JPH02188432A - 光学部品の成形型 - Google Patents
光学部品の成形型Info
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- JPH02188432A JPH02188432A JP497789A JP497789A JPH02188432A JP H02188432 A JPH02188432 A JP H02188432A JP 497789 A JP497789 A JP 497789A JP 497789 A JP497789 A JP 497789A JP H02188432 A JPH02188432 A JP H02188432A
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- Japan
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- mold
- glass
- cemented carbide
- press
- optical
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- Pending
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/03—Press-mould materials defined by material properties or parameters, e.g. relative CTE of mould parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光学部品の成形型に係り、特に光学ガラスレ
ンズ等を機械研磨工程を必要としないで直接熱間プレス
成形して光学素子を成形する高精度加工と長寿命化をは
かるのに好適な光学部品の成形型に関するものである。
ンズ等を機械研磨工程を必要としないで直接熱間プレス
成形して光学素子を成形する高精度加工と長寿命化をは
かるのに好適な光学部品の成形型に関するものである。
［従来の技術］
近年、光学ガラスレンズとして、非球面レンズの要求が
強まっている。これは、非球面形状の採用により、光学
系が簡略化でき、小形軽量化と原価低減が可能となるた
めである。しかし、この非球面レンズは、従来の研削・
研磨技術で加工することは非常に難しく、これが量産化
を阻む原因となっていた。
強まっている。これは、非球面形状の採用により、光学
系が簡略化でき、小形軽量化と原価低減が可能となるた
めである。しかし、この非球面レンズは、従来の研削・
研磨技術で加工することは非常に難しく、これが量産化
を阻む原因となっていた。
そこで、最近は熱間プレス成形によって非球面ガラスレ
ンズを製造する方法も試みられている。
ンズを製造する方法も試みられている。
熱間プレス成形により非球面ガラスレンズを製造する方
法は、所定の非球面形状に仕上げた型内にガラス素材を
挿入し、次に、型内の素材温度を成形温度にまで加熱し
た後、加圧してプレス成形するというものである。
法は、所定の非球面形状に仕上げた型内にガラス素材を
挿入し、次に、型内の素材温度を成形温度にまで加熱し
た後、加圧してプレス成形するというものである。
したがって、上記したごときプレス型材料としては、高
温での強度が高く、型の形状精度、面粗さが出しやすく
、高温でガラスと反応しないなどの特性が必要となる。
温での強度が高く、型の形状精度、面粗さが出しやすく
、高温でガラスと反応しないなどの特性が必要となる。
なお、このような光学素子成形型としては、例え１ｆ−
時開５９−１２３６３１号公報に記載のように、炭化タ
ングステン（ＷＣ）とコバルト（Ｇｏ）とを含んだ超硬
合金が提案されている。
時開５９−１２３６３１号公報に記載のように、炭化タ
ングステン（ＷＣ）とコバルト（Ｇｏ）とを含んだ超硬
合金が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］
シカシながら、Ｓ ｉ Ｏ，、Ｂ、Ｏ，、Ｂ ａ Ｏな
どを多く含む光学ガラスは、ガラスの軟化温度が６５０
〜７５０℃と高温であることから、型とガラスとの反応
や、Ｃｏの酸化が激しく（すなわち。
どを多く含む光学ガラスは、ガラスの軟化温度が６５０
〜７５０℃と高温であることから、型とガラスとの反応
や、Ｃｏの酸化が激しく（すなわち。
超硬合金そのもの自体を高温成形用プレス型として直接
用いた場合、超硬合金に含まれているＧ。
用いた場合、超硬合金に含まれているＧ。
は、約４００℃の温度に至ると酸化を始める）、超硬合
金のプレス型といえども型の劣化を防ぐことは難しかっ
た。
金のプレス型といえども型の劣化を防ぐことは難しかっ
