模造玻璃的壓製件的製作方法

2023-09-24 02:26:25 1

專利名稱：模造玻璃的壓製件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模造玻璃(Molding Glass)的壓製件(Molding Die)，特別是一種保護膜為利用鉬(Mo)與釕(Ru)金屬合金製作成的高精度或高軟化點玻璃模造鏡片使用的壓製件。
背景技術：
高精度玻璃模造較為完整的實施，最早揭示於1974年Eastman Kodak公司的美國US3,833,347，而經過20多年的研發歷程中，壓製件的使用因應各種材質的開發及製程的成熟化，約略可區分出幾個世代，由最早的非晶質碳、碳化矽(Silicon Carbide，SiC)與氮化矽(Silicon Nitride；Si3N4)硬質陶瓷、金屬、貴金屬材料、各種薄膜應用，乃至類鑽石薄膜(Diamond Like Carbon，DLC)、硼化物陶瓷等。
此外，壓製件的適用性基本上須考慮到下列幾點(1)離型性，以避免與玻璃產生反應、黏附現象；(2)足夠的硬度與機械強度，以成形玻璃並避免表面刮傷；(3)高溫穩定性，以避免在模造氣氛中發生分解現象與氣氛反應；(4)耐熱衝擊性，以忍受模造過程中的熱循環；(5)可加工性，以加工形成特定光學面並考慮加工時間與成本；(6)壓製件壽命，延長壓製件壽命可降低成本。
而傳統模造玻璃的壓製件至少包括底材與其上一層保護膜的組合結構，或包括底材、一中介層(Buffer Layer)與保護膜的組合結構，其中，底材的材質包括不鏽鋼、碳化矽和碳化鎢(Tungsten Carbide，WC)等，而增加一層中介層結構，主耍用以增加附著性，或為求加工或成形容易；而保護膜的材質包括非晶質碳，或碳化矽、氮化矽等硬質陶瓷，或貴金屬鍍膜等；其中，貴金屬鍍膜又包括以鉑銥合金(Pt-Ir)系列的貴金屬合金，或以銥(Iridium，Ir)或釕(Ruthenium，Ru)為合金成份的貴金屬合金，或在銥錸合金、銥釕合金系列的貴金屬保護膜中再添如氮化鉻(CrN)、氮化鉭(Tantalum Nitride，TaN)、其它氮化物或氧化鋁等陶瓷成分。而上述各種壓製件結構及技術分別揭示於美國USUS 5,538,528，及中國臺灣TW345535、TW427957、TW445242、TW457219及TW506946，如TW427957開發鉑銥(Pt-Ir)合金，可以在570℃使用2000次以上；TW445242、506946則使用含氮化鉻(CrN)、氮化鉭(TaN)、其它氮化物或氧化鋁等陶瓷成分的銥錸(Ir-Re)合金或銥釕(Ir-Ru)合金，可以在640℃使用3000次、700℃使用2000次。
但是，實際製作時，因上述傳統壓製件結構皆具有一層含貴金屬成份的保護膜，且其製程是使用濺鍍法製作，致所用靶材乃為價格高昂的貴金屬，造成製作成本提高甚多。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種可以降低製造成本的模造玻璃的壓製件。
本實用新型的壓製件在底材表面以濺鍍法濺鍍一層耐高溫的鉬(Mo)與釕(Ru)合金來作為保護膜，以取代傳統的保護膜的貴金屬合金，從而具有降低壓製件的製作成本，但仍可符合高精度或高軟化點玻璃模造鏡片所使用的壓製件要求的技術效果。
本實用新型的上述目的是這樣實現的，一種模造玻璃的壓製件，包括一底材；以及一保護膜，其位於該底材上，且該保護模由鉬與釕製成。
其中，底材的材質包括碳化鎢合金。
其中，保護膜的鉬與釕合金中鉬為36％～70％。
其中，保護膜的厚度為0.1～0.2微米。
其中，該底材及該保護膜之間還設有一中介層。
其中，該中介層由鎳製成。
其中，中介層的厚度為0.1微米。
下面將參照附圖描述實現本實用新型目的所採用的技術手段與功效，需要說明的是，以下附圖所列舉的實施例僅用於輔助說明，而不用於限制本實用新型的範圍。


