一种玻璃模具的专用模仁的制作方法
【专利摘要】一种玻璃模具的专用模仁，包括一模仁本体以及一以其背面覆盖于该模仁本体上的钛-硅薄膜层,所述钛-硅薄膜层的正面覆盖于一钛-硅-氮薄膜层的背面，所述钛-硅-氮薄膜层的正面覆盖于一钛-铝-硅-氮薄膜层的背面。本发明结构简单、设计巧妙，通过采用多个薄膜层的结构，可以增加各个薄膜层彼此间的附着力，而且可以避免因本体的成分扩散到模造玻璃模仁的表面，而影响所模造之玻璃的质量。
【专利说明】 一种玻璃模具的专用模仁
【技术领域】
[0001]本发明涉及模具领域，更具体地说，涉及一种玻璃模具的专用模仁。
【背景技术】
[0002]近年来，数码相机、数码摄影机等光学产品以及具有拍照功能的手机迅速发展，为满足高的成像质量以及轻薄短小、方便携带等需求，一般塑料制造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，对于非球面的小尺寸玻璃镜片而言，如果以抛光研磨的方式加工制造，不仅难度高而且时间长，因此，目前的趋势是以模具制造(以下简称模造)的方式生产非球面、小尺寸的玻璃镜片。
[0003]模造玻璃的模仁，对所模造的玻璃镜片质量起决定性作用，也和一个模仁能够模造的玻璃镜片的数目有重要关系，能够模造的玻璃镜片数目越多，越能降低生成玻璃镜片的成本，因此一个好的模仁必须具备以下特性:(1)抗粘性强:避免与玻璃镜片产生沾黏；
(2)高硬度:易于成型玻璃；(3)低粗糙性:避免使玻璃产生缺陷；(4)抗磨耗性佳:使其具有较长的使用寿命；(5)耐高温氧化:避免于模造过程中发生分解，或与模造气体产生反应。
[0004]为了使模仁具有上述特性，通常情况在模仁的表面镀膜，常用的镀膜是贵金属薄膜，以钼-铱(Pt-1r)合金薄膜为主流，因为贵金属薄膜在高温时不与玻璃产生化学反应，具有耐高温氧化、化学安定等特性，然而，其缺点为硬度低、寿命短，而且材料费用成本高昂。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种玻璃模具的专用模仁，其主要目的在于克服现有模造玻璃的模仁存在的硬度低、寿命短，而且材料费用成本高昂等缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种玻璃模具的专用模仁，包括一模仁本体以及一以其背面覆盖于该模仁本体上的钛-硅薄膜层，所述钛-硅薄膜层的正面覆盖于一钛-硅-氮薄膜层的背面，所述钛-硅-氮薄膜层的正面覆盖于一钛-铝-硅-氮薄膜层的背面。
[0007]优选地，所述钛-硅薄膜层的厚度为50?100纳米。
[0008]优选地，所述钛-硅-氮薄膜层的厚度为100?300纳米。
[0009]优选地，所述钛-招-娃-氮薄膜层的厚度为300?500纳米。
[0010]优选地，所述钛-硅薄膜层是通过磁控溅射镀膜方式覆盖在所述模仁本体上，该磁控溅射镀膜方式包括以下步骤:a、采用沈阳科学仪器股份有限公司制造的F几560型高真空多功能磁控溅射镀膜机，使用直径为60 mm,厚度为3 mm,纯度为5 N的钛靶，基片为40 mmX20 mmX2 mm的Si02薄片；b、基片镀膜前先用丙酮清洗，然后用超声波清洗，最后用去离子水冲洗风干；c、在沉积薄膜之前，钛靶用Ar离子轰击预溅射5分钟，待溅射稳定后再移开基片挡板开始薄膜的沉积。
[0011]优选地，所述磁控派射镀膜方式选择的工艺参数范围为:Ar气流量20 seem ;直流电源功率80 W ;溅射气压IPa ；靶基距70 mm。
[0012]优选地，所述钛-硅薄膜层与钛-硅-氮薄膜层之间通过非平衡磁控溅射方法进行覆盖，所述钛-硅-氮薄膜层与所述钛-铝-硅-氮薄膜层之间也是通过非平衡磁控溅射方法进行覆盖。
[0013]优选地，所述非平衡磁控溅射方法选择的工艺参数范围为:选取80瓦?150瓦低功率；选取5X10 -3托?8X10 -3托的工作压力。
[0014]和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
本发明结构简单、设计巧妙，通过采用多个薄膜层的结构，可以增加各个薄膜层彼此间的附着力，而且可以避免因本体的成分扩散到模造玻璃模仁的表面，而影响所模造之玻璃的质量。上述的钛-铝-硅-氮(T1-Al-S1-N)薄膜层在模造玻璃时会直接与玻璃接触，它具有高硬度、抗磨耗、耐高温氧化等特性，可延长模造玻璃模仁的使用寿命，并且具有良好的离模性、低粗糙，可以保证所模造的玻璃的质量。以上多种薄膜层的成分采用钛、铝、硅、氮元素，这些元素在自然界中都容易取得，与钼、铱等贵金属相比，可大幅度地降低模造玻璃模仁的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]无附图。
【具体实施方式】
[0016]—种玻璃模具的专用模仁，包括一模仁本体以及一以其背面覆盖于该模仁本体上的钛-硅薄膜层，所述钛-硅薄膜层的正面覆盖于一钛-硅-氮薄膜层的背面，所述钛-硅-氮薄膜层的正面覆盖于一钛-铝-硅-氮薄膜层的背面。
