成凹面微溝槽石英玻璃，相比現(xiàn)今普通石英玻璃平板，具有導(dǎo)光效率更高、亮度更高且發(fā)光更均勻等特點(diǎn)，增加光學(xué)性能。
[0032]實(shí)施例二
如圖2和圖4所示，一種微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，包括帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯，所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯為加工面呈平面的帶平面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯(15)，所述微溝槽陣列平行地設(shè)置在所述平面上，所述的微溝槽陣列的溝槽夾角2為θ=50°，溝槽深度3為h=0.6謹(jǐn)，溝槽間隔4為a=0.9mm;
上述實(shí)施例的微溝槽陣列由修整后的金剛石砂輪加工而成，具體而言，加工曲面微溝槽陣列時(shí)，首先將磨成預(yù)定尺寸和表面粗糙度的帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯I夾在虎鉗上，虎鉗固定在磁力平臺(tái)上，調(diào)好位置后采用修整好的粗粒度的金剛石砂輪在帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯I曲面上通過(guò)曲面成型算法，利用三軸磨床磨削出具有砂輪表面形狀的微結(jié)構(gòu)，然后，在同樣的方位上，利用細(xì)粒度的金剛石砂輪將粗成型后的工件進(jìn)行精磨，加工出更加光滑的表面。
[0033]所述粗粒度的金剛石砂輪由金剛石磨料和青銅結(jié)合劑組成，金剛石磨料粒度為60?200目；所述細(xì)粒度的砂輪由金剛石磨料和樹(shù)脂結(jié)合劑組成，金剛石磨料粒度1500?4000目。砂輪轉(zhuǎn)速為2000?5000轉(zhuǎn)/分;在微結(jié)構(gòu)粗成型加工過(guò)程中，砂輪進(jìn)給深度為10?40微米/每行程，進(jìn)給速度為5?30mm/min;精加工成型的進(jìn)給深度為I?10微米/每行程，進(jìn)給速度為I?5mm/min0
[0034]實(shí)施例三
如圖6和圖7及圖8所示，一種如所述微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具的熱壓微成型制造方法，包括步驟:
1)通過(guò)上模板12將所述帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯I或帶平面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯15安裝在熱壓成型機(jī)的上合模6上，通過(guò)下模板10將石英玻璃工件8固定在熱壓成型機(jī)的下合模7上；
2)按照預(yù)設(shè)的上模板12溫度參數(shù)將帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯I或帶平面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯15加熱至700°?800°，所述的預(yù)定溫度值為750°，這是通過(guò)熱壓機(jī)上模版溫控模塊13來(lái)實(shí)現(xiàn)；
3)熱壓成型機(jī)上、下模合模，并且對(duì)合模后形成的熱壓腔抽真空處理，目的在于防止由于熱壓微成型過(guò)程中令熔融玻璃受壓過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡影響石英玻璃工件8表面微溝槽質(zhì)量，保證產(chǎn)生的氣泡第一時(shí)間通過(guò)真空腔被帶走，提高熱壓成型表面質(zhì)量效果；
4)所述熱壓成型機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的壓力值及熱壓時(shí)間值加壓后對(duì)石英玻璃工件8進(jìn)行熱壓加工(見(jiàn)圖6及圖7)，所述熱壓壓力值為20Mpa?40Mpa，熱壓保壓時(shí)間值為3s，帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯I或帶平面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯15加工面和石英玻璃工件8在熱壓機(jī)壓力9的作用下，使石英玻璃工件8受熱變形形成與所述曲面微溝槽陣列或帶平面微溝槽陣列相對(duì)應(yīng)的受熱變形區(qū)域14(見(jiàn)圖8);
6)熱壓完成后保壓Is?5s后，即可脫1?和起件。
[0035]本實(shí)施例的熱壓微成型制造方法，相對(duì)于普通熱壓成型模具，熱壓微成型通過(guò)溫度、壓力、保壓時(shí)間、抽真空等參數(shù)控制，精確熱壓微成型條件，確定高精度成型的參數(shù)范圍，從而保證石英玻璃工件表面質(zhì)量，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造及實(shí)驗(yàn)室工藝研究。帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯I或帶平面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯15可以利用修整后的金剛石砂輪可以在工件表面制作出具有特定形狀的微結(jié)構(gòu)，與基于光刻、刻蝕的加工方法相比設(shè)備成本低、工藝簡(jiǎn)單。金剛石砂輪可成型硬度較高的材料，即硬質(zhì)合金材料;熱壓微成型制造方法能所做出來(lái)的工件微結(jié)構(gòu)表面光滑、精度高。且熱壓加工面設(shè)置平面或曲面，其中曲面微溝槽結(jié)構(gòu)能很好帶動(dòng)石英玻璃依次成型，降低熱壓成型的壓力負(fù)荷，提高微結(jié)構(gòu)的成型精度和一致性。本發(fā)明促進(jìn)石英玻璃光學(xué)元件的大規(guī)模實(shí)用性，降低制造成本，微溝槽設(shè)計(jì)能增強(qiáng)節(jié)能減排效果。