た。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、高温
においてガラスをプレス成形しても型表面が酸化による
劣化を起こすことなく、また、ガラスと型との反応をな
くして型表面に対するガラスの融着現象を生じることが
ない光学部品の成形型を提供することにある。
においてガラスをプレス成形しても型表面が酸化による
劣化を起こすことなく、また、ガラスと型との反応をな
くして型表面に対するガラスの融着現象を生じることが
ない光学部品の成形型を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的は、炭化タングステンを主成分とする超硬合金
型の表面に炭化タングステンの表面層をコーティングし
た構成として達成される。
型の表面に炭化タングステンの表面層をコーティングし
た構成として達成される。
［作用］
一般に超硬合金は、ＷＣの細粒粉末に対し、Ｇ。
粉末をバインダーとして用いて成形した後、焼結したも
ので、粉末を固めた状態にある。
ので、粉末を固めた状態にある。
しかし、超硬合金を加熱し、ていくと、約４００℃以上
でＣＯの粒子が酸化を始め、バインダーとしての効果を
失い、プレス型表面から脱落していく。
でＣＯの粒子が酸化を始め、バインダーとしての効果を
失い、プレス型表面から脱落していく。
また、この脱落が進行すると、次に、ＷＣもプレス型表
面から脱落し始め、型表面が劣化して、その型表面の粗
度が悪くなり、型の寿命が短くなる。特に、プレス成形
により得られる光学ガラスレンズにあって、その成形品
の表面粗さは０．０２μｍ以下という非常に優れた鏡面
状態を必要とすることから、プレス型表面の少しの酸化
も問題となる。また、Ｃｏを高温に加熱していくと、ガ
ラスと反応しやすくなり、プレス型表面にガラスが融着
するという現象も生じてくる。
面から脱落し始め、型表面が劣化して、その型表面の粗
度が悪くなり、型の寿命が短くなる。特に、プレス成形
により得られる光学ガラスレンズにあって、その成形品
の表面粗さは０．０２μｍ以下という非常に優れた鏡面
状態を必要とすることから、プレス型表面の少しの酸化
も問題となる。また、Ｃｏを高温に加熱していくと、ガ
ラスと反応しやすくなり、プレス型表面にガラスが融着
するという現象も生じてくる。
このように、超硬合金をそのままプレス加工面として高
温下でガラスをプレス成形することには非常に問題が多
い。
温下でガラスをプレス成形することには非常に問題が多
い。
これに対し、本発意においては既述のごとく、超硬合金
の加工仕上面をそのままガラス素材に接触させることな
く、型表面にＷＣをコーティングしたものであって、実
験によれば高温下におけるガラスプレス成形に際し、上
記のごとくして得られた型表面とガラスとの反応がほと
んどみられなかった。
の加工仕上面をそのままガラス素材に接触させることな
く、型表面にＷＣをコーティングしたものであって、実
験によれば高温下におけるガラスプレス成形に際し、上
記のごとくして得られた型表面とガラスとの反応がほと
んどみられなかった。
これにより、高温での耐酸化性に優れた光学部品プレス
用の成形型にすることが可能となった。
用の成形型にすることが可能となった。
［実施例］
以下本発明の実施例を第１図〜第３図を用いて詳細に説
明する。
明する。
実施例１
第１図は本発明による光学部品のプレス成形型の一実施
例を示す縦断面図であり、ＷＣコーティングを施したも
のを示しである。この型の加工は次の工程で行った。直
径３０ｍで、高さ４０ｍ１の円柱に成形し、焼結された
超硬合金母材（ＷＣ９゜４％、Ｇｏ５０％の組成）１の
プレス使用面を曲率半ａ５０！ｌｌ１１で±１μｍの形
状精度で凹曲面に研削加工した。しかる後、ダイヤモン
ド砥粒で形状精度を維持したまま研磨し、面粗さＲｍａ
ｘを０゜１μｍに仕上げた。
例を示す縦断面図であり、ＷＣコーティングを施したも
のを示しである。この型の加工は次の工程で行った。直
径３０ｍで、高さ４０ｍ１の円柱に成形し、焼結された
超硬合金母材（ＷＣ９゜４％、Ｇｏ５０％の組成）１の
プレス使用面を曲率半ａ５０！ｌｌ１１で±１μｍの形
状精度で凹曲面に研削加工した。しかる後、ダイヤモン
ド砥粒で形状精度を維持したまま研磨し、面粗さＲｍａ
ｘを０゜１μｍに仕上げた。
この加工面にＣＶＤ法により約６μｍの厚さで、ＷＣ被
膜２を均一にコーティングし、さらに、ダイヤモンド砥
粒を用いて、表面粗さ０．００１μｍ以下に研磨してプ
レス型を製作した。
膜２を均一にコーティングし、さらに、ダイヤモンド砥
粒を用いて、表面粗さ０．００１μｍ以下に研磨してプ
レス型を製作した。
しかる後、４０ ｗ ｔ、％Ｂａ○−３９ｗ ｔ％Ｓｉ
