專利名稱：復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模仁，尤其涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁及其制備方法。
背景技術(shù)：
模仁廣泛應(yīng)用于模壓成型制程，特別是制造光學玻璃產(chǎn)品，如非球面玻璃透鏡、球透鏡、棱鏡等，采用直接模壓成型(DirectPress-molding)技術(shù)可直接生產(chǎn)光學玻璃產(chǎn)品，無需打磨、拋光等后續(xù)加工步驟，可大大提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)量，且產(chǎn)品質(zhì)量好。但直接模壓成型法對于模仁的化學穩(wěn)定性、抗熱沖擊性能、機械強度、表面光滑度等要求非常高。因而，模壓成型技術(shù)的發(fā)展實際上主要取決于模仁材料及模仁制造技術(shù)的進步。對于模壓成型的模仁一般有以下要求a.在高溫時，具有很好的剛性、耐機械沖擊強度及足夠的硬度；b.在反復(fù)及快速加熱冷卻的熱沖擊下模仁不產(chǎn)生裂紋及變形；c.在高溫時模仁表面與光學玻璃不發(fā)生化學反應(yīng)，不黏附玻璃；d.不發(fā)生高溫氧化；e.加工性能好，易加工成高精度及高表面光潔度的型面；f.成本低。
傳統(tǒng)模仁大多采用不銹鋼或耐熱合金作為模仁材料，這種模仁容易發(fā)生高溫氧化，在反復(fù)熱沖擊作用下，會發(fā)生晶粒長大，從而模仁表面變粗糙，黏結(jié)玻璃。
為解決上述問題，非金屬及超硬合金被用于模仁。據(jù)報導(dǎo)，碳化硅(SiC)，氮化硅(Si3N4)，碳化鈦(TiC)，碳化鎢(WC)及碳化鎢-鈷合金已經(jīng)被用于制造模仁。但是，上述各種碳化物陶瓷硬度非常高，很難加工成所需要的外形，特別是高精度非球面形。而超硬合金除難以加工之外，使用一段時間之后還可能發(fā)生高溫氧化。
所以，以碳化物或超硬合金為模仁基底，其表面形成有其它材料鍍層或覆層的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁成為新的發(fā)展方向，典型的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁如美國專利第4,685,948號。
美國專利第4,685,948號揭示一種用于直接模壓成型光學玻璃產(chǎn)品的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁。其采用高強度的超硬合金(Super-hard Alloy)、碳化物陶瓷或金屬陶瓷(Cermet)作為模仁基底，并在模仁的模壓面形成有銥(Ir)薄膜層，或Ir與鉑(Pt)、錸(Re)、鋨(Os)、銠(Rh)或釕(Ru)的合金薄膜層，或Ru薄膜層，或Ru與Pt、Re、Os、Rh的合金薄膜層。通過所述薄膜層可有效防止模仁基底發(fā)生高溫氧化。
然而，上述復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁的模仁基底硬度很高，其模壓面形狀通常需要通過金剛石切削工具(Diamond Cutting Tool)加工，制程較為復(fù)雜且表面粗糙度較差，不利于脫模。
有鑒于此，提供一種制程簡單且易脫模的模仁實為必要。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的模仁制程較為復(fù)雜且表面粗糙度較差，不利于脫模的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制程簡單且易脫模的模仁及其制備方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其包括一模仁基體，其具有一與欲模壓產(chǎn)品相對應(yīng)的模壓面；其中所述模仁基體孔隙中具有潤滑劑，且所述模仁基體一部分由碳化鎢微粒(WC)及貴金屬微粒(Noble Metal)混合燒結(jié)的燒結(jié)物制成。
所述燒結(jié)物中混合貴金屬微粒的質(zhì)量百分比為1～25％，優(yōu)選為1～13％。
所述貴金屬微粒包括鉑(Pt)、錸(Re)、鉑銠合金(PtmRhn)、錸銥合金(RexIry)或鉑銥合金(PtmIrn)微粒；其中，x值介于0.25與0.55之間，y值介于0.45與0.75之間，m值及n值滿足關(guān)系式m+n＝100及10＜m＜90。
優(yōu)選的，所述由碳化鎢微粒及貴金屬微粒混合燒結(jié)的燒結(jié)物制成部分位于靠近模壓面部分。
所述模仁基體的另一部分也是由碳化鎢微粒及貴金屬微?；旌蠠Y(jié)的燒結(jié)物制成。
優(yōu)選的，所述模仁基體的另一部分由碳化鎢微粒燒結(jié)物制成。
所述潤滑劑包括礦物油及動植物油。
為實現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其包括提供一燒結(jié)用模具，其具有所需模仁的形狀；將碳化鎢微粒及貴金屬微粒的混合材料置于所述燒結(jié)用模具中，并進行燒結(jié)形成一模仁基體，其具有一與欲模壓產(chǎn)品相對應(yīng)的模壓面。
