JPH0421608B2 - - Google Patents

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JPH0421608B2
JPH0421608B2 JP14082485A JP14082485A JPH0421608B2 JP H0421608 B2 JPH0421608 B2 JP H0421608B2 JP 14082485 A JP14082485 A JP 14082485A JP 14082485 A JP14082485 A JP 14082485A JP H0421608 B2 JPH0421608 B2 JP H0421608B2
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JP
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platinum
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press
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base material
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Kyoshi Kuribayashi
Hideto Monji
Masaki Aoki
Masayuki Sakai
Hideyuki Okinaka
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • C03B11/086Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B2215/02Press-mould materials
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    • C03B2215/30Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
    • C03B2215/32Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material of metallic or silicon material

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明はプレス成形後研磨工程を必要としない
高精度光学ガラス素子をプレス成形する際に用い
る光学ガラス素子の製造方法に関するものであ
る。 従来の技術 高精度な光学ガラス素子を直接プレスにより成
形するためには、像形成品質が良好な事が要求さ
れる。このため型材料としては高温度のもとでガ
ラスに対して化学的に不活性であること、型のガ
ラスプレス面が十分硬くすり傷等の損傷を受けに
くいこと、また高温度でのプレスで型が塑性変形
などをおこさないこと、耐熱性、耐熱衝撃性に優
れていること、さらに型の加工性が良く、精密加
工が可能なことなどが必要であり、これらの性質
を比較的満足する型として、例えばシリコンカー
バイドまたはシリコンナイトライドを用いたプレ
ス成形用型(特開昭52−45613号広報)やタング
ステンカーバイド、サーメツト又はジルコニアを
母材とし、この母材上に白金系合金膜を形成して
構成した光学ガラス素子のプレス成形用型などが
提案されている。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の型材料、例えばシリコンカー
バイド、およびシリコンナイトライドの場合で
は、その硬度が極めて高いためガラスプレス面を
球面形状あるいは非球面形状に高精度に加工する
ことが非常に困難であつた。しかも、これらの材
料はいずれも焼結タイプのものであるためその焼
結性を向上させる目的で焼結助剤として第三成分
を含有するため、鉛やアルカリ元素を含有するガ
ラス素子と比較的反応しやすく、プレス成形をく
り返すと型とガラス素子との反応が進み、ガラス
が型に付着するようになり像形成品質の良い高精
度な光学ガラス素子をプレス成形することができ
なかつた。 またタングステンカーバイド、サーメツト、又
はジルコニアを母材とし、これら母材上に白金系
合金膜を形成して構成した型の場合、まず研削に
より母材を所望する形状に近い状態に加工した
後、母材上に白金系合金膜を形成し、ダイヤモン
ドバイトを用いた研削法により白金系合金膜を削
り所望の形状に精密に加工して光学ガラス素子の
プレス用型を作製している。しかし白金系合金膜
を切削する際のダイヤモンドバイトの摩耗が激し
く、バイト1個でプレス用型を数個しか精度良く
切削加工できないうえ、加工に要する時間も非常
に長いという欠点を有していた。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、プレス成
形用型の母材として、タングステンカーバイド、
