[发明专利]一种表面具有镍磷镀层的玻璃制造用模具及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，特别是涉及一种表面具有镍磷镀层的玻璃制造用模具及其制备方法。

背景技术

模具广泛用于玻璃成型制备过程。在玻璃成型过程中，高温高压对玻璃模具的化学稳定性、抗热冲击性能等要求非常高。此外，日常使用的玻璃器具均要求玻璃表面光滑平整，因此也对玻璃模具表面平滑度提出非常高的要求。

现时，玻璃成型制备过程中多使用不锈钢等耐热合金制作玻璃模具；业界也积极研发碳化钛(TiC)，碳化钨(WC)及碳化钨-钴(WC-Co)等非金属及超硬合金作为模具材料。但以上材料制备的玻璃模具均易高温氧化，导致使用寿命较短，使用一段时间后，可能导致玻璃黏结模具，降低玻璃成品良率。

为应对玻璃成型过程中高温高压，热腐蚀，摩擦损失等恶劣的操作条件。可在玻璃模具表面覆盖一定厚度的功能膜层，以提升模具性能及延长模具使用寿命。例如使用化学气相沉积法的方法在玻璃模具表面形成碳化硅或氮化硅膜层，但这种薄膜层高温时，光学玻璃产品较难脱模。此外也可在模具表面形成铱，铼，铑，钌，等难熔金属膜层，但此类金属价格昂贵，制作过程复杂，成本高，难以量产。

综上所述，提供一种制备过程简单，耐高温耐压，可提高模具的使用寿命，易脱模的玻璃制造用模具镀层十分必要。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种玻璃制造用模具，其表面具有镍磷复合镀层，该镀层抗高温氧化，易脱模，可提高模具的使用寿命。

具体地，第一方面，本发明提供了一种玻璃制造用模具，包括模具本体和通过化学镀形成在所述模具本体表面的镍磷复合镀层，所述镍磷复合镀层包括依次层叠设置的镍磷镀层和含氮化硼的镍磷镀层。

其中，第一层的镍磷镀层，可提高含氮化硼的镍磷镀层与模具本体的结合力，并防止模具本体的金属扩散影响模具性能及使用寿命。

第二层的含氮化硼的镍磷镀层，由于氮化硼颗粒的存在，可使玻璃易于脱模，并延长模具的寿命。

所述镍磷镀层的厚度为0.1-200微米，所述含氮化硼的镍磷镀层的厚度为0.1-200微米。进一步地，所述镍磷镀层的厚度为1-100微米，更进一步地为5-20微米。进一步地，所述含氮化硼的镍磷镀层的厚度为1-100微米，更进一步地为2-10微米。

所述镍磷复合镀层的厚度为0.2-250微米，进一步地，厚度为2-100微米，更进一步地，厚度为5-20微米。

所述含氮化硼的镍磷镀层中，氮化硼的质量含量为0.1％-20％，进一步地为2％-6％，氮化硼的颗粒粒径为0.1-1000nm，进一步地为2-200nm。使用纳米级氮化硼，可适用于制备精密玻璃。

所述模具本体的材质包括金属合金或非金属合金，所述金属合金包括不锈钢，所述非金属合金包括碳化钛、或碳化钨、或碳化钨-钴合金。

本发明的镍磷复合镀层具有较高的硬度，表面平整；在高温高压条件下具有良好的耐热、耐机械冲击性能；不易高温氧化；且不与玻璃发生化学反应；玻璃成型后易与模具分离，此外，镀层可经CNC(计算机数字控制机床，Computer numerical control)等工艺剥离，模具表面可再次经化学镀处理，以此提高模具使用寿命。

本发明第一方面提供的玻璃制造用模具，其表面具有镍磷复合镀层，该镀层抗高温氧化，易脱模，可提高模具的使用寿命。

第二方面，本发明提供了一种玻璃制造用模具的制备方法，包括以下步骤：

取玻璃制造用模具本体进行前处理；

在经前处理后的模具本体表面预镀镍；

采用化学镀的方式在所述模具本体表面依次制备镍磷镀层和含氮化硼的镍磷镀层，得到形成在所述模具本体表面的镍磷复合镀层，即得到玻璃制造用模具，所述镍磷复合镀层包括依次层叠设置在模具本体表面的镍磷镀层和含氮化硼的镍磷镀层。

其中，所述镍磷镀层的具体制备过程为：将预镀有镍的所述模具本体置于第一化学镀溶液中，于50-100℃温度下镀制1-60分钟，所述第一化学镀溶液包括次磷酸钠溶液和硫酸镍化学镀镍液，所述第一化学镀溶液的pH值为2-7。可选地，于80-90℃温度下镀制10-40分钟。可选地，第一化学镀溶液的pH值3-6。

所述第一化学镀溶液中，次磷酸钠的质量含量为0.5-10％；硫酸镍的质量含量为0.5-10％。进一步地，次磷酸钠的质量含量可为1-8％，3-6％，2-7％，硫酸镍的质量含量可为1-8％，3-6％，2-7％。