用于成形玻璃的模具及其制备方法技术

一种用于成形玻璃的模具，其可通过下述方法来制备，所述方法包括提供具有包含至少约90％镍的成形表面的模具体，通过对所述模具体的成形表面进行氧化热处理来改变所述模具体的成形表面的组成。氧化热处理可包含升温热处理,固定的热处理,或同时包含升温热处理和固定的热处理。升温热处理可包含以约20℃/小时-约500℃/小时的速率把加热温度增加到约700℃-约1000℃的温度。固定的热处理可包括将加热温度在约700℃-约1000℃下保持至少约5分钟的保持时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.119要求美国专利申请号14/158,262的优先权，后者要求2013年01月21日提交的美国临时申请系列第61/754,798号的申请日权益，本申请涉及2014年01月17日提交的美国临时申请系列第14/158,242号，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。背景
本专利技术总体涉及模具，具体来说，涉及用于成形玻璃的模具。
技术介绍
现代电子器件的当前需求是具有非常高水平的表面质量的薄的三维玻璃基材，这使得需要开发能商业化地提供无缺陷的成形玻璃基材的新的材料和方法。成形玻璃的形成通常涉及高温过程，其涉及把待形成的玻璃加热到可操控玻璃的温度，然后使玻璃顺应模具来得到设计的形状。成形玻璃基材的经典方法包括电视管形成，其中在阳模和阴模之间压制软化的玻璃凝块(gob)，以及瓶形成，其中在一对中空模具中吹塑玻璃。在成形操作中，模具材料的选择通常是成功的关键。为了最优化形成的玻璃制品的形状和表面质量，模具材料必须满足以下条件：1)在加工温度下具有优异的氧化和腐蚀耐受性；2)与玻璃的反应极小(无粘着)；和3)在加工温度下强度足够高，从而抵抗由形成力导致的形变和扭曲。实践中，可能难以选择一种满足所有上述要求的材料。一种解决方案是在模具表面上施涂涂层，从而获得不同材料的益处的组合来实现成功的形成。在现代玻璃形成工业中，涂覆的模具是最经常使用的。未涂覆的模具(或裸模)比较少，且限于低端玻璃制品例如瓶子和某些不要求高表面质量的玻璃器皿。如果使用裸模，通常施加一定水平的润滑来帮助形成过程和保留表面质量。这些润滑剂难以一致地施涂，且需要辅助的清洁步骤来去除。对于高端产品，特别是对于光学质量的制品例如压制形成的照相机透镜而言，认为涂层是很关键的。尽管涂层有助于满足玻璃形成过程中的挑战，但它们形成新的问题。例如，涂层可显著增加成本，为管理过程增加新的变量。更重要的是，涂层常常在操作中退化并失去功能，限制了模具的寿命，并必须频繁地进行再次涂覆。因此，在高端、高质量玻璃基材领域仍然需要获得能商业化地提供无缺陷的成形玻璃基材的更好的模具材料。概述本文所述的实施方式涉及用于成形玻璃的模具和制备该模具的方法。根据一种实施方式,用于成形玻璃的模具可通过下述方法来制备，所述方法可包括提供具有包含至少约90％镍的成形表面的模具体，通过对所述成形表面进行氧化热处理来改变所述模具体的成形表面的组成。氧化热处理可包括升温(ramping)热处理,固定的热处理,或同时包括升温热处理和固定的热处理。升温热处理可包括以约20℃/小时-约500℃/小时的速率把加热温度增加到约700℃-约1000℃的温度。固定的热处理可包括将加热温度在约700℃-约1000℃下保持至少约5分钟的保持时间。镍氧化物层的平均厚度可为约500nm-约20微米。在另一种实施方式中,用于成形玻璃的模具可包含模具体，该模具体包含成形表面和在所述成形表面上的镍氧化物层。至少一部分的靠近所述成形表面的模具体可包含至少约90％的镍。所述模具的成形表面上的镍氧化物层的平均厚度可为约500nm-约20微米，且镍氧化物层的平均表面粗糙度(Ra)可小于或等于约1微米。还在另一种实施方式中，玻璃制品可通过下述方法制造，所述方法包括供应用于成形玻璃的模具，通过在足以允许成形玻璃的温度下使玻璃接触模具来形成玻璃制品。所述模具可包含模具体，该模具体包括成形表面和在所述成形表面上的镍氧化物层。至少一部分的靠近所述成形表面的模具体可包含至少约90％的镍。所述模具的成形表面上的镍氧化物层的平均厚度可为约500nm-约20微米，且镍氧化物层的平均表面粗糙度(Ra)可小于或等于约1微米。在以下的详细描述中提出了本专利技术实施方式的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。附图简要说明图1示意性地显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于成形玻璃的模具的结构；图2图形化显示通过不同的固定的温度和保持时间形成的镍氧化物层的平均厚度；和图3图形化显示通过不同的固定的温度和保持时间形成的镍氧化物层的峰值表面粗糙度。详细描述下面将详细参考用于成形玻璃的模具及制造用于成形玻璃的模具的方法的实施方式，它们的示例如附图所示。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。下面将具体参考附图更加详细地描述制备用于成形玻璃的模具的方法的实施方式,以及用于成形玻璃的模具的实施方式。