3D玻璃硬质合金模具及其制作方法技术

本发明专利技术提出一种3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其包括以下步骤：提供一硬质合金模具坯料；将所述硬质合金模具坯料放入反应室内，并排除其中空气；对所述反应室进行升温，并还原所述硬质合金模具坯料模腔内表面的氧化物；通入含碳气体；及通入需沉积物质的卤化物气体，使其与含碳气体在所述硬质合金模具坯料模腔内表面发生反应沉积，从而形成沉积层，得到所述3D玻璃硬质合金模具。本发明专利技术还提出一种3D玻璃硬质合金模具。

3D glass carbide mould and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
3D玻璃硬质合金模具及其制作方法
本专利技术涉及一种3D玻璃模具，特别是一种3D玻璃硬质合金模具及其制作方法。
技术介绍
由于3D玻璃材质的独特性能，其被广泛的应用在手机、平板等电子产品领域，目前，3D玻璃的成型主要采用石墨模具，由于其具有与玻璃类似的热膨胀系数，并在高温下不与玻璃产生反应。而石墨材料因属于孔隙材料，其多孔的结构会使玻璃在成型时表面产生凹凸点、麻点等，降低其外观质量与良率。同时，石墨材料极易被氧化与刮伤，使用寿命低，致使模具成本过高。硬质合金具有密度高，材料表面无明显孔隙，且耐氧化，其优异的性能可以作为石墨模具在3D玻璃领域的代替品。但硬质合金材料高温下易与玻璃发生反应，从而产生粘膜的状况。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种能解决上述问题的3D玻璃硬质合金模具的制作方法。还提供一种上述制作方法制作的3D玻璃硬质合金模具。一种3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其包括以下步骤：提供一硬质合金模具坯料；将所述硬质合金模具坯料放入反应室内，并排除其中空气；对所述反应室进行升温，并还原所述硬质合金模具坯料模腔内表面的氧化物；通入含碳气体；及通入需沉积物质的卤化物气体，使其与含碳气体在所述硬质合金模具坯料模腔内表面发生反应沉积，从而形成沉积层，得到所述3D玻璃硬质合金模具。一种3D玻璃硬质合金模具，所述3D玻璃硬质合金模具包括相互配合的上模板及下模板，所述上模板与所述下模板共同形成的模腔用于在加工时成型3D玻璃，所述上模板与所述下模板采用合金制成，所述上模板与所述下模板至少在模腔内表面上形成有一沉积层，所述沉积层主要为碳或碳化物。本专利技术所述3D玻璃硬质合金模具由于采用化学气相沉积的方式，在硬质合金模腔内表面形成碳或碳化物沉积层，使硬质合金材料可以作为3D玻璃的成型模具，弥补了石墨做成型模具的缺陷，并且成本较低。附图说明图1是本专利技术的一个实施例中的3D玻璃硬质合金模具的立体示意图。图2是本专利技术3D玻璃硬质合金模具制作方法的流程图。主要元件符号说明3D玻璃硬质合金模具100上模板10下模板20如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，本专利技术提供一种3D玻璃硬质合金模具100，用于成型3D玻璃。所述3D玻璃硬质合金模具100包括相互配合的上模板10及下模板20。上模板10与下模板20共同形成的模腔用于在加工时成型3D玻璃。所述上模板10与所述下模板20采用相同材质的合金制成。优选的，所述上模板10与所述下模板20采用具有与3D玻璃类似的热膨胀系数且材料表面无明显孔隙的合金制成。具体地，所述上模板10与所述下模板20的材质可根据成型的3D玻璃而选择WC-Co(或称钨钴)合金、WC-TiC-Co(或称钨钛钴)合金、WC-TiC-TaC(NbC)-Co合金、碳化钨基合金、碳化钛基合金等热膨胀系数集中于4.5～7.4×10-6/℃中的一种。如当加工结构较复杂，需要冲击压力较大的3D玻璃时，适合采用钨钴合金。其主要由碳化钨和钴组成，加2％以下其他的碳化物(碳化钽、碳化铌、碳化钒等)作为添加剂，其中钴含量在3～30％之间。而其中钴含量在20％～30％的高钴合金适合需要冲击压力较大的3D玻璃成型模具材料。而钨钛钴合金，其中碳化钛含量在4～40％，钴含量在4～15％，此类合金相较于钨钴合金具有更高的抗氧化性，使用寿命更长，但抗冲击性相对较弱，更适合做结构较简单的3D玻璃的模具。NbC-Co合金，其碳化钛在5～15％，碳化钽(碳化铌)2～10％，钴5～15％，其余为碳化钨。