JPH0361616B2 - - Google Patents
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- JPH0361616B2 JPH0361616B2 JP22641385A JP22641385A JPH0361616B2 JP H0361616 B2 JPH0361616 B2 JP H0361616B2 JP 22641385 A JP22641385 A JP 22641385A JP 22641385 A JP22641385 A JP 22641385A JP H0361616 B2 JPH0361616 B2 JP H0361616B2
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- molding
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Classifications
-
- 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
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/26—Mixtures of materials covered by more than one of the groups C03B2215/16 - C03B2215/24, e.g. C-SiC, Cr-Cr2O3, SIALON
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、光学素子成形用型に関する。
［従来の技術］
一般に、光学ガラスを加熱プレスにより所望に
成形して光学素子を得ることは、例えば特公昭55
−11624号公報により知られている。ところで、
この加熱プレス手段による場合は、成形用型の離
型性の良いことが必要であり、特に像形成用光学
レンズに要求される厳密な表面形状および表面特
性を満足するには、離型性が重要な問題である。
通常、離型性は、成形用型の材料に起因するガラ
ス濡れ性に大きく依存している。
成形して光学素子を得ることは、例えば特公昭55
−11624号公報により知られている。ところで、
この加熱プレス手段による場合は、成形用型の離
型性の良いことが必要であり、特に像形成用光学
レンズに要求される厳密な表面形状および表面特
性を満足するには、離型性が重要な問題である。
通常、離型性は、成形用型の材料に起因するガラ
ス濡れ性に大きく依存している。
従来、光学素子成形用型としては、米国特許第
316861号明細書に開示されるようにSUS400系ス
テンレス鋼を用いたものや、特開59−123629号公
報に開示されるように金属材料からなる型の表面
に窒化チタン（TiN）層を形成したものがある。
316861号明細書に開示されるようにSUS400系ス
テンレス鋼を用いたものや、特開59−123629号公
報に開示されるように金属材料からなる型の表面
に窒化チタン（TiN）層を形成したものがある。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、上記ステンレス鋼等の金属からなる光
学素子成形用型は、ガラスの成形および熱間加圧
の各工程における温度サイクルにより結晶粒の成
長を生じて結晶構造が変化し、型の表面が肌荒れ
して離型性が著しく劣化し、成形品の所望の表面
形状を得られず、成形早期に製品の平滑度や光沢
を損なうとともに、型自体の寿命が非常に短いと
いう問題があつた。また、金型の表面にTiN層
を形成したものは、金型温度が500℃以上になる
と酸化してしまい、濡れ性が良くなつて離型性が
劣化し、高温の成形加工には不適当であつた。こ
の発明は、このような問題点に着目してなされた
もので、長寿命にして離型性が良好であり、高温
での成形加工にも適した光学素子成形用型を提供
することを目的とする。
学素子成形用型は、ガラスの成形および熱間加圧
の各工程における温度サイクルにより結晶粒の成
長を生じて結晶構造が変化し、型の表面が肌荒れ
して離型性が著しく劣化し、成形品の所望の表面
形状を得られず、成形早期に製品の平滑度や光沢
を損なうとともに、型自体の寿命が非常に短いと
いう問題があつた。また、金型の表面にTiN層
を形成したものは、金型温度が500℃以上になる
と酸化してしまい、濡れ性が良くなつて離型性が
劣化し、高温の成形加工には不適当であつた。こ
の発明は、このような問題点に着目してなされた
もので、長寿命にして離型性が良好であり、高温
での成形加工にも適した光学素子成形用型を提供
することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
かかる従来の問題点を解決するために、本発明
は、光学素子成形用型の少なくとも成形面をクロ
