JP2003081647A - 耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレンズプレス成形用低熱膨張Ｃｏ基合金製金型 - Google Patents
耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレンズプレス成形用低熱膨張Ｃｏ基合金製金型Info
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- JP2003081647A JP2003081647A JP2001273322A JP2001273322A JP2003081647A JP 2003081647 A JP2003081647 A JP 2003081647A JP 2001273322 A JP2001273322 A JP 2001273322A JP 2001273322 A JP2001273322 A JP 2001273322A JP 2003081647 A JP2003081647 A JP 2003081647A
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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
-
- 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
- C03B2215/05—Press-mould die materials
- C03B2215/06—Metals or alloys
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレンズ
プレス成形用低熱膨張Ｃｏ基合金製金型を提供する。 【解決手段】 低熱膨張Ｃｏ基合金製金型を、質量％
で、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、Ｓｉ：
０．２〜１．５％、を含有し、残りがＣｏ（ただし、Ｃ
ｏ：５４〜６７％含有）と不可避不純物からなる組成、
並びに鍛造組織を有するＣｏ基合金で構成する。
プレス成形用低熱膨張Ｃｏ基合金製金型を提供する。 【解決手段】 低熱膨張Ｃｏ基合金製金型を、質量％
で、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、Ｓｉ：
０．２〜１．５％、を含有し、残りがＣｏ（ただし、Ｃ
ｏ：５４〜６７％含有）と不可避不純物からなる組成、
並びに鍛造組織を有するＣｏ基合金で構成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に弗化ガラス
などの腐食性のきわめて強いガラスに対してすぐれた耐
腐食性を示し、かつ前記ガラスと同等のきわめて低い熱
膨張係数を有し、したがって例えば各種の電子・電気機
器や光学装置などに装着されている光機能装置の部品で
ある光学ガラスレンズをプレス成形するのに適したＣｏ
基合金製金型（以下、低熱膨張金型と云う）に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】従来、上記の光学ガラスレンズのプレス
成形に、前記光学ガラスレンズと同等の低い熱膨張係数
を有有する低熱膨張金型が用いられており、この低熱膨
張金型として、質量％で（以下、％は質量％を示す）、
Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、を含有し、残
りがＣｏ（ただし、Ｃｏ：５４〜６７％含有）と不可避
不純物からなる組成、並びに鍛造組織を有するＣｏ基合
金製ものが知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種の電
子・電気機器や光学装置の高性能化および小型化はめざ
ましく、これに伴い、これらの光機能装置に用いられて
いる光学ガラスレンズも小寸化および極薄肉化の傾向に
あり、これに対応して前記光学ガラスレンズのプレス成
形温度は高温化し、広く実用に供されている弗化ガラス
製のもので、その成形温度は約６００℃から約８５０℃
にも達しようとしているが、上記の従来低熱膨張金型で
は、このようなプレス成形温度では腐食進行がきわめて
速く、比較的短持間で金型のキャビティ面（成形面）が
荒れ、使用寿命に至るのが現状である。 【０００４】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、上記の従来低熱膨張金型に着目
