[发明专利]常压烧结六方氮化硼陶瓷曲面玻璃热弯模具的制造方法

说明书

本发明涉及常压烧结六方氮化硼陶瓷曲面玻璃热弯模具的制造方法，属于氮化硼陶瓷模具技术领域。本发明的目的在于解决现有技术中采用石墨制造曲面玻璃热弯模具不耐氧化侵蚀的问题而提供一种以商业化粉体BN粉体为原料，常压烧结法制造h‑BN陶瓷曲面玻璃热弯模具。BN陶瓷具有热导率高、热膨胀系数低、与玻璃的不浸润性和易加工特性外，高温抗氧化能力比石墨材料要好很多，在1200℃以上高温条件下才开始在空气中氧化，远低于玻璃800℃软化点的热弯温度。此外，该常压烧结六方氮化硼陶瓷曲面玻璃热弯模具的制造方法工艺简单，成本较低，可实现工业化大规模生产，适合推广使用。

技术领域

本发明涉及常压烧结六方氮化硼陶瓷曲面玻璃热弯模具的制造方法，属于氮化硼陶瓷模具领域。

背景技术

六方相氮化硼（h-BN）有“白石墨”之称，因为它具有类似于石墨的层状晶体结构，也具有与石墨相似的物理化学性能，例如良好润滑性和导热性。h-BN 结构陶瓷因为其热导率高、电绝缘性能好、热膨胀系数低、以及和大多数金属的不浸润性，所以在高温绝缘部件、原子能、冶金、航空等领域得到了广泛的应用。利用氮化硼的耐高温、电绝缘性，h-BN 制品可以用来制作等离子体焊接工具的高温绝缘部件、多种加热器的衬套、宇宙飞船的热屏蔽材料等。加上高导热性，可以制作煤矿井下防爆电机绝缘散热片、高温热电偶保护套管。利用 h-BN 对玻璃、金属熔体不润湿性和耐侵蚀性，可以用作特殊冶炼中熔炼多种有色金属、贵金属和稀有金属的器皿、坩埚、输送泵等部件。

随着手机、平板电脑等电子产品的不断升级，这类电子产品的屏幕已经开始大量采用曲面玻璃（如2.5D玻璃屏、3D玻璃屏）。曲面玻璃一般通过设置在热弯机中的曲面玻璃热弯模具来制造，制造方法的基本步骤为：首先，将模具组装为压制预备状态，此时，模具中装有玻璃坯件；然后，对压制预备状态的模具进行加热，从而使模具中所含的玻璃坯件软化；此后，通过模具对软化后的玻璃坯件进行压制，使玻璃坯件成型为曲面玻璃；最后，对模具进行冷却，冷却后从模具中取出曲面玻璃产品。

上述制造方法对于曲面玻璃热弯模具的材料提出了较高要求。一般而言，曲面玻璃热弯模具的材料需满足以下条件：一，在玻璃坯件软化点温度下保持足够的强度，不发生高温变形或蠕变；二、在一定压力下与软化的玻璃坯件下维持界面惰性、互不浸润；三，具有良好的热导性和抗热震性，能够反复进行快速加热和冷却；四、具有良好的被铣削和被抛光性能，从而使制造的曲面玻璃满足电子产品对曲面玻璃表面光洁度、尺寸精度等的苛刻要求；五，与玻璃的热膨胀系数相近，以免在加热时由于热膨胀系数不同导致玻璃发生爆裂或褶皱。

目前所采用的石墨制成的曲面玻璃热弯模具能够满足上述条件。但是，一般玻璃热弯在玻璃800℃的玻璃软化点温度进行，在此温度下，由于石墨不耐氧化侵蚀，曲面玻璃的制造过程中需将模具置于保护气氛(例如氮气、氩气)下，以减少空气与模具接触导致模具烧蚀。使用保护气氛不仅显著的增加了曲面玻璃的制造成本，并且仍然存在模具在弱氧气氛下逐渐烧蚀的现象。因此，模具的表面需要间断性抛光修复，直至最终因为氧化导致石墨晶粒间结合强度下降出现强度不足的整体性失效。根据所采用的石墨性能不同，现有曲面玻璃热弯模具的使用次数一般为1000-3000次。

目前尚未见到BN陶瓷在曲面玻璃热弯模具上应用。本发明将BN陶瓷用于曲面玻璃热弯成型技术领域，涉及BN陶瓷的用途、BN陶瓷曲面玻璃热弯模具的制造方法。

发明内容

本发明所采用的技术方案是：常压烧结六方氮化硼陶瓷曲面玻璃热弯模具的制造方法，其步骤为：

（1）、原料预处理，将BN粉体在空气气氛及温度≥1200℃下处理0.5～2小时后备用；