將所述模仁基體浸于潤滑劑中，使?jié)櫥瑒┨畛溆谒瞿Ｈ驶w的孔隙。
所述混合材料中貴金屬微粒的質(zhì)量百分比為1～25％，優(yōu)選為1～13％。
所述貴金屬微粒及碳化鎢微粒的粒徑范圍為1nm～100nm。
所述貴金屬微粒包括鉑(Pt)、錸(Re)、鉑銠合金(PtmRhn)、錸銥合金(RexIry)或鉑銥合金(PtmIrn)；其中，x值介于0.25與0.55之間，y值介于0.45與0.75之間，m值及n值滿足關(guān)系式m+n＝100及10＜m＜90。
優(yōu)選的，所述貴金屬微粒僅混合于所述模仁基體中靠近模壓面部分。
所述潤滑劑包括礦物油及動植物油。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的模仁基體采用碳化鎢微粒及貴金屬微?；旌蠠Y(jié)而成，制程簡單且該燒結(jié)復(fù)合結(jié)構(gòu)在具有高強度的同時，可獲得表面粗糙度良好的模壓面。另，所述模仁基體的孔隙中的潤滑劑可在壓模時被釋放出來，于模壓面形成脫模劑，從而無須額外添加脫模劑，簡化壓模制程。

圖1是本發(fā)明第一實施例復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁靠近模壓面部分的放大示意圖；圖3是本發(fā)明第二實施例復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發(fā)明的第一實施例提供一種用于模壓光學玻璃產(chǎn)品的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁10，包括一模仁基體100，其具有一與欲模壓產(chǎn)品相對應(yīng)的模壓面105。所述模仁基體100孔隙103中具有潤滑劑(未標示)。所述模仁基體100由貴金屬微粒101及碳化鎢微粒102混合燒結(jié)的燒結(jié)物制成。
所述混合燒結(jié)的燒結(jié)物中混合貴金屬微粒101的質(zhì)量百分比為1～25％，優(yōu)選為1～13％。
所述貴金屬微粒101包括鉑(Pt)、錸(Re)、鉑銠合金(PtmRhn)、錸銥合金(RexIry)或鉑銥合金(PtmIrn)微粒；其中，x值介于0.25與0.55之間，y值介于0.45與0.75之間，m值及n值滿足關(guān)系式m+n＝100及10＜m＜90。
所述潤滑劑包括礦物油及動植物油，如機油、有機硅烷等等。
請參閱圖2，模壓時，如箭頭所示，受壓模壓力及高溫的影響，所述模仁基體100孔隙103中的潤滑劑(未標示)可被釋放出來，在模壓面105形成脫模劑。
請參閱圖3，本發(fā)明的第二實施例提供一種用于模壓光學玻璃產(chǎn)品的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁20，其包括一模仁基體200，其具有一與欲模壓產(chǎn)品相對應(yīng)的模壓面205。所述模仁基體200孔隙203中具有潤滑劑(未標示)。本實施例與第一實施例不同之處在于，所述模仁基體200包括第一部分210及第二部分220，其中僅第一部分210材料為貴金屬微粒201及碳化鎢微粒202混合燒結(jié)的燒結(jié)物制成，而第二部分220材料為碳化鎢微粒202燒結(jié)而成。
本發(fā)明還提供所述復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁的制備方法。
請參閱圖1，本發(fā)明提供的第一種方法包括以下步驟提供一燒結(jié)用模具(圖未示)，其具有所需模仁10的形狀；將貴金屬微粒101及碳化鎢微粒102的混合材料置于所述燒結(jié)用模具中；通過施加壓應(yīng)力使所述貴金屬微粒101及碳化鎢微粒102之間緊密冷連接；燒結(jié)所述緊密冷連接的貴金屬微粒101及碳化鎢微粒102形成一模仁基體100，其具有一與欲模壓產(chǎn)品相對應(yīng)的模壓面105；
將所述模仁基體100浸于潤滑劑(未標示)中，使?jié)櫥瑒┏浞痔畛渌瞿Ｈ驶w100燒結(jié)結(jié)構(gòu)的孔隙103。
所述混合材料中貴金屬微粒101的質(zhì)量百分比為1～25％，優(yōu)選為1～13％。
所述貴金屬微粒101及碳化鎢微粒102的粒徑范圍為1nm～100nm。
所述貴金屬微粒101材料包括鉑(Pt)、錸(Re)、鉑銠合金(PtmRhn)、錸銥合金(RexIry)或鉑銥合金(PtmIrn)；其中，x值介于0.25與0.55之間，y值介于0.45與0.75之間，m值及n值滿足關(guān)系式m+n＝100及10＜m＜90。
所述潤滑劑包括礦物油及動植物油，如機油、有機硅烷等等。
請參閱圖3，本發(fā)明提供的第二種方法與第一種方法不同之處在于，將貴金屬微粒201及碳化鎢微粒202的混合材料置于所述燒結(jié)用模具中時，僅在模仁基體200中靠近模壓面205的第一部分210采用貴金屬微粒201及碳化鎢微粒202的混合材料，而第二部分220材料為碳化鎢微粒202。