此类合金相较于钨钛钴合金有更好的高温抗氧化性，同时也有较好的抗热震性，适用于成型温度高(650～1000℃)，频繁冷热冲击(15～50min内高温至室温转换)。而碳化钨基合金、碳化钛基合金，由碳化钨或碳化钛与碳素钢或合金钢组成。其退火相较于其他几类合金具有更高的切削加工性能。并且原料价格低，制造过程简单，加工费用少，成本较低。所述上模板10与所述下模板20至少在模腔内表面上进行过表面处理工艺，形成沉积层。优选的，所述上模板10与所述下模板20的接触面上均经过表面处理形成有沉积层。所述沉积层具备耐高温性，抗热震性，并且在高温下不与玻璃产生反应。具体地，所述沉积层主要为碳或碳化物。碳或碳化物作为沉积层能承受650～1000℃的高温，在频繁的高低温转化下仍能与硬质合金保持较好的结合力，并且沉积层在玻璃成型后不会粘附在玻璃上。请参阅图2，本专利技术还提供一种采用化学气相沉积(CVD)的3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其包括以下步骤：步骤S1，提供一硬质合金模具坯料。所述硬质合金模具坯料包括相互配合的上模板10及下模板20，所述上模板10与所述下模板20共同形成的模腔用于在加工时成型3D玻璃。步骤S2，对所述硬质合金模具坯料的模腔内表面进行预处理。具体地，对所述上模板10与所述下模板20的接触面及接触面上形成的模腔内表面进行抛光、清洁以及干燥处理。步骤S3，将清理后的所述硬质合金模具坯料放入反应室内，并排除其中空气。具体地，将所述上模板10与所述下模板20放入感应炉的反应室内，并抽真空至1Pa以下。步骤S4，对反应室进行升温，并还原所述硬质合金模具坯料模腔内表面的氧化物。具体地，将所述上模板10与所述下模板20加热到1000℃以上，在反应室中通入干氢气以还原所述上模板10与所述下模板20接触面及模腔内表面的氧化物。步骤S5，通入含碳气体。具体地，在反应室中通入甲烷，维持反应室内气压在1～2kPa之间，保持1～3h。步骤S6，通入需沉积物质的卤化物气体，使其与含碳气体在模具模腔内表面上发生反应沉积，从而形成沉积层。具体地，以氢气为载体，通入需沉积物质的卤化物气体，如SiCl4、TiCl4等，使其与甲烷气体在所述上模板10与所述下模板20的接触面及模腔内表面发生反应沉积，反应时间约5～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其包括以下步骤：/n提供一硬质合金模具坯料；/n将所述硬质合金模具坯料放入反应室内，并排除其中空气；/n对所述反应室进行升温，并还原所述硬质合金模具坯料模腔内表面的氧化物；/n通入含碳气体；及/n通入需沉积物质的卤化物气体，使其与含碳气体在所述硬质合金模具坯料模腔内表面发生反应沉积，从而形成沉积层，得到所述3D玻璃硬质合金模具。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其包括以下步骤：
提供一硬质合金模具坯料；
将所述硬质合金模具坯料放入反应室内，并排除其中空气；
对所述反应室进行升温，并还原所述硬质合金模具坯料模腔内表面的氧化物；
通入含碳气体；及
通入需沉积物质的卤化物气体，使其与含碳气体在所述硬质合金模具坯料模腔内表面发生反应沉积，从而形成沉积层，得到所述3D玻璃硬质合金模具。


2.如权利要求1所述的3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其特征在于：在将所述硬质合金模具坯料放入反应室内，并排除其中空气的步骤之前，还包括对所述硬质合金模具坯料的模腔内表面进行预处理的步骤。


3.如权利要求1所述的3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其特征在于：所述硬质合金模具坯料的材质可选自WC-Co合金、WC-TiC-Co合金、WC-TiC-TaC-Co合金、碳化钨基合金、碳化钛基合金中的一种。


4.如权利要求1所述的3D玻璃硬质合金模具的制作方法，其特征在于：形成沉积层的步骤包括以氢气为载体，通入需沉积物质的卤化物气体，使其与含碳气体在所述硬质合金模具坯料的模腔内表面上发生反应沉积，保持氢气与含碳气体的比例与总压强，或随时间而...

【专利技术属性】
技术研发人员：张月皎，罗恺，何海波，张迪钧，李军旗，
申请(专利权)人：深圳精匠云创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44