ムCrおよび窒素Ｎを主成分とする化合物で形成
した。例えばモリブデンMo、チタンTi、タング
ステンＷまたはステンレス鋼からなる金型の成形
面にCrおよびＮを主成分とする化合物の被膜を
形成したものである。
は、光学素子成形用型の少なくとも成形面をクロ
ムCrおよび窒素Ｎを主成分とする化合物で形成
した。例えばモリブデンMo、チタンTi、タング
ステンＷまたはステンレス鋼からなる金型の成形
面にCrおよびＮを主成分とする化合物の被膜を
形成したものである。
上記CrおよびＮを主成分とする化合物は、
Cr40〜90モル％、N10〜50モル％であつてCrと
Ｎとの合計が90モル％以上含有することが好まし
い。これは、Crが40モル％未満であると、被膜
がもろく、膨張係数も小さくなるため、剥離や脱
落が生じ易くなり、またCrが90モル％を越える
と、耐蝕性が低下し、硬度も不十分となるからで
ある。一方、Ｎが10モル％未満であると、耐蝕性
が低下してしまい、Ｎが50モル％を越えると、被
膜がもろく、膨張係数も小さくなつて剥離や脱落
が生じ易くなるからである。また、CrとＮとの
合計が90モル％未満であると、十分な離型性が得
られない。
Cr40〜90モル％、N10〜50モル％であつてCrと
Ｎとの合計が90モル％以上含有することが好まし
い。これは、Crが40モル％未満であると、被膜
がもろく、膨張係数も小さくなるため、剥離や脱
落が生じ易くなり、またCrが90モル％を越える
と、耐蝕性が低下し、硬度も不十分となるからで
ある。一方、Ｎが10モル％未満であると、耐蝕性
が低下してしまい、Ｎが50モル％を越えると、被
膜がもろく、膨張係数も小さくなつて剥離や脱落
が生じ易くなるからである。また、CrとＮとの
合計が90モル％未満であると、十分な離型性が得
られない。
本発明において、CrおよびＮを主成分とする
化合物としては、一窒化クロムCrN、Cr−CrN
または二窒化クロムCr2N−CrN系化合物等が適
している。
化合物としては、一窒化クロムCrN、Cr−CrN
または二窒化クロムCr2N−CrN系化合物等が適
している。
なお、金型に被膜を形成するには、金型の成形
面を研磨して十分に平滑かつ形状精度を良好に仕
上げた後、イオンプレーテイングまたはその他の
PVD法等を用いて行い、被膜は１〜3μmの厚さ
で均一に形成し、通常このままで光学素子成形用
型として用いる。また、必要に応じて研磨を行
い、更に粗さ、形状等の表面品質を向上させても
よい。
面を研磨して十分に平滑かつ形状精度を良好に仕
上げた後、イオンプレーテイングまたはその他の
PVD法等を用いて行い、被膜は１〜3μmの厚さ
で均一に形成し、通常このままで光学素子成形用
型として用いる。また、必要に応じて研磨を行
い、更に粗さ、形状等の表面品質を向上させても
よい。
上記構成の光学素子成形用型は、十分な硬度を
有して長寿命であり、濡れ角が大きくて離型性が
良く、高温での成形加工においても優れた離型性
を示す。
有して長寿命であり、濡れ角が大きくて離型性が
良く、高温での成形加工においても優れた離型性
を示す。
［実施例］
第１図に示すように、ステンレス鋼からなる金
属基材１を所望の最終製品に対応した形状に加工
し、さらに光学的要求の生じる成形面に鏡面研磨
を施し、その成形面に対し、イオンプレーテイン
グにより厚さ1.5μmのCrN被膜２を形成した。こ
こに、CrN被膜２は、CrN95モル％以上で炭素
Ｃ、ケイ素Si、ナトリウムNa等の不純物を含有
している。
属基材１を所望の最終製品に対応した形状に加工
し、さらに光学的要求の生じる成形面に鏡面研磨
を施し、その成形面に対し、イオンプレーテイン
グにより厚さ1.5μmのCrN被膜２を形成した。こ
こに、CrN被膜２は、CrN95モル％以上で炭素
Ｃ、ケイ素Si、ナトリウムNa等の不純物を含有
している。
次に、上記実施例で得た光学素子成形用型とフ
リント系ガラスとの濡れ性を試験した。その試験
結果を第２図に示す。なお、比較のため、第２図
中にステンレス鋼にTiN層を形成した型、石英
ガラスからなる型およびSUS420J2鋼からなる型
の試験結果も示した。試験は、窒素ガス雰囲気に
保持した加熱炉を2deg／minで昇温し、炉内にお
ける光学素子成形用型とペレツト状に加工したフ
リント系ガラスとの濡れ角を測定したものであ
る。
リント系ガラスとの濡れ性を試験した。その試験
結果を第２図に示す。なお、比較のため、第２図
中にステンレス鋼にTiN層を形成した型、石英
ガラスからなる型およびSUS420J2鋼からなる型
の試験結果も示した。試験は、窒素ガス雰囲気に
保持した加熱炉を2deg／minで昇温し、炉内にお
ける光学素子成形用型とペレツト状に加工したフ
リント系ガラスとの濡れ角を測定したものであ
る。
第２図は、横軸に炉内の温度（℃）、縦軸に濡
れ角（度）をとつたもので、実線３は実施例のも