ジルコニア、サーメツト、シリコンナイトライド
又はシリコンカーバイドを選び、研削によりこれ
ら母材を所望する形状に近い状態に加工した後、
前記母材上にダイヤモンドバイトによる切削性に
優れ、高融点で化学的に安定な金,金−白金合
金,銅,銅−白金合金、ニツケル、またはニツケ
ル−白金合金を中間層として形成し、所望する形
状に精密に加工した。その後白金系合金膜を前記
中間層上に型の形状精度がくずれないように形成
して構成した型を用いて高精度の光学ガラス素子
をプレス成形方法により製造しようとするもので
ある。 作 用 本発明では、光学ガラス素子のプレス成形用型
を構成する際に、研削性および切削性に優れ、高
融点で化学的に安定な材料を中間層として形成
し、前記中間層を高精度に加工するようにしたの
で、従来のプレス成形用型よりも高精度に加工で
きるようになつた。また加工時間も従来の型に比
べ1/2以下の時間に短縮されると同時に、ダイヤ
モンドバイトの摩耗がほとんど無視できるように
なつたためより安く、プレス成形用型を作製でき
るようになり、高精度の光学ガラス素子をプレス
成形方法により安価に製造できるようになつた。 実施例 以下、本発明の実施例を説明する。 直径20mm、厚さ6mmのタングステンカーバイ
ド、ジルコニア、サーメツト、シリコンナイトラ
イド、またはシリコンカーバイドを曲率半径46mm
および200mmの凹面形状の上型と下型とからなる
一対のプレス成形用型の母材として粗加工した。
次にこれら母材上に金,金−白金合金、銅,銅−
白金合金、ニツケル、またはニツケル−白金合
金、のいずれかを中間層として形成した後、ダイ
ヤモンドバイトを用いた切削法により高精度に所
望の形状に加工した。最後に前記中間層上に白金
系合金膜を型の形成精度がくずれないように形成
してプレス成形用型を作製した。これら上下一対
の型をプレスマシンにセツトしたのを図で示す。
1は上型、2は下型、3は上型用加熱ヒータ、4
は下型用加熱ヒータ、5は上型用ピストンシリン
ダ、6は下型用ピストンシリンダ、7は供給ガラ
ス塊状物、8はガラス塊状物供給用治具、9はプ
レス成形した光学ガラス素子の取り出し口、10
は供給ガラス塊状物の予備加熱炉、11はおおい
である。 プレス実験では、酸化鉛(PbO)70重量%、シ
リカ(SiO2)27重量%および残りが微量成分か
ら成る酸化鉛系光学ガラスを半径10mmの球形状に
加工した塊状物7を予備加熱炉10で加熱した
後、520℃に保持された上下の型1および2の下
型2の上に置き、窒素ガス雰囲気中でプレス圧約
40Kg/cm2によりプレスし、2分間保持した後、そ
のまま上下の型の温度を300℃まで冷却して両面
が凸形にプレス成形された光学ガラス素子を作製
し、取り出し口9より取り出して光学ガラス素子
のプレス成形工程が完了する。以上のような工程
を1000回くり返した後、使用した上下の型1およ
び2をプレスマシンより取りはずし、型表面の形
状精度および表面粗さを測定して型の優劣を評価
した。各種材料のダイヤモンドバイトによる加工
性を表わしたのが表1である。
【表】 表1から明らかなように金,銅,ニツケルは白
金よりも加工性に優れていることがわかる。また
白金とこれらの合金の場合、白金の含有量が60重
量%以下の時はダイヤモンドバイトの摩耗が少な
く加工性に優れていたが、白金を70重量%含有し
た合金ではダイヤモンドバイトの摩耗が白金単独
の場合と同じくらい激しくなり、加工に時間がか
かるようになつた。 表2には、タングステンカーバイドを母材と
し、金を中間層として形成した後、各種組成の白
金系合金膜を前記中間層上に形成して構成した型
のプレス実験結果を示した。白金の含有量が95重
量%を超えると膜の硬度が低下すると同時に、膜
の異常粒成長が起り、型表面があれた。 一方、白金を含有しない場合にはガラスと膜と
が付着し、像形成品質の良好な光学ガラス素子を
プレス成形できなかつた。以上のようにプレス実
験によりガラスと反応、付着せず、型表面の面荒
れの起らない白金系合金膜の組成としては白金を
2〜95重量%含有し、残部がイリジウム、オスミ
ウム、ロジウム、パラジウム、およびルテニウム
から成る群より選ばれた少なくとも一種類の金属
よりなる組成であればよい。
【表】
【表】
【表】 表3にはタングステンカーバイドを母材として
金以外の加工性に優れた材料を中間層として形成
した後白金系合金膜を形成して構成した型を用い
てプレス実験を行なつた結果を示した。金−白金
合金、銅,銅−白金合金、ニツケル,ニツケル−
白金合金、いずれの場合も母材タングステンカー
バイド及び白金系合金との接着性も良く、中間層
として適していることが明らかである。またこれ
らの材料と母材ジルコニア、サーメツト、シリコ
ンナイトライド及びシリコンカーバイドとの接着
性を調べた結果、いずれも15Kg/cm2程度の接着強
度が有り、タングステンカーバイドを母材とした
時(約15Kg/cm2)と同じ程度の強度であつた。
【表】 ○:母材と白金系合金膜とのはくり及び型表面
の表面あれなし
