用于玻璃成形模具的涂层以及包含其的玻璃成形模具的制作方法
【专利说明】用于玻璃成形模具的涂层从及包含其的玻璃成形模具
【背景技术】
[0001 ]本申请根据35U. S. C. § 119，要求2013年2月11日提交的美国临时申请系列第61 / 763170号的优先权，本文W该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
[0002] 本说明书一般地设及玻璃成形模具，更具体地，设及经涂覆的玻璃成形模具。
[0003] 技术背景
[0004] 可W通过将玻璃加热至粘弹性状态并使得玻璃与模具接触，将玻璃制品形成为3D 形状。但是，形成具有高软化点玻璃组成(例如碱性侣娃酸盐玻璃组合物）的=维形状玻璃 制品会是具有挑战性的。例如，一些玻璃组合物具有高软化点（有时大于)80(TC，运使得精 确模制过程更为困难，因为需要将玻璃加热至更高的溫度，从而到达适于成形的粘弹性状 态。此外，一些玻璃组合物具有高百分比的钢(例如，大于10摩尔％)。钢在高溫下会是高度 可移动性和反应性的。在高溫下使得模具表面与钢接触可能使得模具表面劣化，因而使得 模制的玻璃的质量劣化。此外，颗粒污染物(例如来自模具的污染物)可能导致玻璃中的凹 穴。由于玻璃与模具表面粘着也可能导致凹穴，对于该粘着，玻璃与模具的粘结强度超过玻 璃的强度，由于所谓的"拔拉"导致在玻璃中产生削皮。可能在3D模制的玻璃表面中观察到 其他外观缺陷，例如瑕疵和/或磨损，特别是当使用高成形溫度和较长的接触时间时。此外， 必须在一定次数的加工循环之后，周期性地替换可能施涂到模具的涂层。
[0005] 因此，存在用于玻璃成形模具的替代涂层W及包含其的玻璃成形模具的需求。
【发明内容】
[0006] 本文所述的实施方式设及经涂覆的玻璃成形模具，W及用于玻璃成形模具的多层 涂层。根据一个实施方式，用于玻璃成形模具的多层涂层可包括玻璃接触层和扩散阻隔层。 玻璃接触层可在玻璃成形过程中与玻璃接触，并且可包含铁氧化物、侣氧化物或其组合。扩 散阻隔层可置于玻璃接触层和模具体之间。扩散阻隔层可限制基底金属从模具体扩散到玻 璃接触层W及限制玻璃材料从玻璃接触层扩散到模具体。
[0007] 在另一个实施方式中，用于成形玻璃的经涂覆的模具可包括模具体和多层涂层。 多层涂层可包括玻璃接触层和扩散阻隔层。玻璃接触层可在玻璃成形过程中与玻璃接触， 并且可包含铁氧化物、侣氧化物或其组合。扩散阻隔层可置于玻璃接触层和模具体之间。扩 散阻隔层可限制基底金属从模具体扩散到玻璃接触层W及限制玻璃材料从玻璃接触层扩 散到模具体。
[000引在另一个实施方式中，可W制作用于成形玻璃的经涂覆的模具。经涂覆的模具可 通过如下方式制造:将多层涂层沉积到模具体的至少一部分的成形表面上。沉积多层涂层 可包括沉积扩散阻隔层、沉积玻璃接触层W及对经涂覆的模具进行热处理。扩散阻隔层可 置于玻璃接触层和模具体之间，并且可同时限制基底金属从模具体扩散到玻璃接触层W及 玻璃材料从玻璃接触层扩散到模具体。玻璃接触层可包含铁、侣或其组合。可W通过在一定 溫度下加热一定时间对经涂覆的模具进行热处理，所述一定的溫度足W使得至少部分的多 层涂层发生氧化。
[0009] 在W下的详细描述中提出了本文中描述的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W 下详细描述、权利要求书W及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
[0010] 应理解的是，前面的一般性描述和W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W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。
【附图说明】
[0011] 图1示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的经涂覆的模具的结 构；W及