し、これの耐ガラス腐食性向上を図るべく研究を行った
結果、上記の従来低熱膨張金型を構成するＣｏ基合金、
すなわち、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、を
含有し、残りがＣｏ（ただし、Ｃｏ：５４〜６７％含
有）と不可避不純物からなる組成、並びに鍛造組織を有
するＣｏ基合金に、合金成分として、Ｓｉ成分を、Ｓ
ｉ：０．２〜１．５％、の割合で含有させると、低熱膨
張係数を保持したままで、特に腐食性の強い弗化ガラス
に対してすぐれた耐腐食性を示すようになり、したがっ
てこの結果のＣｏ基合金で構成された低熱膨張金型は通
常の珪酸ガラスや硼化ガラスなどを用いて成形される光
学ガラスレンズのプレス成形は勿論のこと、前記の弗化
ガラスを用いてのプレス成形にもすぐれた耐腐食性を示
すという、研究結果を得たのである。 【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜
１３％、Ｓｉ：０．２〜１．５％、を含有し、残りがＣ
ｏ（ただし、Ｃｏ：５４〜６７％含有）と不可避不純物
からなる組成、並びに鍛造組織を有するＣｏ基合金で構
成してなる、耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレン
ズプレス成形用低熱膨張金型に特徴を有するものであ
る。 【０００６】以下に、この発明の低熱膨張金型におい
て、これを構成するＣｏ基合金の組成を上記の通りに限
定した理由を説明する。 （ａ）Ｃｏ、Ｆｅ、およびＣｒ この発明のＣｏ基合金は、Ｃｏと合金成分であるＦｅお
よびＣｒの共存作用で、実質的にガラスの熱膨張係数と
同等の低い熱膨張係数、線熱膨張係数で２〜８×１０-6
／Ｋをもち、これによってガラスレンズ成形性が著しく
向上したものになるが、この低熱膨張特性はＣｏ、Ｆ
ｅ、およびＣｒの含有量が、それぞれ、Ｃｏ：５４〜６
７％、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、（ただ
し、Ｃｏ＋Ｆｅ＋Ｃｒ＝１００％）の場合に得られるも
のであり、したがってＣｏ、Ｆｅ、およびＣｒの含有量
が、それぞれこれらの範囲から上下のいずれに外れても
所望の低熱膨張特性は得られないことから、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、およびＣｒの含有量を上記の通りに定めたものであ
り、望ましくはＣｏ：５７〜６３％、Ｆｅ：２８〜３５
％、Ｃｒ：８〜１１％、とするのがよい。また、上記の
低熱膨張特性のほかに、Ｆｅ成分には鍛造加工性を向上
させ、Ｃｒ成分には耐酸化性を向上させる作用がある。 【０００７】（ｂ）Ｓｉ Ｓｉ成分には、上記の通り耐ガラス腐食性、特に腐食性
の強い弗化ガラスに対する耐腐食性を向上させる作用が
あり、これによって金型は光学ガラスレンズのプレス成
形温度が約８５０℃、すなわちガラス素材（ゴブ）の加
熱成形温度を約６００℃から約８５０℃に上昇させた条
件でプレス成形しても、すぐれた耐腐食性を示すように
なるが、その含有量は０．２％未満では所望の耐ガラス
腐食性向上効果が得られず、一方その含有量が１．５％
を越えると強度が低下し、薄肉化（軽量化）を意図する
場合に制約を受けるようになることから、その含有量を
０．２〜１．５％、望ましくは０．８〜１．４％と定め
た。 【０００８】 【発明の実施の態様】つぎに、この発明の低熱膨張金型
を実施例により具体的に説明する。高周波真空溶解炉に
て、それぞれ表１に示される成分組成をもったＣｏ基合
金溶湯を調製し、この溶湯を直径：１２０ｍｍ×長さ：
２００ｍｍのインゴットに鋳造し、これを１１００℃の
加熱温度で熱間鍛造を開始して、直径：２５ｍｍの鍛造
素材とし、ついでこの鍛造素材に９００〜１０５０℃の
範囲内の所定温度に１５分間保持後空冷の条件で均質化
処理を施した後、これよりそれぞれの寸法が外径：１８
ｍｍ×厚さ：２２ｍｍの上下型を切り出し、このうちの
下型の上面に直径：１０ｍｍ×中心部深さ：５ｍｍの曲
面キャビティを形成し、一方上型の下面は平面のままと
し、これら両上下型のキャビティ面をＲａ：０．１μｍ
の粗度に研磨することにより本発明低熱膨張金型１〜１
５、およびＣｏ基合金が合金成分としてＳｉを含有しな
い従来低熱膨張金型１〜１１をそれぞれを製造した。 【０００９】つぎに、これらの各種の低熱膨張金型を用
い、かつガラスレンズ素材であるコブとして、容量％
で、ＢａＦ2：４１％、Ａｌ（ＰＯ3）3：１４％、Ｓｒ
Ｆ2：１２％、ＡｌＦ3：１０％、Ｂａ2Ｐ2Ｏ7：８％、