以上述べたように母材としては耐熱性、耐熱衝
撃性、高温強度に優れた材料を選び、中間層とし
てこれら母材及び白金系合金との接着性に優れ、
研削及び切削加工性に優れ、しかも高融点で化学
的に安定な材料を前記母材上に形成し、最後にガ
ラスとの反応性がなく、高温において異常粒成長
の起らない白金を2〜95%、残部がイリジウム、
オスミウム、ロジウム、パラジウム、ルテニウム
およびロジウムから成る群より選ばれた少なくと
も一種類の金属元素からなる白金系合金膜を中間
層上に形成して構成した型を用いることにより、
高精度の像形成品質の良好な光学ガラス素子をプ
レス成形方法により安価に製造できるようになつ
た。 なお本発明を説明するために凹面形状のプレス
成形用型を使用したが、型の表面形状は本実施例
のような形状に限定されるものではなく、プリズ
ム等の光学ガラス素子形状にも適合するものであ
ることは言うまでもない。 発明の効果 以上述べてききたように、本発明では、耐熱
性、耐熱衝撃性、高温強度に優れた材料、例えば
タングステンカーバイド・ジルコニア、サーメツ
ト、シリコンナイトライドおよびシリコンカーバ
イドを母材とし所望の形状に粗加工した後、研削
性及び切削加工性に優れ、かつまた、母材及び白
金系合金膜との接着性が良く、高融点で化学的に
安定な材料、例えば金,金−白金合金(白金60重
量%以下含有)、銅,銅−白金合金(白金60重量
%以下含有)、ニツケル,ニツケル−白金合金
(白金60重量%以下含有)を中間層として形成し、
高精度に所望の形状に精密加工した。最後にガラ
スとの反応性がなく、すり傷などもつきにくい、
白金を2〜95重量%含有し、残部がイリジウム、
オスミウム、ロジウム、パラジウム、ルテニウム
およびレニウムからなる群より選ばれた少なくと
も一種類の金属元素より成る白金系合金膜を前記
中間層上に型の形状精度がくずれないように形成
してプレス成形用型を構成することにより、従来
の型より高精度の形状精度を有する型を作製する
ことが可能となると同時に型の加工時間も従来の
1/2以下に短縮できた。またダイヤモンドバイト
の摩耗という点に関しても型加工による摩耗が無
視できるようになり、ダイヤモンドバイトの長寿
命化を図ることができた。 以上のように構成したプレス成形用型を用いて
光学ガラス素子をプレス成形することにより、高
精度の光学ガラス素子を安価に量産することが可
能となつた。 以上のように本発明は、像形成品質の良好な高
精度の光学ガラス素子の製造方法を提供したもの
であり、高精度な光学ガラス素子を安価に量産す
るためのきわめて有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の光学ガラス素子の直接プレス成形
用型を組み込んだプレスマシンの概略図である。 1…上型、2…下型、3…上型用加熱ヒータ、
4…下型用加熱ヒータ、5…上型用ピストンシリ
ンダ、6…下型用ピストンシリンダ、7…供給ガ
ラス塊状物、8…ガラス供給用治具、9…プレス
成形した光学ガラス素子取り出し口、10…供給
ガラス塊状物の予備加熱炉、11…おおい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 耐熱性、耐熱衝撃性、および高温強度に優れ
    た材料を母材とし、前記母材上に研削性、および
    切削加工性に優れ、高融点で化学的に安定な材料
    を中間層として形成し、この中間層を所望する形
    状に精密に加工した後、白金系合金膜を前記中間
    層上に形成して構成される型を用いてプレス成形
    することを特徴とする光学ガラス素子の製造方
    法。 2 母材としてタングステンカーバイド・ジルコ
    ニア、サーメツト、シリコンナイトライド、また
    はシリコンカーバイドを用い、前記母材上に研削
    性および切削加工性に優れ、高融点で化学的に安
    定な材料として、金,金−白金合金(Pt60wt%
    以下)、銅,銅−白金合金(Pt60wt%以下)、ニ
    ツケル,またはニツケル−白金合金(Pt60wt%
    以下)を中間層として形成し、所望する形状に精
    密に加工した後、白金系合金膜を前記中間層上に
    形成して構成される型を用いてプレス成形するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学
    ガラス素子の製造方法。 3 白金系合金膜が白金を2〜95重量%含有し、
    残部がイリジウム、オスミウム、ロジウム、パラ
    ジウム、ルテニウム、およびレニウムから成る群
    より選ばれた少なくとも一種類の金属よりなる組
    成を有し、前記白金系合金膜を形成して構成した
    型を用いてプレス成形することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の光学ガラス
    素子の製造方法。
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