JPH06102554B2 - 光学素子の成形方法及びその成形型 - Google Patents
光学素子の成形方法及びその成形型Info
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- JPH06102554B2 JPH06102554B2 JP62243708A JP24370887A JPH06102554B2 JP H06102554 B2 JPH06102554 B2 JP H06102554B2 JP 62243708 A JP62243708 A JP 62243708A JP 24370887 A JP24370887 A JP 24370887A JP H06102554 B2 JPH06102554 B2 JP H06102554B2
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- carbide
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- molding
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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
- C03B2215/08—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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学素子の成形に係り、特に素子成形型の高
精度加工と長寿命化とを図ることのできる光学素子の成
形方法及びその成形型に関するものである。
精度加工と長寿命化とを図ることのできる光学素子の成
形方法及びその成形型に関するものである。
近年、光学系の簡略化、小形軽量化、原価低減を目的
に、非球面ガラスレンズの要求が高まっている。その理
由は、非球面形状の採用により、光学系を簡略化するこ
とができ、小形軽量化と原価低減とが可能となるためで
ある。
に、非球面ガラスレンズの要求が高まっている。その理
由は、非球面形状の採用により、光学系を簡略化するこ
とができ、小形軽量化と原価低減とが可能となるためで
ある。
しかし、非球面ガラスレンズを従来の研削、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
となっている。
加工することは非常に難しく、これが量産化を阻む原因
となっている。
そこで、最近では、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。
スレンズを製造する方法も試みられている。
そして、熱間プレス成形により非球面ガラスレンズの製
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。
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。
したがって、前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、このような化学素子成形型としては、例えば特開
昭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（Co）とを含んだ超硬合金が提案され
ている。
昭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（Co）とを含んだ超硬合金が提案され
ている。
しかしながら、SiO2,B2O3,BaO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、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Coは、約40
0℃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。
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Coは、約40
0℃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。
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決すべく検討
の結果なされたものであって、その目的とするところ
は、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
ることがなく、型の長寿命化をはかることのできる光学
素子の成形方法及びその成形型を提供しようとするもの
である。
の結果なされたものであって、その目的とするところ
は、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
ることがなく、型の長寿命化をはかることのできる光学
素子の成形方法及びその成形型を提供しようとするもの
である。
前記目的は、チタンカーバイド（TiC）とタンタルカー
バイド（TaC）とニッケルカーバイド（NiC）とを含有す
る超硬合金の成形型母材の表面に、チタンカーバイド
（TiC）あるいは炭窒化チタン（TiCN）をコーティング
した成形型をプレス金型として用い、この成形型にガラ
ス素材を供給し、前記成形型を前記ガラス素材の軟化点
以上に加熱して前記ガラス素材をプレス成形することに
よって達成される。
バイド（TaC）とニッケルカーバイド（NiC）とを含有す
る超硬合金の成形型母材の表面に、チタンカーバイド
（TiC）あるいは炭窒化チタン（TiCN）をコーティング
した成形型をプレス金型として用い、この成形型にガラ
ス素材を供給し、前記成形型を前記ガラス素材の軟化点
以上に加熱して前記ガラス素材をプレス成形することに
よって達成される。
一般に、超硬合金は、（WC）の細粒粉末に対し、（Co）
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。
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。
しかして、超硬合金を加熱していくと、約400℃以上でC
o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、
型表面が劣化しても、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。
o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、
型表面が劣化しても、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、元素状態にあるCo、タングステン（Ｗ）を高温に
加熱していくと、これらとガラスとが反応しやすくな
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。
加熱していくと、これらとガラスとが反応しやすくな
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
は、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。
は、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。