を含有し、残りがＡｌ2Ｏ3、ＭｇＦ2、ＬａＦ3、および
Ｍｇ（ＰＯ3）3からなる組成をもった弗化ガラスを用
い、前記コブの１個当たりの容量：０．２ｃｍ3、前記
ゴブの加熱温度：８５０℃、プレス成形速度：２０個／
分の条件で光学ガラスレンズのプレス成形を行ない、キ
ャビティ面の面粗度がＲａ：０．３μｍに達するまでの
レンズ成形個数を測定した。この測定結果を同じく表１
に示した。 【００１０】 【表１】 【００１１】 【発明の効果】表１に示される結果から、本発明低熱膨
張金型１〜１５は、いずれもこれを構成するＣｏ基合金
中に合金成分として含有するＳｉの作用で耐ガラス腐食
性が著しく向上し、キャビティ面の高温加熱弗化ガラス
ゴブによる腐食進行が抑制され、良好なキャビティ面を
長期に亘って保持するのに対して、Ｓｉを含有しない従
来低熱膨張金型１〜１１では、キャビティ面の腐食進行
が速く、比較的短時間でキャビティ面の面粗度が低下
し、実用に供することができなくなることが明かであ
る。上述のように、この発明の低熱膨張金型は、例えば
比較的腐食性の弱い珪酸ガラスや硼化ガラスなどを用い
た光学ガラスレンズのプレス成形は勿論のこと、特に腐
食性の強い弗化ガラスなどの高温加熱プレス成形におい
てもすぐれた耐腐食性を示すものであるから、光学ガラ
スレンズの小寸化および極薄肉化に十分満足に対応でき
るものである。
などの腐食性のきわめて強いガラスに対してすぐれた耐
腐食性を示し、かつ前記ガラスと同等のきわめて低い熱
膨張係数を有し、したがって例えば各種の電子・電気機
器や光学装置などに装着されている光機能装置の部品で
ある光学ガラスレンズをプレス成形するのに適したＣｏ
基合金製金型（以下、低熱膨張金型と云う）に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】従来、上記の光学ガラスレンズのプレス
成形に、前記光学ガラスレンズと同等の低い熱膨張係数
を有有する低熱膨張金型が用いられており、この低熱膨
張金型として、質量％で（以下、％は質量％を示す）、
Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、を含有し、残
りがＣｏ（ただし、Ｃｏ：５４〜６７％含有）と不可避
不純物からなる組成、並びに鍛造組織を有するＣｏ基合
金製ものが知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種の電
子・電気機器や光学装置の高性能化および小型化はめざ
ましく、これに伴い、これらの光機能装置に用いられて
いる光学ガラスレンズも小寸化および極薄肉化の傾向に
あり、これに対応して前記光学ガラスレンズのプレス成
形温度は高温化し、広く実用に供されている弗化ガラス
製のもので、その成形温度は約６００℃から約８５０℃
にも達しようとしているが、上記の従来低熱膨張金型で
は、このようなプレス成形温度では腐食進行がきわめて
速く、比較的短持間で金型のキャビティ面（成形面）が
荒れ、使用寿命に至るのが現状である。 【０００４】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、上記の従来低熱膨張金型に着目
し、これの耐ガラス腐食性向上を図るべく研究を行った
結果、上記の従来低熱膨張金型を構成するＣｏ基合金、
すなわち、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、を
含有し、残りがＣｏ（ただし、Ｃｏ：５４〜６７％含
有）と不可避不純物からなる組成、並びに鍛造組織を有
するＣｏ基合金に、合金成分として、Ｓｉ成分を、Ｓ
ｉ：０．２〜１．５％、の割合で含有させると、低熱膨
張係数を保持したままで、特に腐食性の強い弗化ガラス
に対してすぐれた耐腐食性を示すようになり、したがっ
てこの結果のＣｏ基合金で構成された低熱膨張金型は通
常の珪酸ガラスや硼化ガラスなどを用いて成形される光
学ガラスレンズのプレス成形は勿論のこと、前記の弗化
ガラスを用いてのプレス成形にもすぐれた耐腐食性を示
すという、研究結果を得たのである。 【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜
１３％、Ｓｉ：０．２〜１．５％、を含有し、残りがＣ
ｏ（ただし、Ｃｏ：５４〜６７％含有）と不可避不純物
からなる組成、並びに鍛造組織を有するＣｏ基合金で構
成してなる、耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレン
ズプレス成形用低熱膨張金型に特徴を有するものであ