の、実線４はステンレス鋼にTiN層を形成した
もの、破線５は石英ガラスからなるもの、破線６
はSUS420J2鋼からなるものの特性を示す。第２
図から明らかなように、実施例の型は、広い温度
範囲で濡れ角が大きく、ガラスとは濡れにくく、
離型性が良好であることが判る。これに対し、石
英ガラスまたはSUS420J2鋼からなる型は、濡れ
角が小さく、離型性が悪い。これは、石英ガラス
はフリント系ガラスと同様の酸化物であるためで
あり、金属は化学的にラジカルであるためである
と考えられる。また、TiN層を形成したものは、
500℃付近までは満足できる値を示すが、500℃を
越えると酸化により濡れ角が小さくなり、離型性
が悪くなつてしまう。
れ角（度）をとつたもので、実線３は実施例のも
の、実線４はステンレス鋼にTiN層を形成した
もの、破線５は石英ガラスからなるもの、破線６
はSUS420J2鋼からなるものの特性を示す。第２
図から明らかなように、実施例の型は、広い温度
範囲で濡れ角が大きく、ガラスとは濡れにくく、
離型性が良好であることが判る。これに対し、石
英ガラスまたはSUS420J2鋼からなる型は、濡れ
角が小さく、離型性が悪い。これは、石英ガラス
はフリント系ガラスと同様の酸化物であるためで
あり、金属は化学的にラジカルであるためである
と考えられる。また、TiN層を形成したものは、
500℃付近までは満足できる値を示すが、500℃を
越えると酸化により濡れ角が小さくなり、離型性
が悪くなつてしまう。
一方、マイクロビツカース硬度計を用いてCrN
被膜２の表面における硬度を測定した。その結
果、10g荷重下で、金属基材１に超硬合金を用い
た場合には、1500±100Kgｆ／mm2、SUS304鋼を
用いた場合には、約1000Kgｆ／mm2、SUS420J2焼
入れ鋼を用いた場合には、1200±100Kgｆ／mm2を
示した。これらの値は、従来の焼入れ済合金工具
鋼が600〜800Kgｆ／mm2であるのに比し、十分優れ
た特性である。
被膜２の表面における硬度を測定した。その結
果、10g荷重下で、金属基材１に超硬合金を用い
た場合には、1500±100Kgｆ／mm2、SUS304鋼を
用いた場合には、約1000Kgｆ／mm2、SUS420J2焼
入れ鋼を用いた場合には、1200±100Kgｆ／mm2を
示した。これらの値は、従来の焼入れ済合金工具
鋼が600〜800Kgｆ／mm2であるのに比し、十分優れ
た特性である。
また、表面粗さについては、例えば前記実施例
において、金属基材１の成形面をRmax＝0.1μm
の面に研磨してCrN被膜２を形成した場合、CrN
被膜２の表面粗さは変化しなかつた。さらに、金
属基材１の成形面をRmax＝0.03μm程度の面に
研磨してCrN被膜２を形成した場合、CrN被膜２
の表面粗さはRmax≦0.02μmとなり、更に良好
な面となつた。
において、金属基材１の成形面をRmax＝0.1μm
の面に研磨してCrN被膜２を形成した場合、CrN
被膜２の表面粗さは変化しなかつた。さらに、金
属基材１の成形面をRmax＝0.03μm程度の面に
研磨してCrN被膜２を形成した場合、CrN被膜２
の表面粗さはRmax≦0.02μmとなり、更に良好
な面となつた。
また、実施例の型に対し5000シヨツトのガラス
光学部品成形を行つたところ、その成形面には全
く変化がなく、初期性能を維持していた。
光学部品成形を行つたところ、その成形面には全
く変化がなく、初期性能を維持していた。
なお、上記実施例においては、金属基材１に直
接CrN被膜２を形成したが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではなく、金属基材１にCr
を被着させた後にCrN被膜を形成してもよい。
Crは、膨張係数がステンレス鋼とCrNとの間で
あり、金属基材１との密着性を向上することがで
きる。ただし、Crは、耐蝕性を考慮すると、被
膜表面には存在しない方が好ましい。
接CrN被膜２を形成したが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではなく、金属基材１にCr
を被着させた後にCrN被膜を形成してもよい。
Crは、膨張係数がステンレス鋼とCrNとの間で
あり、金属基材１との密着性を向上することがで
きる。ただし、Crは、耐蝕性を考慮すると、被
膜表面には存在しない方が好ましい。
一方、成形面以外の部分にCrN被膜を形成して
もよく、被膜はCr−CrNの非晶質状組織または
CrN−Cr−Cr2Nの共晶状態のもの等でも前記実
施例とほぼ同様の効果を得ることができる。ま
た、本発明において、総和で10モル％未満であれ
ば、ホウ素Ｂ、リンＰ、バナジウムＶ、ケイ素
Si、ハフニウムHf等を化合物中に添加しても前
記効果を高めることができる。
もよく、被膜はCr−CrNの非晶質状組織または
CrN−Cr−Cr2Nの共晶状態のもの等でも前記実