○、−１５ｗｔ％Ｂ２０．を主成分とする光学ガラスの
直径１６ ｍ Ｘ厚さ１５ｍ５の円柱形状素材を、上記
により製作されたプレス型の凹面間に載置し、窒素雰囲
気中で約７３０’Ｃに加熱した後、約２ｔｏｎｆの荷重
を２分間負荷してプレス成形を行った。この時の成形品
の形状精度１面粗さは、型のそれらとほぼ同一で、ガラ
スと型の反応は生じていない、第２図に繰返しプレス成
形した時、型の表面粗さの変化４を超硬金合金型の表面
粗さの変化３と比較して示した。これに見られるように
、本発明型の場合、変化４のように経時劣化がほとんど
無く、長寿命化をはかることができた。
○、−１５ｗｔ％Ｂ２０．を主成分とする光学ガラスの
直径１６ ｍ Ｘ厚さ１５ｍ５の円柱形状素材を、上記
により製作されたプレス型の凹面間に載置し、窒素雰囲
気中で約７３０’Ｃに加熱した後、約２ｔｏｎｆの荷重
を２分間負荷してプレス成形を行った。この時の成形品
の形状精度１面粗さは、型のそれらとほぼ同一で、ガラ
スと型の反応は生じていない、第２図に繰返しプレス成
形した時、型の表面粗さの変化４を超硬金合金型の表面
粗さの変化３と比較して示した。これに見られるように
、本発明型の場合、変化４のように経時劣化がほとんど
無く、長寿命化をはかることができた。
実施例２
６９ｗｔ％Ｓｉｎｔ−１０ｗｔ％Ｂ、Ｏ，−９ｗｔ％Ｎ
ａ、０−８ｗｔ％に、Ｏを主成分とする光学ガラスの円
柱（直径１６ ｍ Ｘ厚さ１５ｍ）形状の素材を実施例
１と同様のＷＣ型の凹面間に載置し、窒素雰囲気中で約
６５０’Ｃに加熱後、約２ｔｏｎｆの荷重に負荷し、プ
レス成形した。
ａ、０−８ｗｔ％に、Ｏを主成分とする光学ガラスの円
柱（直径１６ ｍ Ｘ厚さ１５ｍ）形状の素材を実施例
１と同様のＷＣ型の凹面間に載置し、窒素雰囲気中で約
６５０’Ｃに加熱後、約２ｔｏｎｆの荷重に負荷し、プ
レス成形した。
この場合も、実施例１と同様、成形品の形状精度、面粗
さは型とほぼ同一で、ガラスと型の反応は見られない。
さは型とほぼ同一で、ガラスと型の反応は見られない。
第３ＩｘＩに繰返しプレス成形した時。
型の表面粗さの変化４を示す、これに見られるように、
同図中に示した超硬会合金型の表面粗さの変化３に比べ
、数段の長寿命化がはかられている。
同図中に示した超硬会合金型の表面粗さの変化３に比べ
、数段の長寿命化がはかられている。
以上のように１本発明であるＷＣコーティング型は、ガ
ラスの熱間成形に有効である。
ラスの熱間成形に有効である。
なお５本実施例では、母材に炭化タングステンとコバル
トの組成からなる超硬合金を用いたが、これ以外の組成
からなる超硬合金あるいは金属でも熱膨張係数がコーテ
ィング材（ＷＣ）に近ければよい。
トの組成からなる超硬合金を用いたが、これ以外の組成
からなる超硬合金あるいは金属でも熱膨張係数がコーテ
ィング材（ＷＣ）に近ければよい。
その理由は、母材とコーティング材との熱膨張係数の差
が大きいと、高温でＣＶＤ被膜を形成した後、冷却時に
被膜に大きな引張りあるいは圧縮応力が発生しやすく、
被膜が破壊されやすいこと、あるいは繰返し使用により
被膜が破壊されやすいなどにある。
が大きいと、高温でＣＶＤ被膜を形成した後、冷却時に
被膜に大きな引張りあるいは圧縮応力が発生しやすく、
被膜が破壊されやすいこと、あるいは繰返し使用により
被膜が破壊されやすいなどにある。
ＣＶＤ法によるコーティングが１０００℃で施される場
合の被膜の破壊を抑止する条件としては、熱膨張係数差
は２Ｘ１０−”／’Ｃ以下がよい。
合の被膜の破壊を抑止する条件としては、熱膨張係数差
は２Ｘ１０−”／’Ｃ以下がよい。
コーティング方法はＣＶＤ法に限るものではなく、イオ
ンミキシング、ＰＶＤ法などでもよい。
ンミキシング、ＰＶＤ法などでもよい。
また、コーティング厚さは１本実施例では６μｍとした
が、仕上げ研磨式は０．５μｍ程度でよく、最低１μｍ
あればよい。
が、仕上げ研磨式は０．５μｍ程度でよく、最低１μｍ
あればよい。
［発明の効果コ
以上説明した本発明によれば、光学部品の熱間ブレス成
形型材料として表面にＷＣ被膜をコーティングしたプレ
ス型を用いるようにしたことにより、型表面が酸化によ
り劣化を起こさず、また、ガラスとの反応による型表面
へのガラスの融Ｍ現象も生じないので、型の長寿命化が
はかられ、光学部品の量産成形が可能になるという効果
がある。
形型材料として表面にＷＣ被膜をコーティングしたプレ
ス型を用いるようにしたことにより、型表面が酸化によ
り劣化を起こさず、また、ガラスとの反応による型表面
へのガラスの融Ｍ現象も生じないので、型の長寿命化が
はかられ、光学部品の量産成形が可能になるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の光学部品のプレス成形型の一実施例を
