專利名稱：一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具及其制造方法
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)品的模具及其制造方法。
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(shí)際上主要取決于模具材料及模具制造技術(shù)的進(jìn)步。對(duì)于模壓成型的模具有以下要求a.在高溫時(shí)，具有良好剛性、耐機(jī)械沖擊強(qiáng)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具不產(chǎn)生裂紋及變形；c.在高溫時(shí)模具成型表面與光學(xué)玻璃不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不粘附玻璃；d.不發(fā)生高溫氧化；e.加工性能好，易加工成高精度及高表面光潔度的型面；f.成本低。
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。但上述材料制得的模具在多次模壓后，由于氧化使得其表面變得粗糙，此結(jié)果會(huì)直接影響所加工的光學(xué)玻璃產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中模具由于氧化使其表面變粗糙的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種耐氧化的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具。
本發(fā)明還提供一種上述模具的制造方法。
為解決此技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其包括模具基體和位于模具基體表面的膜層，此膜層的材料包括(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z，其中x等于0.77～0.92，y等于0.05～0.15，z等于0.03～0.08。
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；沉積(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料在上述模具基體的表面，使得(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的膜層形成在其表面，其中x等于0.77～0.92，y等于0.05～0.15，z等于0.03～0.08。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在模具基體表面形成(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的膜層，使得本發(fā)明的模具在模壓時(shí)，不會(huì)因氧化而使得其表面變粗糙。

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(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請(qǐng)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，其包括一內(nèi)表面為非球面的模具基體2及附著在模具基體2內(nèi)表面的膜層3。其中模具基體2可選擇以下材料SiC、Si、Si3N4、ZrO2、TiN、TiO2、TiC、B4C、WC、W、WC-Co合金。膜層3的材料為(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z，其中x等于0.77～0.92，y等于0.05～0.15，z等于0.03～0.08，其厚度為100～500埃。
請(qǐng)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頂部的濺射靶12，其材料為(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z，其中x等于0.77～0.92，y等于0.05～0.15，z等于0.03～0.08；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(duì)應(yīng)的固持器16，用于固持模具基體3；一位于固持器16下方并與其相連的陽(yáng)極電極17；一與陽(yáng)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及兩氣體通入孔21、22。其中固持器16與陽(yáng)極電極17可與一發(fā)動(dòng)機(jī)(圖未示)相連，在形成膜層3在模具基體2時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可帶動(dòng)固持器16與陽(yáng)極電極17轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，該固持器16還包括一鉭絲加熱器(圖未示)，用在加熱模具基體2。
在模具基體2表面形成膜層3時(shí)，先將模具基體2固持在固持器16，用固持器16的鉭絲加熱器加熱模具基體2，開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使其轉(zhuǎn)速在1～10轉(zhuǎn)/分鐘，帶動(dòng)固持器16與陽(yáng)極電極17轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得模具基體2轉(zhuǎn)動(dòng)，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，其中氬氣的流量為20～40sccm，氧氣的流量為5～10sccm。加電壓在射頻產(chǎn)生器15，使其頻率為13.56MHz，等離子體23產(chǎn)生在濺射靶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(shí)，(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的顆粒從濺射靶12脫離，并沉積在固持器16所固持的模具基體2上，控制濺射率在3.3～8.3埃/秒，并通過控制氧氣的流量，使(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料中的ZrO2的含量為7％～92％，Y2O3的含量為5％～15％，Al2O3的含量為3％～8％，經(jīng)12～150秒后，厚度為100～500埃的膜層3形成在模具基體2上，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的內(nèi)表面改變可用在制造其它光學(xué)玻璃產(chǎn)品，如棱鏡。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，而不會(huì)脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其包括模具基體，其特征在于，此模具進(jìn)一步包括位于模具基體表面的膜層，此膜層的材料包括(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z，其中x等于0.77～0.92，y等于0.05～0.15，z等于0.03～0.08。
2.根椐權(quán)利要求1所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其特征在于上述膜層的厚度為100～500埃。
3.根椐權(quán)利要求1所述的用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具，其特征在于上述模具基體的材料可選擇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，其特征在于包括以下步驟提供一模具基體；沉積(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料在上述模具基體的表面，使得(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的膜層形成在該表面，其中x等于0.77～0.92，y等于0.05～0.15，z等于0.03～0.08。
5.根椐權(quán)利要求4所述的模具的制造方法，其特征在于沉積(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料之前，先行加熱模具基體。
6.根椐權(quán)利要求4所述的模具的制造方法，其特征在于(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的膜層是在10-6Torr的壓力環(huán)境下而形成。
7.根椐權(quán)利要求4所述的模具的制造方法，其特征在于沉積(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料之前，先行通入氬氣與氧氣，其中氬氣的流量為20～40sccm，氧氣的流量為5～10sccm。
8.根椐權(quán)利要求4所述的模具的制造方法，其特征在于(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的膜層是由離子轟擊(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料從而產(chǎn)生顆粒沉積在模具基體表面而形成。
9.根椐權(quán)利要求4所述的模具的制造方法，其特征在于沉積(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的沉積速率為3.3～8.3埃/秒。
10.根椐權(quán)利要求4所述的模具的制造方法，其特征在于沉積(ZrO2)x(Y2O3)y(Al2O3)z材料的時(shí)間為12～150秒。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于制造光學(xué)玻璃產(chǎn)品的模具及其制造方法，此模具包括模具基體，及附著在模具基體表面的膜層，此膜層厚度為100～500埃，其材料為(ZrO
文檔編號(hào)C23C16/40GK1541958SQ0311438
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)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(qǐng)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