圖1是本實用新型模造玻璃的壓製件的剖面示意圖，其為第一實施例；以及圖2是本實用新型模造玻璃的壓製件的剖面示意圖，其為第二實施例。
附圖標記說明1壓製件；2壓製件；10底材；20保護膜；21模造面；22模造凹槽；30中介層。
具體實施方式
圖1是本實用新型的模造玻璃的壓製件的剖面示意圖，其為第一實施例。其中，壓製件1依序包括一底材10與堆棧於其上的保護膜20。
當壓製件1製作時，首先將該底材10的表面研磨拋光，其中該底材10的材質為以碳化鎢(WC)為主的超硬合金；然後，於該底材10的上形成一保護膜20，該保護膜20的材料例如可為以濺鍍法濺鍍的鉬(Mo)與釕(Ru)金屬合金保護膜，其中鉬(Mo)佔36％～70％，且該保護膜20的厚度範圍為0.02～0.2微米之間。該保護膜20上具有一模造面21，由該模造面21定義出一模造凹槽22，以供模造玻璃之用。
再請參照圖2所示的本實用新型的模造玻璃的壓製件的剖面示意圖，其為第二實施例。於圖2中，各種組件符號均與圖1相同，故於此不再多加贅述。與第一實施例的差異處在於，壓製件2的底材10與保護膜20之間還設有一中介層30。
當壓製件2製作時，首先將該底材10的表面研磨拋光，其中該底材10的材質為以碳化鎢(WC)為主的超硬合金；接著先在該底材10表面上形成一中介層30，該中介層30的材料例如為以濺鍍法濺鍍的鎳(Ni)金屬，其厚度可為0.03~0.1微米；設置該中介層30是為了增加該保護膜20與該底材10的附著性，藉以延長壓製件2使用壽命。然後，於該中介層30的上形成一保護膜20，該保護膜20的材料例如為以濺鍍法濺鍍的鉬(Mo)與釕(Ru)金屬合金保護膜，其中鉬(Mo)佔36％～70％，且該保護膜20的厚度範圍為0.02～0.2微米(μm)之間。該保護膜20上具有一模造面21，由該模造面21定義出一模造凹槽22，以供模造玻璃之用。
藉由具有不同成分百分比及厚度(μm)的保護膜20的壓製件l或2作為測試樣本，以進行實際高溫模造測試實驗，其中，將OHARA公司L-BAL42玻璃置於已鍍好保護膜20的壓製件1或2上，仿真實際壓造時每次熱循環於所訂溫度維持120秒後降溫，測試期間保持氮氣氣氛避免氧化，定期觀察保護膜表面是否有明顯反應如霧化或掉膜。霧化的判定為量測模造成品表面粗糙度，粗糙度在110以下表膜層狀況良好，大於110則判定為損壞。霧化或掉膜任一狀況發生稱為膜層損壞。膜層壽命以500次為界線，少於500次的膜層判定為不良。下表的測試結果

附著力NO.2 20ntNO.6 10nt其中，NO.1，NO.3，NO.4，NO.5保護膜測試樣品的表面粗度變化如下表面粗度()

No.1因為保護膜厚度太薄，導致迅速霧化。在測試中玻璃取樣會有些許差異，但對膜層未明顯霧化的狀況下測試樣品表面糙度接維持在110以下。
由上述測試結果可知，本實用新型中壓製件表面被覆的保護膜所使用靶材成本雖僅為一般貴金屬材料20％以下的鉬(Mo)與釕(Ru)金屬合金製成，但在模造應用上，卻仍可以於580℃高溫中，使壓製件的使用壽命最低達500次以上，而模造成品的品質仍可維持粗糙度在110以下的光學品質。
故於模造應用上，本實用新型壓製件可大量降低製造成本，但仍符合高精度或高軟化點玻璃模造鏡片所使用的壓製件的要求。
以上所述僅為本實用新型的最佳實施例，不能以此限定本實用新型所實施的範圍。因此，凡依本實用新型權利要求所作的均等變化與修飾的，皆應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種模造玻璃的壓製件，其特徵在於包括一底材；以及一保護膜，其位於該底材上，且該保護模由鉬與釕製成。
2.如權利要求1所述模造玻璃的壓製件，其特徵在於，該底材的材質包括碳化鎢合金。
3.如權利要求1所述的模造玻璃的壓製件，其特徵在於，保護膜的鉬與釕合金中鉬為36％～70％。
4.如權利要求1所述的模造玻璃的壓製件，其特徵在於，保護膜的厚度為0.1～0.2微米。
5.如權利要求1所述的模造玻璃的壓製件，其特徵在於，該底材及該保護膜之間還設有一中介層。
6.權利要求5所述的模造玻璃的壓製件，其特徵在於，該中介層由鎳製成。
7.如權利要求5所述的模造玻璃的壓製件，其特徵在於，中介層的厚度為0.1微米。
專利摘要本實用新型是一種模造玻璃的壓製件，包括一底材以及一保護膜；其中該保護膜位於該底材上，且該保護模由鉬與釕製成，由此取代傳統保護膜的貴金屬合金如鉑銥合金、銥錸合金或銥釕合金等，可有效降低壓製件的製作成本，並仍可達到高精度或高軟化點玻璃模造鏡片所使用的壓製件標準。
文檔編號C03B11/06GK2789246SQ200520005328
公開日2006年6月21日 申請日期2005年3月3日 優先權日2005年3月3日
發明者龍澄原, 杜正恭, 劉冠廷, 蔡延佐 申請人:乙太精密股份有限公司, 杜正恭