[0012] 图2示意性显示根据本文所示和描述的一个或多个实施方式的模具体上的多层涂 层的截面图。
【具体实施方式】
[0013] 下面详细参考用于玻璃成形模具的涂层的各个实施方式，运些实施方式的例子在 附图中示出。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。在 一个实施方式中，用于玻璃成形的经涂覆的模具包括置于至少一部分的模具体的表面上的 多层涂层。多层涂层通常可至少包括玻璃接触层和扩散阻隔层。玻璃接触层置于多层涂层 的最上方表面，从而与置于经涂覆的模具的成形表面上的经加热的玻璃发生接触。扩散阻 隔层置于玻璃接触层和模具体之间。扩散阻隔层限制基底金属从模具体扩散到玻璃接触层 W及限制玻璃材料从玻璃接触层扩散到模具体。多层涂层还可包括其他中间层，例如置于 模具体和扩散阻隔层之间的粘合层，和/或置于玻璃接触层和扩散阻隔层之间的过渡层。下 面将具体参考附图更详细描述用于玻璃成形模具的多层涂层W及包含其的玻璃成形模具 的实施方式。
[0014] 通常，采用沉积技术(例如物理气相沉积(PVD))将多层涂层沉积到模具体上。如本 文所述，可W依次沉积多层涂层的各层，从与模具体直接接触的层开始，到放置成作为多层 涂层的最外层的玻璃接触层结束。在层沉积之后，可W使得经涂覆的模具经受热处理，例如 将经涂覆的模具加热至至少约50(TC的溫度。热处理可促进多层涂层的至少部分层的氧化。 除非另有说明，否则"经涂覆的模具"或"多层涂层"分别指的是"经涂覆的模具"或"多层涂 层"热处理后的状态。
[0015] 参加图1，显示用于玻璃成形的经涂覆的模具100。经涂覆的模具100可包括模具体 120,其可包括设置在模具体120上的成形表面122。多层涂层110可设置在模具体120的至少 一部分的成形表面122上。在图1所示的实施方式中，成形表面122的几何形貌在模具体120 中限定了腔。但是，在其他实施方式中，成形表面122的几何形貌可限定其他形状，例如可与 进行成形的玻璃发生接触的模具体120的突出区域。应理解的是，可W使用模具体120的宽 范围的几何形貌，W形成不同的=维玻璃制品。在一些实施方式中，可W使用不止一个模具 体来形成玻璃制品。例如，可W使两个模具体与玻璃体的相对侧发生接触，W对玻璃体进行 成形。因此，在两个模具的实施方式中，各个模具体可分别包括与玻璃接触并且涂覆有多层 涂层110的成形表面。
[0016] 现参见图2,示意性显示一部分的经涂覆的模具100的截面示意图，其在成形表面 1222处的至少一部分的模具体120上具有多层涂层110。多层涂层110通常包括多层堆叠涂 层112、114、116、118。多层涂层110至少包括玻璃接触层112和扩散阻隔层116。在模制操作 过程中，玻璃置于成形表面122的区域中，并与多层涂层110的玻璃接触层112的玻璃接触表 面124发生接触。多层涂层110可任选地包括其他层，例如粘合层118和/或过渡层114。在一 个实施方式中，将粘合层118直接置于模具体120的表面上，将扩散阻隔层116置于粘合层 118的顶部上。在一些实施方式中，可将过渡层114置于扩散阻隔层116的顶部上，并可将玻 璃接触层112置于过渡层114的顶部上。如本文所用，"顶部"或"外部"指的是涂层朝向远离 模具体120的表面，"底部"或"内部"指的是涂层朝向靠近模具体120的表面。仅出于说明目 的，图2的涂层的厚度是均匀的，并且显示为完全平坦的。但是本文所掲示的经涂覆的模具 100的实施方式不一定是运种情况，层的厚度和形状可W是不均匀。如本文所用，层的厚度 是层在被其涂覆的整个表面积上的层的平均厚度。虽然图2显示具有粘合层118、扩散阻隔 层116、过渡层114和玻璃接触层112的多层涂层110,但是本文所述的实施方式可包括运些 涂层中的一层或多层的任意组合。此外，涂层可能在其整个厚度上不具有均匀组成，因为一 些层可能从头到尾具有变化的组成或