[发明专利]一种玻璃模具的专用模仁

说明书

技术领域

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

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。

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。

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，以铂-铱(Pt-Ir)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

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。

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。

优选地，所述钛-硅薄膜层的厚度为50～100纳米。

优选地，所述钛-硅-氮薄膜层的厚度为100～300纳米。

优选地，所述钛-铝-硅-氮薄膜层的厚度为300～500纳米。

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FJL560 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 mm×20 mm×2 mm 的SiO2 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。

优选地，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1Pa； 靶基距70 mm。

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。

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5×10 -3 托～8×10 -3 托的工作压力。 

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(Ti-Al-Si-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，与铂、铱等贵金属相比，可大幅度地降低模造玻璃模仁的成本。

附图说明

无附图。

具体实施方式

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。

优选地，所述钛-硅薄膜层的厚度为50～100纳米。

优选地，所述钛-硅-氮薄膜层的厚度为100～300纳米。

优选地，所述钛-铝-硅-氮薄膜层的厚度为300～500纳米。