本發(fā)明的模仁，其模仁基體采用碳化鎢微粒及貴金屬微?；旌蠠Y(jié)而成，制程簡單且具有高硬度，高機械強度的優(yōu)點，可承受高溫模壓時產(chǎn)生的壓力及應(yīng)力。模仁基體混有貴金屬材料，模壓面表面粗糙度好，易于脫模。另，壓模時，受壓力及高溫的影響，所述模仁基體孔隙中的潤滑劑被釋放出來，在模壓面形成脫模劑，從而不必在壓模過程中額外添加脫模劑，簡化壓模制程。綜上所述，本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁具有高機械強度、易脫模、使用方便等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其包括一模仁基體，其具有一模壓面；其特征在于，所述模仁基體孔隙中具有潤滑劑，且所述模仁基體一部分由碳化鎢微粒及貴金屬微?；旌蠠Y(jié)的燒結(jié)物制成。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其特征在于，所述燒結(jié)物中貴金屬微粒的質(zhì)量百分比為1～25％。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其特征在于，所述燒結(jié)物中貴金屬微粒的質(zhì)量百分比為1～13％。
4.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其特征在于，所述貴金屬材料包括鉑(Pt)、錸(Re)、鉑銠合金(PtmRhn)、錸銥合金(RexIry)或鉑銥合金(PtmIrn)；其中，x值介于0.25與0.55之間，y值介于0.45與0.75之間，m值及n值滿足關(guān)系式m+n＝100及10＜m＜90。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其特征在于，所述潤滑劑包括礦物油及動植物油。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其特征在于，所述模仁基體中，由碳化鎢微粒及貴金屬微?；旌蠠Y(jié)的燒結(jié)物制成部分位于靠近模壓面部分。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其特征在于，所述模仁基體的另一部分也是由碳化鎢微粒及貴金屬微粒混合燒結(jié)的燒結(jié)物制成。
8.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其特征在于，所述模仁基體的另一部分由碳化鎢微粒燒結(jié)物制成。
9.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其包括提供一燒結(jié)用模具，其具有所需模仁的形狀；將碳化鎢微粒及貴金屬微粒的混合材料置于所述燒結(jié)用模具中，并燒結(jié)形成一模仁基體，其具有一與欲模壓產(chǎn)品相對應(yīng)的模壓面；將所述模仁基體浸于潤滑劑中，使?jié)櫥瑒┨畛溆谒瞿Ｈ驶w的孔隙。
10.如權(quán)利要求9所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其特征在于，所述混合材料中貴金屬微粒的質(zhì)量百分比為1～25％。
11.如權(quán)利要求10所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其特征在于，所述混合材料中貴金屬微粒的質(zhì)量百分比為1～25％。
12.如權(quán)利要求11所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其特征在于，所述貴金屬微粒及碳化鎢微粒之粒徑范圍為1nm～100nm。
13.如權(quán)利要求12所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其特征在于，所述貴金屬微粒包括鉑(Pt)、錸(Re)、鉑銠合金(PtmRhn)、錸銥合金(RexIry)或鉑銥合金(PtmIrn)；其中，x值介于0.25與0.55之間，y值介于0.45與0.75之間，m值及n值滿足關(guān)系式m+n＝100及10＜m＜90。
14.如權(quán)利要求9所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其特征在于，所述潤滑劑包括礦物油及動植物油。
15.如權(quán)利要求9至14中任意一項所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁制備方法，其特征在于，所述貴金屬微粒僅混合于所述模仁基體中靠近模壓面部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于模壓玻璃產(chǎn)品的復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁，其包括一模仁基體，其具有一模壓面；所述模仁基體孔隙中具有的潤滑劑，且所述模仁基體一部分由碳化鎢微粒及貴金屬微粒混合燒結(jié)的燒結(jié)物制成。本發(fā)明還提供上述復(fù)合結(jié)構(gòu)模仁的制備方法。
文檔編號C03B40/02GK1800064SQ200510032759
公開日2006年7月12日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7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