これに対し、本発明においては、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TiCあるいはTiCN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、前記のごとくして得られた型表面とガラ
スとの反応はほとんどみられなかった。また、コーティ
ング膜のクラック、剥離など、型表面の劣化もほとんど
みられなかった。
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TiCあるいはTiCN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、前記のごとくして得られた型表面とガラ
スとの反応はほとんどみられなかった。また、コーティ
ング膜のクラック、剥離など、型表面の劣化もほとんど
みられなかった。
なお、超硬合金の型表面にTiCあるいはTiCNをコーティ
ングする場合、そのコーティング膜の膜性状は、当該コ
ーティング膜と母機（超硬合金）の熱膨張係数差、母機
組成などの関係によって左右される。
ングする場合、そのコーティング膜の膜性状は、当該コ
ーティング膜と母機（超硬合金）の熱膨張係数差、母機
組成などの関係によって左右される。
しかして、本発明においては、前記コーティング膜の膜
性状を良好にし、かつ高温下の使用状態においても、コ
ーティング膜にクラックや剥離などが生じにくいように
するため、超硬合金母機の組成を、従来（WCとCoとを主
成分とする）に代えて、さらにTiC、タンタルカーバイ
ド（TaC）、ニッケルカーバイド（NiC）のサーメットを
含む組成とした。
性状を良好にし、かつ高温下の使用状態においても、コ
ーティング膜にクラックや剥離などが生じにくいように
するため、超硬合金母機の組成を、従来（WCとCoとを主
成分とする）に代えて、さらにTiC、タンタルカーバイ
ド（TaC）、ニッケルカーバイド（NiC）のサーメットを
含む組成とした。
なお、実験によれば、WCが40〜80重量％、Coが５〜15重
量％、TiCが３〜30重量％、TaCが５〜25重量％、NiCが
０〜10重量％からなる超硬合金母機の表面に対し、TiC
あるいはTiCNをコーティングしたプレス型の場合、ガラ
スとの反応がほとんどなく、プレス型の表面劣化もほと
んどない、非常に良好な結果を得ることができた。
量％、TiCが３〜30重量％、TaCが５〜25重量％、NiCが
０〜10重量％からなる超硬合金母機の表面に対し、TiC
あるいはTiCNをコーティングしたプレス型の場合、ガラ
スとの反応がほとんどなく、プレス型の表面劣化もほと
んどない、非常に良好な結果を得ることができた。
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１） 直径30mm、高さ40mmの円柱状に成形・焼結した55重量％
WC−10重量％Co−20重量％TiC−10重量％TaC−５重量％
NiC超硬合金のプレス使用面を、曲率半径50mmの凹曲面
に研削加工した。そして、この加工面に、CVD法によ
り、TiCを均一にコーティングした。次いで、そのコー
ティング面を、所望の表面粗さに研磨し、プレス型を製
作した。
WC−10重量％Co−20重量％TiC−10重量％TaC−５重量％
NiC超硬合金のプレス使用面を、曲率半径50mmの凹曲面
に研削加工した。そして、この加工面に、CVD法によ
り、TiCを均一にコーティングした。次いで、そのコー
ティング面を、所望の表面粗さに研磨し、プレス型を製
作した。
次に、40重量％BaO−39重量％SiO2−15重量％B2O3を主
成分とする光学ガラス（φ16×t15mm）の円柱状素材
を、前記のようにして製作されたプレス型の凹面間に挿
入し、窒素雰囲気中で、約730℃に加熱した後、約2tonf
の荷重を、２分間負荷して、光学ガラスレンズを1000個
プレス成形した。その結果を別表１のNo.11に示す。す
なわち、別表１は、WCを主成分とする超硬合金母機の表
面に対し、TiCをコーティングした型を用いて光学ガラ
スをプレス成形した場合の測定結果である。なお、別表
１には、比較のため、超硬合金にTiCを被覆しない型に
ついての結果も併せて示した。そして、別表１から明ら
かなように、WCが40〜80重量％、Coが５〜15重量％、Ti
Cが３〜30重量％、TaCが５〜25重量％、NiCが０〜10重
量％からなる超硬合金母機の表面に対し、TiCをコーテ
ィングした場合、ガラスとの反応がほとんどなく、プレ
ス型の表面劣化もほとんどみられない、非常に良好な結
果を得ることができた。
成分とする光学ガラス（φ16×t15mm）の円柱状素材
を、前記のようにして製作されたプレス型の凹面間に挿
入し、窒素雰囲気中で、約730℃に加熱した後、約2tonf
の荷重を、２分間負荷して、光学ガラスレンズを1000個
プレス成形した。その結果を別表１のNo.11に示す。す
なわち、別表１は、WCを主成分とする超硬合金母機の表
面に対し、TiCをコーティングした型を用いて光学ガラ
スをプレス成形した場合の測定結果である。なお、別表
１には、比較のため、超硬合金にTiCを被覆しない型に
ついての結果も併せて示した。そして、別表１から明ら
かなように、WCが40〜80重量％、Coが５〜15重量％、Ti
Cが３〜30重量％、TaCが５〜25重量％、NiCが０〜10重
量％からなる超硬合金母機の表面に対し、TiCをコーテ
ィングした場合、ガラスとの反応がほとんどなく、プレ
ス型の表面劣化もほとんどみられない、非常に良好な結
果を得ることができた。
（実施例２） 直径30mm、高さ40mmの円柱状に成形・焼結した55重量％
WC−10重量％Co−20重量％TiC−10重量％TaC−５重量％
NiC超硬合金のプレス使用面を、曲率半径50mmの凹曲面
に研削加工した。そして、この加工面に、CVD法によ
り、TiCNを均一にコーティングした。次いで、そのコー
ティング面を、所望の表面粗さに研磨し、プレス型を製
作した。
WC−10重量％Co−20重量％TiC−10重量％TaC−５重量％
NiC超硬合金のプレス使用面を、曲率半径50mmの凹曲面
に研削加工した。そして、この加工面に、CVD法によ
り、TiCNを均一にコーティングした。次いで、そのコー
ティング面を、所望の表面粗さに研磨し、プレス型を製
作した。
次に、40重量％BaO−39重量％SiO2−15重量％B2O3を主
成分とする光学ガラス（φ16×t15mm）の円柱状素材
を、前記のようにして製作されたプレス型の凹面間に挿
入し、窒素雰囲気中で、約730℃に加熱した後、約2tonf
の荷重を、２分間負荷して、光学ガラスレンズを1000個
プレス成形した。その結果を別表２のNo.11に示す。す
なわち、別表２は、WCを主成分とする超硬合金母機の表
面に対し、TiCNをコーティングした型を用いて光学ガラ
スをプレス成形した場合の測定結果である。なお、別表
２には、比較のため、超硬合金にTiCNを被覆しない型に
ついての結果も併せて示した。そして、別表２から明ら
かなように、実施例１と同様の組成からなる超硬合成母
機の表面に対し、TiCNをコーティングした場合にも、ガ
ラスとの反応がほとんどなく、プレス型の表面劣化もほ
とんどみられない、非常に良好な結果を得ることができ
た。
成分とする光学ガラス（φ16×t15mm）の円柱状素材
を、前記のようにして製作されたプレス型の凹面間に挿
