[发明专利]一种生产智能手机屏幕的专用模具

说明书

技术领域

本发明属于熔融石英陶瓷生产领域，尤其涉及一种以熔融硅微粉为原料生产智能手机屏幕专用模具的方法。

背景技术

智能手机像电脑一样，具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装软件、游戏、导航等第三方服务商提供的程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的手机。智能手机的结构包含触摸屏和其他零部件，触摸屏是其主要部件之一，触摸屏的生产是在模具中浇铸成型，传统生产手机屏幕的模具为石墨材质，石墨以其良好的物理和化学性能成为模具制作的重要材料，石墨模具的优点是：1.优良的导热及导电性能；2.线膨胀系数低，良好的热稳定性能及抗加热冲击性；3.耐化学腐蚀性；4.在高温下强度随温度升高而增大的特点；5.具有良好的润滑性；6.机械加工性能好，可以制作成形状复杂、精度高的模具。近年来发现石墨模具有许多缺点：1石墨模具价格昂贵；2.石墨模具易氧化，浇铸模具时易导致环境脏；3.石墨模具耐磨性一般；4. 石墨模具使用工艺相对复杂。为了克服石墨模具在使用时存在的上述缺陷，本发明用一种新的材料来制作手机模具，也就是以熔融石英陶瓷材料替换石墨材料，熔融石英陶瓷材料的优良性能是熔融石英陶瓷领域的公知常识，其特点是：热膨胀系数小、热稳定性好、电绝缘性好、耐化学侵蚀性好；其最大的优点是在l1O0℃ 以下时，其强度随着温度的升高而增加，从室温至1100 ℃时，其强度可增加33%，在1250℃时产品仍可正常使用，其产品的密度可达到1.97克∕立方厘米。熔融石英陶瓷产品种类繁多，如熔融石英陶瓷辊、熔融石英陶瓷板、熔融石英陶瓷砖等，这些产品使用的主要原料都是熔融石英硅微粉，不同点仅是硅微粉的粒度不同、辅料不同、产品的形状不同而已，但它们大多体积较为庞大。由于本发明产品体积小，重量轻、外壳薄、精度高、坚固度高、密度要较常规熔融石英陶瓷产品要大。为了使产品能够满足上述要求，本发明在生产中拟解决的关键技术问题有如下几项：1.选择熔融石英硅微粉的颗粒度的最佳配比；2.辅料对熔融石英陶瓷烧结性能的影响，选择新的辅料，以达到改善熔融石英陶瓷材料的低温烧结性能的目的；3.为了提高产品的强度，辅料中添加陶瓷纤维丝；4.为了提高产品的密度，在产品成型和烧结的过程中改用加压成型和加压烧结；5.针对产品特点，调整大型梭式窑炉烧结温度和烧结时间。本发明对传统的熔融石英陶瓷生产工艺进行的技术革新主要体现在两点：一是在配料中添加了陶瓷纤维丝，使产品的强度增加；二是加压成型和加压烧结使产品的密度可达2.10克∕立方厘米；使产品能够在体轻壳薄的情况下有足够的强度进行浇铸。本发明产品熔融石英陶瓷手机屏幕模具和石墨模具相比的优点是：1.价格低廉，只有石墨模具的十分之一；2.耐磨性好于石墨2倍以上；3.加工精度高；4.不氧化，使用环境清洁；5.使用工艺简单。

发明内容

本发明主要解决的问题是提供一种生产智能手机屏幕专用模具的方法，生产该产品使用的原料按重量配比为：200-250目熔融石英硅微粉45-50%、300-350目熔融石英硅微粉46-51%、陶瓷纤维丝2.5%、丙烯酰胺AM 0.5%、过硫酸铵0.5%、N.N′亚甲基双丙烯酰胺0.5%、水适量。

本发明采用的技术方案是：

（1）在搅拌罐中先将配方量的陶瓷纤维丝、丙烯酰胺AM、过硫酸铵、N.N′亚甲基双丙烯酰胺、水加入搅拌罐中，常温下搅拌混合均匀。

（2）将配方量的200-250目熔融石英硅微粉、300-350目熔融石英硅微粉送入球磨机球磨2.0-2.2小时，将搅拌罐中的混合物加热至30-35℃后加入球磨机，掺混均匀。

（3）将球磨机中的物料加入专用模具成型，采用边浇铸边震动的方法浇铸成型后送入压力机，加压放置20-22小时后脱去专用模具后得到尚未烧结的手机屏幕模具，再自然晾干30-32小时。

（4）将晾干的尚未烧结的手机屏幕模具送入窑炉开始加热升温，窑炉内保持10-15个大气压，升温速度以从0℃-200℃的区间按75-85℃∕小时的速度升温，从200℃-600℃的区间按45-55℃∕小时的速度升温，从600℃-1200℃的区间按95-105℃∕小时的速度升温，1200℃时保温0.45-0.55小时后停止加热，逐步降温至常温后得到手机屏幕模具毛坯料。

（5）将手机屏幕模具毛坯料送入机械加工设备加工至规定尺寸后得到成品。

本发明的进一步技术方案是：

步骤（1）所述的陶瓷纤维丝由90%的氧化铝、10%的氧化铬制成，其直径为3-5微米。

步骤（1）所述的丙烯酰胺纯度为99%，铁含量小于0.0001%。