示す縦断面図、第２図は本発明のプレス型を用いて４０
ｗｔ％ＢａＯ−３９ｗｔ％Ｓ ｉ Ｏ。 −１５ｗｔ％Ｂ□Ｏ１系ガラスを成形したときの表面粗
さの変化を示す線図、第３図は本発明のプレス型を用い
て６９ｗｔ％５ｉｎ２−１０ ｗ ｔ％Ｂ、０．−９ｗ
ｔ％Ｎａ、０−８ｗｔ％に、Ｏ系ガラスを成形したとき
の表面粗さの変化を示す線図である。 １・・・超硬合金母材、２・・・ＷＣコーティング材。 集子 Ｍ２図 ＾択丘しが」５０’＆ＣＮ）
示す縦断面図、第２図は本発明のプレス型を用いて４０
ｗｔ％ＢａＯ−３９ｗｔ％Ｓ ｉ Ｏ。 −１５ｗｔ％Ｂ□Ｏ１系ガラスを成形したときの表面粗
さの変化を示す線図、第３図は本発明のプレス型を用い
て６９ｗｔ％５ｉｎ２−１０ ｗ ｔ％Ｂ、０．−９ｗ
ｔ％Ｎａ、０−８ｗｔ％に、Ｏ系ガラスを成形したとき
の表面粗さの変化を示す線図である。 １・・・超硬合金母材、２・・・ＷＣコーティング材。 集子 Ｍ２図 ＾択丘しが」５０’＆ＣＮ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化タングステンを主成分とする超硬合金型の表面
に炭化タングステンの表面層をコーティングした構成と
してあることを特徴とする光学部品の成形型。 ２、前記超硬合金型の母材として前記コーティング材と
の熱膨張係数差が２×１０＾−＾６／℃以下の材料を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
部品の成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP497789A JPH02188432A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 光学部品の成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP497789A JPH02188432A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 光学部品の成形型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188432A true JPH02188432A (ja) | 1990-07-24 |
Family
ID=11598655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP497789A Pending JPH02188432A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 光学部品の成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02188432A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1291328A3 (de) * | 2001-03-02 | 2004-01-02 | Schott Glas | Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterials für eine Spiegelschicht |
| WO2018097286A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | 日立金属株式会社 | 金型およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP497789A patent/JPH02188432A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1291328A3 (de) * | 2001-03-02 | 2004-01-02 | Schott Glas | Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterials für eine Spiegelschicht |
| WO2018097286A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | 日立金属株式会社 | 金型およびその製造方法 |
| US11820048B2 (en) | 2016-11-28 | 2023-11-21 | Proterial, Ltd. | Mold and production method therefor |
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