[0036]本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，其特征在于:包括帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯，所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯的加工面上平行地設(shè)置有微溝槽陣列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，其特征在于:所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯為加工面呈曲面的帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯(I)，所述微溝槽陣列平行地設(shè)置在所述曲面上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，其特征在于:所述曲面半徑(5)為200?600mmo4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，其特征在于:所述的微溝槽陣列的溝槽夾角(2)為10°?120°，溝槽深度(3)為0.1mm?0.6mm，溝槽間隔(4)為0.5mm~0.9mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，其特征在于:所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯為加工面呈平面的帶平面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯(15)，所述微溝槽陣列平行地設(shè)置在所述平面上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，其特征在于:所述的微溝槽陣列的溝槽夾角(2)為10°?120°，溝槽深度(3)為0.1mm?0.6mm，溝槽間隔(4)為0.5mm~0.9mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，其特征在于:所述微溝槽陣列由修整后的金剛石砂輪加工而成。8.—種如權(quán)I至權(quán)7中任一項(xiàng)所述微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具的熱壓微成型制造方法，其特征在于，包括步驟: 1)通過(guò)上模板(12)將所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯安裝在熱壓成型機(jī)的上合模(6)上，通過(guò)下模板(10)將石英玻璃工件(8)固定在熱壓成型機(jī)的下合模(7)上； 2)按照預(yù)設(shè)的上模板(12)溫度參數(shù)將帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯(2)加熱至700°0800。。； 3)熱壓成型機(jī)上、下模合模，并且對(duì)合模后形成的熱壓腔抽真空處理，形成真空腔(11); 4)所述熱壓成型機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的壓力值及保壓時(shí)間值，進(jìn)行加壓，對(duì)石英玻璃工件(8)進(jìn)行熱壓微成型加工； 6)熱壓完成后保壓Is?5s后，即可脫1?和起件。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱壓微成型制造方法，其特征在于:所述的預(yù)定溫度值為700。0800。。。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱壓微成型制造方法，其特征在于:熱壓壓力值為20Mpa?40Mpa，熱壓時(shí)間值為I s?5s。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具，包括帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯，所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯的加工面上平行地設(shè)置有微溝槽陣列，所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯為加工面呈曲面的帶曲面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯，所述微溝槽陣列平行地設(shè)置在所述曲面上，或者，所述帶微溝槽的硬質(zhì)合金模芯為加工面呈平面的帶平面微溝槽的硬質(zhì)合金模芯，所述微溝槽陣列平行地設(shè)置在所述平面上。本發(fā)明還公開(kāi)了一種微結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金模具的熱壓微成型制造方法。本發(fā)明所做出來(lái)的工件微結(jié)構(gòu)表面光滑、精度高，且工藝簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)，降低熱壓成型的壓力負(fù)荷，提高微結(jié)構(gòu)的成型精度和一致性，促進(jìn)石英玻璃光學(xué)元件的大規(guī)模實(shí)用性，降低制造成本，節(jié)能減排。
【IPC分類】C03B20/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105523707
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511034974
【發(fā)明人】魯艷軍, 李烈軍, 郭銳斌, 周超蘭, 謝晉, 吳夢(mèng)澤
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日