る。 【０００６】以下に、この発明の低熱膨張金型におい
て、これを構成するＣｏ基合金の組成を上記の通りに限
定した理由を説明する。 （ａ）Ｃｏ、Ｆｅ、およびＣｒ この発明のＣｏ基合金は、Ｃｏと合金成分であるＦｅお
よびＣｒの共存作用で、実質的にガラスの熱膨張係数と
同等の低い熱膨張係数、線熱膨張係数で２〜８×１０-6
／Ｋをもち、これによってガラスレンズ成形性が著しく
向上したものになるが、この低熱膨張特性はＣｏ、Ｆ
ｅ、およびＣｒの含有量が、それぞれ、Ｃｏ：５４〜６
７％、Ｆｅ：２４〜３６％、Ｃｒ：６〜１３％、（ただ
し、Ｃｏ＋Ｆｅ＋Ｃｒ＝１００％）の場合に得られるも
のであり、したがってＣｏ、Ｆｅ、およびＣｒの含有量
が、それぞれこれらの範囲から上下のいずれに外れても
所望の低熱膨張特性は得られないことから、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、およびＣｒの含有量を上記の通りに定めたものであ
り、望ましくはＣｏ：５７〜６３％、Ｆｅ：２８〜３５
％、Ｃｒ：８〜１１％、とするのがよい。また、上記の
低熱膨張特性のほかに、Ｆｅ成分には鍛造加工性を向上
させ、Ｃｒ成分には耐酸化性を向上させる作用がある。 【０００７】（ｂ）Ｓｉ Ｓｉ成分には、上記の通り耐ガラス腐食性、特に腐食性
の強い弗化ガラスに対する耐腐食性を向上させる作用が
あり、これによって金型は光学ガラスレンズのプレス成
形温度が約８５０℃、すなわちガラス素材（ゴブ）の加
熱成形温度を約６００℃から約８５０℃に上昇させた条
件でプレス成形しても、すぐれた耐腐食性を示すように
なるが、その含有量は０．２％未満では所望の耐ガラス
腐食性向上効果が得られず、一方その含有量が１．５％
を越えると強度が低下し、薄肉化（軽量化）を意図する
場合に制約を受けるようになることから、その含有量を
０．２〜１．５％、望ましくは０．８〜１．４％と定め
た。 【０００８】 【発明の実施の態様】つぎに、この発明の低熱膨張金型
を実施例により具体的に説明する。高周波真空溶解炉に
て、それぞれ表１に示される成分組成をもったＣｏ基合
金溶湯を調製し、この溶湯を直径：１２０ｍｍ×長さ：
２００ｍｍのインゴットに鋳造し、これを１１００℃の
加熱温度で熱間鍛造を開始して、直径：２５ｍｍの鍛造
素材とし、ついでこの鍛造素材に９００〜１０５０℃の
範囲内の所定温度に１５分間保持後空冷の条件で均質化
処理を施した後、これよりそれぞれの寸法が外径：１８
ｍｍ×厚さ：２２ｍｍの上下型を切り出し、このうちの
下型の上面に直径：１０ｍｍ×中心部深さ：５ｍｍの曲
面キャビティを形成し、一方上型の下面は平面のままと
し、これら両上下型のキャビティ面をＲａ：０．１μｍ
の粗度に研磨することにより本発明低熱膨張金型１〜１
５、およびＣｏ基合金が合金成分としてＳｉを含有しな
い従来低熱膨張金型１〜１１をそれぞれを製造した。 【０００９】つぎに、これらの各種の低熱膨張金型を用
い、かつガラスレンズ素材であるコブとして、容量％
で、ＢａＦ2：４１％、Ａｌ（ＰＯ3）3：１４％、Ｓｒ
Ｆ2：１２％、ＡｌＦ3：１０％、Ｂａ2Ｐ2Ｏ7：８％、
を含有し、残りがＡｌ2Ｏ3、ＭｇＦ2、ＬａＦ3、および
Ｍｇ（ＰＯ3）3からなる組成をもった弗化ガラスを用
い、前記コブの１個当たりの容量：０．２ｃｍ3、前記
ゴブの加熱温度：８５０℃、プレス成形速度：２０個／
分の条件で光学ガラスレンズのプレス成形を行ない、キ
ャビティ面の面粗度がＲａ：０．３μｍに達するまでの
レンズ成形個数を測定した。この測定結果を同じく表１
に示した。 【００１０】 【表１】 【００１１】 【発明の効果】表１に示される結果から、本発明低熱膨
張金型１〜１５は、いずれもこれを構成するＣｏ基合金
中に合金成分として含有するＳｉの作用で耐ガラス腐食
性が著しく向上し、キャビティ面の高温加熱弗化ガラス
ゴブによる腐食進行が抑制され、良好なキャビティ面を
長期に亘って保持するのに対して、Ｓｉを含有しない従
来低熱膨張金型１〜１１では、キャビティ面の腐食進行
が速く、比較的短時間でキャビティ面の面粗度が低下
し、実用に供することができなくなることが明かであ
る。上述のように、この発明の低熱膨張金型は、例えば
比較的腐食性の弱い珪酸ガラスや硼化ガラスなどを用い
た光学ガラスレンズのプレス成形は勿論のこと、特に腐
食性の強い弗化ガラスなどの高温加熱プレス成形におい
てもすぐれた耐腐食性を示すものであるから、光学ガラ
スレンズの小寸化および極薄肉化に十分満足に対応でき
るものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 質量％で、 Ｆｅ：２４〜３６％、 Ｃｒ：６〜１３％、 Ｓｉ：０．２〜１．５％、 を含有し、残りがＣｏ（ただし、Ｃｏ：５４〜６７％含
