專利名稱：一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具及該模具的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種模具及其制造方法，特別是關(guān)于一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具及該模具的制造方法。
背景技術(shù)：
制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品，如非球面玻璃透鏡，主要采用模壓成型技術(shù)，而模壓成型技術(shù)的發(fā)展實際上主要取決于模具材料和模具制造技術(shù)的進步。對于模壓成型的模具有以下要求a.在高溫時，具有很好的剛性、耐機械沖擊強度和足夠的硬度；b.在反復(fù)和快速加熱冷卻的熱沖擊下模具不會產(chǎn)生裂紋和變形；c.在高溫時模具成型表面與光學(xué)玻璃不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會粘附玻璃；d.不發(fā)生高溫氧化；e.加工性能好，易加工成高精度和高表面光潔度的型面；f.成本低。
加工高精度光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具通常采用碳化鎢(Tungsten Carbide)或碳化鎢-鈷合金。然而，由上述材料制得的模具在多次加工后，其表面會因氧化作用變得粗糙，直接影響所加工的光學(xué)玻璃產(chǎn)品的質(zhì)量。
為解決此技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)采用化學(xué)氣相沉積的方法在模具表面上沉積一β-SiC膜。但是，這種模具在400℃以上加工時會粘著光學(xué)玻璃產(chǎn)品，使得光學(xué)玻璃產(chǎn)品不容易脫模。
為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種化學(xué)穩(wěn)定性好，且在脫模時不會粘著光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具成為必要。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)穩(wěn)定性好，且在脫模時不會粘著光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種化學(xué)穩(wěn)定性好，且在脫模時不會粘著光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其包括模具基體，和位于該模具基體表面的膜層，該膜層材料包括類金剛石碳，膜層厚度為50～200埃。
本發(fā)明還提供一種制造上述模具的方法，其包括以下步驟提供一模具基體；在上述模具基體的表面沉積碳，使得在基體表面形成一厚度為50～200埃的類金剛石碳膜層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明在模具基體表面形成的類金剛石碳膜層化學(xué)惰性好，能抵抗各種酸、堿及有害氣體的侵蝕，使得本發(fā)明的模具在模壓時，不會發(fā)生氧化反應(yīng)；透明、絕緣強度高、導(dǎo)熱性好、硬度高、摩擦系數(shù)低，脫模時不會與光學(xué)玻璃產(chǎn)品粘著，且可保護模具基體不受損傷，從而提高模具的使用壽命。另外，本發(fā)明的膜層厚度為50～200埃，形成此膜時，可容易獲得連續(xù)膜，膜層的耐磨性佳，模壓光學(xué)玻璃產(chǎn)品時，變形量與誘導(dǎo)應(yīng)力小，且多次模壓后，膜層不易脫落。

圖1是本發(fā)明的模具的示意圖；圖2是本發(fā)明的射頻濺射設(shè)備的示意圖。
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)明提供一種用于模壓非球面玻璃透鏡的模具1，其包括一成型表面為非球面的模具基體2和位于模具基體2成型表面的膜層3。其中模具基體2可以選擇以下材料SiC、Si、Si3N4、ZrO2、TiN、TiO2、TiC、B4C、WC、W或WC-Co合金。膜層3為類金剛石碳膜(Diamond Like Carbon，DLC)，其厚度為50～200埃。該類金剛石碳膜化學(xué)惰性好，能抵抗各種酸、堿及有害氣體的侵蝕；透明、絕緣強度高、導(dǎo)熱性好、硬度高、摩擦系數(shù)低，高溫模壓時不會黏著非球面玻璃透鏡，可保證非球面玻璃透鏡順利脫模，且可保護模具基體2不受損傷，從而提高模具1的使用壽命。另外，本發(fā)明的膜層3厚度為50～200埃，形成此膜時，可容易獲得連續(xù)膜，膜層3的耐磨性佳，模壓非球面透鏡時，變形量與誘導(dǎo)應(yīng)力小，且多次模壓后，膜層3不易脫落。
請參閱圖2，本發(fā)明采用射頻濺射(RF Sputtering)設(shè)備10形成膜層3。本發(fā)明所采用的射頻濺射設(shè)備10包括一真空腔室11，其接地；一位于真空腔室11頂部的碳材料濺射靶12；一與濺射靶12相連接的平面磁控濺射槍(Magnetron Sputter Gun)13，其包括一陰極環(huán)(圖未示)；一與磁控濺射槍13電性連接的阻抗匹配電路(Impedance Matching Circuit)14；一與阻抗匹配電路14相連的射頻產(chǎn)生器(RF Generator)15，其接地；一位于真空腔室11底部并與濺射靶12相對應(yīng)的固持器16，用于固持模具基體2；一位于固持器16下方并與其相連的陽極電極17；一與陽極電極17相連的電極調(diào)節(jié)電路18；一渦輪泵19，用于將真空腔室11抽成真空；一門閥20和兩氣體通入孔21、22。其中固持器16和陽極電極17可與一發(fā)動機(圖未示)相連，在模具基體2表面形成膜層3時，發(fā)動機可帶動固持器16與陽極電極17轉(zhuǎn)動。此外，該固持器16還包括一鉭線加熱器(圖未示)，用于加熱模具基體2。
在模具基體2表面形成膜層3時，先將模具基體2固持于固持器16，用固持器16的鉭線加熱器加熱模具基體2，開動發(fā)動機帶動固持器16與陽極電極17轉(zhuǎn)動，從而使得模具基體2轉(zhuǎn)動，將門閥20打開，利用渦輪泵19將真空腔室11抽至10-6Torr以下，然后從氣體通入孔21、22分別通入氬氣與氧氣，或分別通入氬氣與甲烷，其中氫氣或甲烷的體積含量為5～20％。在射頻產(chǎn)生器15上加電壓，使其頻率為13.56MHZ，等離子體23產(chǎn)生于濺射靶12與固持器16之間。當(dāng)濺射靶12被等離子體23中的離子轟擊時，碳原子從濺射靶12脫離，并沉積于固持器16所固持的模具基體2表面，控制濺射率為3.3～8.3埃/秒，經(jīng)6～60秒后，50～200埃的膜層3形成于模具基體2表面，從而獲得本發(fā)明的模具1。
本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員應(yīng)明白，將本發(fā)明的模具基體2的成型表面改變可用于制造其它光學(xué)玻璃產(chǎn)品，如棱鏡。
權(quán)利要求
1.一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其包括一模具基體，及一形成于模具基體表面的膜層，其特征在于該膜層材料包括類金剛石碳。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其特征在于該膜層的厚度為50～200埃。
3.如權(quán)利要求1所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其特征在于該模具基體材料可選擇SiC、Si、Si3N4、ZrO2、TiN、TiO2、TiC、B4C、WC、W或WC-Co合金。
4.一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，包括以下步驟提供一模具基體；在該模具基體的表面沉積一類金剛石碳膜層。
5.如權(quán)利要求4所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，其特征在于包括在沉積前進一步加熱模具基體。
6.如權(quán)利要求4所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，其特征在于該類金剛石碳膜層是在10-6Torr的環(huán)境下沉積而形成。
7.如權(quán)利要求6所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，其特征在于該類金剛石碳膜是在氫氣與氬氣氣氛下沉積而形成，且氫氣的體積含量為5～20％。
8.如權(quán)利要求6所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，其特征在于該類金剛石碳膜是在甲烷與氬氣氣氛下沉積而形成，且甲烷的體積含量為5～20％。
9.如權(quán)利要求4所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，其特征在于該類金剛石碳膜是由離子轟擊碳材料從而沉積碳于模具基體表面而形成。
10.如權(quán)利要求4所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，其特征在于沉積的速率為3.3～8.3埃/秒。
11.如權(quán)利要求4所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具的制造方法，其特征在于沉積的時間為6～60秒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具及該膜具的制造方法，該模具包括一模具基體，及一位于該模具基體表面的膜層，此膜層包括一類金剛石碳膜，其厚度為50～200埃。本發(fā)明還提供一種制造上述模具的方法，包括以下步驟提供一模具基體；以3.3～8.3埃/秒的沉積速率，在該模具基體的表面沉積碳，經(jīng)6～60秒，在模具基體表面形成一厚度為50～200埃的類金剛石碳膜。
文檔編號C03B11/08GK1541960SQ0311438
公開日2004年11月3日 申請日期2003年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者陳杰良 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