗氧化、耐磨、耐腐蝕、抗沖擊的作用。

8、對模具進行尺寸檢測和修正加工，完成整套石墨模具的適配(配模)，如圖6a和圖6b所示，從而實現(xiàn)整套的一模多穴玻璃加熱石墨模具，如圖7所示。

石墨模具的導柱定位側(cè)上安裝導套，避免導柱直接與石墨模具長期接觸，防止磨損抗氧化涂層磨損或模具定位精度降低。

模仁上的支撐鑲件起支撐模具前后模作用，在模具合模時由前后模仁的支撐鑲件接觸并定位，避免石墨模具前后模仁長期直接接觸損壞涂層并提升模具合模的精度。每個支撐鑲件均可單獨調(diào)整厚度，保護石墨模具的同時使石墨模具受壓平衡，特別是對于多穴熱彎石墨模具，效果明顯。支撐鑲件孔及導柱孔預(yù)留鋼材熱膨脹余量，避免降低模具精度或損壞石墨模具。

可根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及熱彎工藝要求，制作曲面弧度依次由小到大的多組石墨模具，將平面玻璃逐步的按產(chǎn)品尺寸要求，熱彎成要求的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以保證熱彎曲面玻璃的尺寸精度。

工作時，安裝石墨模具至曲面玻璃熱彎機上，并通過支撐鑲件調(diào)節(jié)，實現(xiàn)多穴玻璃石墨模具的高精度成型。

具體地，根據(jù)工藝要求依次將多組玻璃加熱石墨模具安裝在曲面玻璃熱彎機上的連續(xù)熱彎爐上，并設(shè)定石墨模具加熱溫度，一般在400度至700度范圍內(nèi)。通過每個石墨模仁上支撐鑲件的高度尺寸調(diào)整單穴石墨模具模仁的受壓量與壓力平衡，以精準的控制玻璃熱彎的精度。同時通過多穴支撐鑲件的相互調(diào)節(jié)，調(diào)整整套多穴石墨模具的壓力平衡，以彌補熱彎工藝可控性差，成型精度低的問題。進行逐一的熱彎加工，實現(xiàn)玻璃加熱石墨模具一模多穴高精度成型，并最終冷卻形成產(chǎn)品要求尺寸的3D曲面玻璃，如圖8所示。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。