入し、窒素雰囲気中で、約730℃に加熱した後、約2tonf
の荷重を、２分間負荷して、光学ガラスレンズを1000個
プレス成形した。その結果を別表２のNo.11に示す。す
なわち、別表２は、WCを主成分とする超硬合金母機の表
面に対し、TiCNをコーティングした型を用いて光学ガラ
スをプレス成形した場合の測定結果である。なお、別表
２には、比較のため、超硬合金にTiCNを被覆しない型に
ついての結果も併せて示した。そして、別表２から明ら
かなように、実施例１と同様の組成からなる超硬合成母
機の表面に対し、TiCNをコーティングした場合にも、ガ
ラスとの反応がほとんどなく、プレス型の表面劣化もほ
とんどみられない、非常に良好な結果を得ることができ
た。
本発明は以上のごときであり、前記実施例の記載からも
明らかなように、本発明によれば、光学素子の熱間プレ
ス材料として、WCが40〜80重量％、Coが５〜15重量％、
TiCが３〜30重量％、TaCが５〜25重量％、NiCが０〜10
重量％からなる超硬合金母機の表面にTiCおよびTiCNの
いずれか一方の層を形成したことにより、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く、
型の長寿命化をはかることのできる光学素子の成形方法
及びその成形型を得ることができる。
明らかなように、本発明によれば、光学素子の熱間プレ
ス材料として、WCが40〜80重量％、Coが５〜15重量％、
TiCが３〜30重量％、TaCが５〜25重量％、NiCが０〜10
重量％からなる超硬合金母機の表面にTiCおよびTiCNの
いずれか一方の層を形成したことにより、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く、
型の長寿命化をはかることのできる光学素子の成形方法
及びその成形型を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 恭子 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 屋敷 隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−127246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−118638（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】表面にチタンカーバイド（TiC）あるいは
炭窒化チタン（TiCN）をコーティングしたチタンカーバ
イド（TiC）とタンタルカーバイド（TaC）とニッケルカ
ーバイド（NiC）とを含有する超硬合金の成形型にガラ
ス素材を供給し、前記成形型を前記ガラス素材の軟化点
以上に加熱して前記ガラス素材をプレス成形することを
特徴とする光学素子の成形方法。 - 【請求項２】チタンカーバイド（TiC）とタンタルカー
バイド（TaC）とニッケルカーバイド（NiC）とを含有す
る超硬合金の成形型母材の表面に、チタンカーバイド
（TiC）あるいは炭窒化チタン（TiCN）をコーティング
した成形型をプレス金型として用いることを特徴とする
光学素子の成形型。 - 【請求項３】前記超硬合金は、前記炭窒化チタン（TiC
N）を10重量％以下含有することを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の光学素子の成形型。 - 【請求項４】前記超硬合金は、更に炭化タングステン
（WC）とコバルト（Co）とを成分として含むことを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の光学素子の成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243708A JPH06102554B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 光学素子の成形方法及びその成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243708A JPH06102554B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 光学素子の成形方法及びその成形型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6487525A JPS6487525A (en) | 1989-03-31 |
| JPH06102554B2 true JPH06102554B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=17107803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62243708A Expired - Lifetime JPH06102554B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 光学素子の成形方法及びその成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102554B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6597084B2 (en) * | 2001-01-05 | 2003-07-22 | The Hong Kong Polytechnic University | Ring-shaped piezoelectric transformer having an inner and outer electrode |
| CN104030548A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-09-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 玻璃模造用碳化硅陶瓷模仁及其制备方法 |
| CN104372227A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-02-25 | 遵义中铂硬质合金有限责任公司 | 热作模具用硬质合金及其生产方法 |
| CN118202077A (zh) * | 2021-11-20 | 2024-06-14 | 海博锐材料科技公司 | 改进的硬质合金 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60118638A (ja) * | 1983-11-26 | 1985-06-26 | Hoya Corp | ガラスレンズ成形型の製造法 |
| JPS60127246A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ガラスレンズの直接プレス成型用型 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62243708A patent/JPH06102554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6487525A (en) | 1989-03-31 |
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