施例とほぼ同様の効果を得ることができる。ま
た、本発明において、総和で10モル％未満であれ
ば、ホウ素Ｂ、リンＰ、バナジウムＶ、ケイ素
Si、ハフニウムHf等を化合物中に添加しても前
記効果を高めることができる。
［発明の効果］
以上のように、本発明の光学素子成形用型によ
れば、少なくとも成形面をCrおよびＮを主成分
とする化合物により形成しているので、長寿命に
して離型性が良好であり、高温での成形加工も良
好に行い得、型自体のコストも安価である。
れば、少なくとも成形面をCrおよびＮを主成分
とする化合物により形成しているので、長寿命に
して離型性が良好であり、高温での成形加工も良
好に行い得、型自体のコストも安価である。
第１図は本発明の光学素子成形用型の一実施例
を示す縦断正面図、第２図はフリント系ガラスと
の濡れ性の試験結果を示すグラスである。 １……金属基材、２……CrN被膜。
を示す縦断正面図、第２図はフリント系ガラスと
の濡れ性の試験結果を示すグラスである。 １……金属基材、２……CrN被膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ クロムおよび窒素を主成分とする化合物によ
り少なくとも成形面を形成したことを特徴とする
光学素子成形用型。 ２ 前記クロムおよび窒素を主成分とする化合物
が、クロム40〜90モル％、窒素10〜50モル％であ
つてクロムと窒素との合計が90モル％以上の化合
物からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光学素子成形用型。 ３ 前記クロムおよび窒素を主成分とする化合物
が、CrN，Ｃ−CrNまたはCr2N−CrN系化合物
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の光学素子成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22641385A JPS6287423A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22641385A JPS6287423A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 光学素子成形用型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287423A JPS6287423A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH0361616B2 true JPH0361616B2 (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=16844729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22641385A Granted JPS6287423A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287423A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0662307B2 (ja) * | 1989-04-06 | 1994-08-17 | オリンパス光学工業株式会社 | 光学素子成形用型及びその製造方法 |
| FR2653452B1 (fr) * | 1989-10-20 | 1992-01-24 | Stephanois Rech Mec | Revetement de substrat, pour conferer a celui-ci de bonnes proprietes tribologiques, en alliage chrome-azote, et procede d'obtention. |
| JP2771947B2 (ja) * | 1994-04-21 | 1998-07-02 | 株式会社リケン | 摺動部材 |
| JP2002338267A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-27 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形用型 |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP22641385A patent/JPS6287423A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6287423A (ja) | 1987-04-21 |
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