[0017]优选地，所述钛-硅薄膜层的厚度为50?100纳米。
[0018]优选地,所述钛-硅-氮薄膜层的厚度为100?300纳米。
[0019]优选地，所述钛-招-娃-氮薄膜层的厚度为300?500纳米。
[0020]优选地，所述钛-硅薄膜层是通过磁控溅射镀膜方式覆盖在所述模仁本体上，该磁控溅射镀膜方式包括以下步骤:a、采用沈阳科学仪器股份有限公司制造的F几560型高真空多功能磁控溅射镀膜机，使用直径为60 mm,厚度为3 mm,纯度为5 N的钛靶，基片为40 mmX20 mmX2 mm的Si02薄片；b、基片镀膜前先用丙酮清洗，然后用超声波清洗，最后用去离子水冲洗风干；c、在沉积薄膜之前，钛靶用Ar离子轰击预溅射5分钟，待溅射稳定后再移开基片挡板开始薄膜的沉积。
[0021]优选地，所述磁控派射镀膜方式选择的工艺参数范围为:Ar气流量20 seem ;直流电源功率80 W ;溅射气压IPa ；靶基距70 mm。
[0022]优选地，所述钛-硅薄膜层与钛-硅-氮薄膜层之间通过非平衡磁控溅射方法进行覆盖，所述钛-硅-氮薄膜层与所述钛-铝-硅-氮薄膜层之间也是通过非平衡磁控溅射方法进行覆盖。
[0023]优选地，所述非平衡磁控溅射方法选择的工艺参数范围为:选取80瓦?150瓦低功率；选取5X10 -3托?8X10 -3托的工作压力。
[0024]和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
本发明结构简单、设计巧妙，通过采用多个薄膜层的结构，可以增加各个薄膜层彼此间的附着力，而且可以避免因本体的成分扩散到模造玻璃模仁的表面，而影响所模造之玻璃的质量。上述的钛-铝-硅-氮(T1-Al-S1-N)薄膜层在模造玻璃时会直接与玻璃接触，它具有高硬度、抗磨耗、耐高温氧化等特性，可延长模造玻璃模仁的使用寿命，并且具有良好的离模性、低粗糙，可以保证所模造的玻璃的质量。以上多种薄膜层的成分采用钛、铝、硅、氮元素，这些元素在自然界中都容易取得，与钼、铱等贵金属相比，可大幅度地降低模造玻璃模仁的成本。
[0025]以上对本发明所提供的一种玻璃模具的专用模仁进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于:包括一模仁本体以及一以其背面覆盖于该模仁本体上的钛-硅薄膜层，所述钛-硅薄膜层的正面覆盖于一钛-硅-氮薄膜层的背面，所述钛-硅-氮薄膜层的正面覆盖于一钛-铝-硅-氮薄膜层的背面。
2.如权利要求1所述一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于:所述钛-硅薄膜层的厚度为50?100纳米。
3.如权利要求2所述一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于:所述钛-硅-氮薄膜层的厚度为100?300纳米。
4.如权利要求3所述一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于:所述钛-铝-硅-氮薄膜层的厚度为300?500纳米。
5.如权利要求4所述一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于，所述钛-硅薄膜层是通过磁控溅射镀膜方式覆盖在所述模仁本体上，该磁控溅射镀膜方式包括以下步骤:a、采用沈阳科学仪器股份有限公司制造的F几560型高真空多功能磁控溅射镀膜机，使用直径为60 mm,厚度为3 mm,纯度为5 N的钦革E，基片为40 mmX 20 mmX 2 mm的Si02薄片；b、基片镀膜前先用丙酮清洗，然后用超声波清洗，最后用去离子水冲洗风干；C、在沉积薄膜之前，钛靶用Ar离子轰击预溅射5分钟，待溅射稳定后再移开基片挡板开始薄膜的沉积。
6.如权利要求5所述一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于，所述磁控溅射镀膜方式选择的工艺参数范围为:Ar气流量20 sccm;直流电源功率80 W ;溅射气压IPa ;靶基距70 mm。
7.如权利要求6所述一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于，所述钛-硅薄膜层与钛-硅-氮薄膜层之间通过非平衡磁控溅射方法进行覆盖，所述钛-硅-氮薄膜层与所述钛-铝-硅-氮薄膜层之间也是通过非平衡磁控溅射方法进行覆盖。
8.如权利要求7所述一种玻璃模具的专用模仁，其特征在于，所述非平衡磁控溅射方法选择的工艺参数范围为:选取80瓦?150瓦低功率；选取5 X 10 -3托?8 X 10 -3托的工作压力。
【文档编号】C23C14/35GK104294229SQ201410518096
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】潘文祥 申请人:惠安县高智模具技术服务有限公司