以下描述是作为启用教导来提供的。为此，本领域技术人员应当意识和体会到，可以对本文所述的各个实施方式进行各种变化，同时仍然能够达到所述有益的结果。还显而易见的是，本专利技术所需的有益结果中的一部分可以通过选择一些特征而不利用其他的特征来获得。因此，本领域普通技术人员会认识到，对本专利技术的许多更改和修改都是可能的，在某些情况下甚至是希望的，并且是本专利技术的一部分。因此，提供下面的描述只作为说明性的，而不应构成限制性的。揭示了可用于所揭示的方法和组合物、可结合所揭示的方法和/或组合物而使用、可用于所揭示的方法和组合物的制备、或者是所揭示的方法和组合物的实施方式的材料、化合物、组合物、以及组分。在本文中揭示了这些和其它的材料，应理解当揭示了这些材料的组合、子集、相互作用、组，等等而未明确地揭示每个不同的单独的和集合的组合的具体参考以及这些化合物的排列时，在本文中具体设想和描述了它们中的每一个。因此，如果公开了一类取代物A、B、和C并且还公开了一类取代物D、E、和F和组合的实施方式A-D的实例，则可单独地和共同地设想每一个。因此，在本实施例中，具体设想了以下A-E,A-F,B-D,B-E,B-F,C-D,C-E和C-F的每一个组合，应认为在批露A,B和C；D,E和F时被批露；以及示例组合A-D的内容揭示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于成形玻璃的模具的方法，其包括：提供模具体，该模具体具有包含至少约90％镍的成形表面；和通过对所述成形表面进行氧化热处理，在所述成形表面上形成镍氧化物层来改变所述成形表面的组成，该氧化热处理包括：升温热处理，其包括以约20℃/小时‑约500℃/小时的速率把加热温度增加到约700℃‑约1000℃的温度；固定的热处理，其包括将加热温度在约700℃‑约1000℃下保持至少约5分钟的保持时间；或同时包括所述升温热处理和所述固定的热处理；其中所述镍氧化物层的平均厚度为约500nm‑约30微米。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.21 US 61/754,798;2014.01.17 US 14/158,2621.一种制造用于成形玻璃的模具的方法，其包括：
提供模具体，该模具体具有包含至少约90％镍的成形表面；和
通过对所述成形表面进行氧化热处理，在所述成形表面上形成镍氧化
物层来改变所述成形表面的组成，该氧化热处理包括：
升温热处理，其包括以约20℃/小时-约500℃/小时的速率把加热温度
增加到约700℃-约1000℃的温度；
固定的热处理，其包括将加热温度在约700℃-约1000℃下保持至少约
5分钟的保持时间；或
同时包括所述升温热处理和所述固定的热处理；
其中所述镍氧化物层的平均厚度为约500nm-约30微米。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化热处理同时包括
升温热处理和固定的热处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述升温热处理包括以约50℃/小时-约150℃/小时的速率把加热温
度增加到约700℃-约900℃的温度；和
所述固定的热处理包括将加热温度在约700℃-约900℃下保持约14小
时-约18小时的保持时间。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述升温热处理包括以约90℃/小时-约110℃/小时的速率把加热温
度增加到约775℃-约825℃的温度；和
所述固定的热处理包括将加热温度在约775℃-约825℃下保持约14小
时-约18小时的保持时间。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述升温热处理包括以约50℃/小时-约150℃/小时的速率把加热温
度增加到约800℃-约1,000℃的温度；和
所述固定的热处理包括将加热温度在约800℃-约1000℃下保持约30
分钟-约1.5小时的保持时间。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述升温热处理包括以约90℃/小时-约110℃/小时的速率把加热温
度增加到约875℃-约925℃的温度；和
所述固定的热处理包括将加热温度在约875℃-约925℃下保持约30分
钟-约1.5小时的保持时间。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：
所述升温热处理包括以约50℃/小时-约150℃/小时的速率把加热温
度增加到约950℃-约1000℃的温度；和
所述固定的热处理包括将加热温度在约950℃-约1000℃下保持0秒-
约30分钟的保持时间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·霍尼，D·M·莱恩曼，K·T·莫里西，W·王，K·E·沃默，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US