有）と不可避不純物からなる組成、並びに鍛造組織を有
するＣｏ基合金で構成したことを特徴とする耐ガラス腐
食性にすぐれた光学ガラスレンズプレス成形用低熱膨張
Ｃｏ基合金製金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001273322A JP2003081647A (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレンズプレス成形用低熱膨張Ｃｏ基合金製金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001273322A JP2003081647A (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレンズプレス成形用低熱膨張Ｃｏ基合金製金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003081647A true JP2003081647A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19098553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001273322A Withdrawn JP2003081647A (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 耐ガラス腐食性にすぐれた光学ガラスレンズプレス成形用低熱膨張Ｃｏ基合金製金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003081647A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010228984A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 気流浮上式ガラス体製造装置および気流浮上式ガラス体製造方法 |
| JP2020056075A (ja) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | 新報国製鉄株式会社 | 低熱膨張合金 |
| JP2020200523A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 日本鋳造株式会社 | 低温安定性および耐食性に優れた高ヤング率低熱膨張合金およびその製造方法 |
| WO2022196775A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 新報国マテリアル株式会社 | 熱膨張制御合金 |
-
2001
- 2001-09-10 JP JP2001273322A patent/JP2003081647A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010228984A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 気流浮上式ガラス体製造装置および気流浮上式ガラス体製造方法 |
| JP2020056075A (ja) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | 新報国製鉄株式会社 | 低熱膨張合金 |
| JP7246684B2 (ja) | 2018-10-02 | 2023-03-28 | 新報国マテリアル株式会社 | 低熱膨張合金 |
| JP2020200523A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 日本鋳造株式会社 | 低温安定性および耐食性に優れた高ヤング率低熱膨張合金およびその製造方法 |
| JP7291008B2 (ja) | 2019-06-13 | 2023-06-14 | 日本鋳造株式会社 | 低温安定性および耐食性に優れた高ヤング率低熱膨張合金およびその製造方法 |
| WO2022196775A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 新報国マテリアル株式会社 | 熱膨張制御合金 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |