JPH07121812B2 - ガラス成形用プランジャ - Google Patents
ガラス成形用プランジャInfo
- Publication number
- JPH07121812B2 JPH07121812B2 JP63064037A JP6403788A JPH07121812B2 JP H07121812 B2 JPH07121812 B2 JP H07121812B2 JP 63064037 A JP63064037 A JP 63064037A JP 6403788 A JP6403788 A JP 6403788A JP H07121812 B2 JPH07121812 B2 JP H07121812B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plunger
- glass
- coating layer
- vapor deposition
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B9/00—Blowing glass; Production of hollow glass articles
- C03B9/30—Details of blowing glass; Use of materials for the moulds
- C03B9/48—Use of materials for the moulds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、衝撃強度の大きいガラス壜を成形するのに好
適なガラス成形用プランジャに関するものである。
適なガラス成形用プランジャに関するものである。
（従来の技術） ガラス成形用プランジャーは一般に鋳鉄、耐熱鋼等を母
材とし、この外表面にNi系、Cr系の自溶性合金を約0.5m
m程度肉盛り溶射して製作されており、これによってプ
ランジャ外表面が1000℃を超す高温のガラスと接触した
際に耐摩耗性、耐熱性、耐酸化性等を発揮するよう改良
が加えられていた。しかしNi系、Cr系の自溶性合金は耐
酸化性が余り優れていないため、これらの酸化スケール
がプランジャから剥離してガラス壜内表面に付着し壜内
表面を汚染することがあった。又Ni、Cr系の自溶性合金
は溶射によってプランジャ表面にコーティングされてい
るために、ピンホールの発生が避けられず高温のガラス
と接触した場合に摩耗、酸化等が促進されるばかりでな
く、使用中にピンホール内に汚れがたまりやすくこれら
が壜内表面を汚染していた。そして、前記の壜内表面に
付着した種々の汚染物が結果的にはガラス壜の衝撃強度
を低下させる原因となっていた。
材とし、この外表面にNi系、Cr系の自溶性合金を約0.5m
m程度肉盛り溶射して製作されており、これによってプ
ランジャ外表面が1000℃を超す高温のガラスと接触した
際に耐摩耗性、耐熱性、耐酸化性等を発揮するよう改良
が加えられていた。しかしNi系、Cr系の自溶性合金は耐
酸化性が余り優れていないため、これらの酸化スケール
がプランジャから剥離してガラス壜内表面に付着し壜内
表面を汚染することがあった。又Ni、Cr系の自溶性合金
は溶射によってプランジャ表面にコーティングされてい
るために、ピンホールの発生が避けられず高温のガラス
と接触した場合に摩耗、酸化等が促進されるばかりでな
く、使用中にピンホール内に汚れがたまりやすくこれら
が壜内表面を汚染していた。そして、前記の壜内表面に
付着した種々の汚染物が結果的にはガラス壜の衝撃強度
を低下させる原因となっていた。
従って、衝撃強度の大きいガラス壜を成形するのに好適
なガラス成形用プランジャの開発が強く求められてい
た。
なガラス成形用プランジャの開発が強く求められてい
た。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記のような従来の問題点を解決して、高温の
ガラスと接触しても酸化、摩耗による酸化スケールの発
生を防止し、更にはピンホールによる汚染物の発生を防
止して、ガラス内表面への汚染物の付着をなすことによ
りガラス壜の衝撃強度を著しく向上させることができる
ガラス成形用プランジャを目的として完成されたもので
ある。
ガラスと接触しても酸化、摩耗による酸化スケールの発
生を防止し、更にはピンホールによる汚染物の発生を防
止して、ガラス内表面への汚染物の付着をなすことによ
りガラス壜の衝撃強度を著しく向上させることができる
ガラス成形用プランジャを目的として完成されたもので
ある。
（課題を解決するための手段） 表面粗さが1.0μｍ以下である鋼材製のプランジャ母材
表面に、化学蒸着法又は物理蒸着法によるTiN、TiC、Ti
CN、TiB2、SiC等のセラミックコーティング層を表面に
露出させて形成したことを特徴とするものである。
表面に、化学蒸着法又は物理蒸着法によるTiN、TiC、Ti
CN、TiB2、SiC等のセラミックコーティング層を表面に
露出させて形成したことを特徴とするものである。
本発明において用いられるプランジャ母体としては、Ｃ
含有率が0.3〜1.0％の鋼材が好ましく、その代表的なも
のとしては3KD−11、MH−85、HPM−38等を挙げることが
できる。TiC、TiCN、SiC中のＣ成分は鋼材に由来するも
のであるので、含有率が0.3％未満ではTiC、TiCN、SiC
等の形成が不十分となり、1.0％を越えるとTi、Siとの
反応性が低下するとともに表面が粗くなる。又、後述す
るようにプランジャ外表面に形成するセラミックコーテ
ィング層は２〜10μｍ程度と非常に薄いために、プラン
ジャ母材の表面粗さは1.0μｍ以下にしておく必要があ
る。即ち、プランジャ外表面粗さに与える影響が大きい
からである。
含有率が0.3〜1.0％の鋼材が好ましく、その代表的なも
のとしては3KD−11、MH−85、HPM−38等を挙げることが
できる。TiC、TiCN、SiC中のＣ成分は鋼材に由来するも
のであるので、含有率が0.3％未満ではTiC、TiCN、SiC
等の形成が不十分となり、1.0％を越えるとTi、Siとの
反応性が低下するとともに表面が粗くなる。又、後述す
るようにプランジャ外表面に形成するセラミックコーテ
ィング層は２〜10μｍ程度と非常に薄いために、プラン
ジャ母材の表面粗さは1.0μｍ以下にしておく必要があ
る。即ち、プランジャ外表面粗さに与える影響が大きい
からである。
本発明においてはこのようなプランジャ母材の表面にセ
ラミックコーティング層が厚さ２〜10μｍ程度に形成さ
れる。２μｍ以下では薄すぎて早く摩耗し、10μｍ以上
では厚すぎて表面剥離の原因となるからである。チタン
化合物あるいはSi化合物はガラスとの濡れ性が悪いため
にガラスとの間で反応を生じにくいうえ、高温硬度も大
きい利点があり、中でもTiN、TiC、TiCN、TiB2、SiC等
はコーティングし易いのみならず優れた表面硬度、耐摩
耗性耐熱性等を示すものである。
ラミックコーティング層が厚さ２〜10μｍ程度に形成さ
れる。２μｍ以下では薄すぎて早く摩耗し、10μｍ以上
では厚すぎて表面剥離の原因となるからである。チタン
化合物あるいはSi化合物はガラスとの濡れ性が悪いため
にガラスとの間で反応を生じにくいうえ、高温硬度も大
きい利点があり、中でもTiN、TiC、TiCN、TiB2、SiC等
はコーティングし易いのみならず優れた表面硬度、耐摩
耗性耐熱性等を示すものである。
本発明においてはこのようにチタン化合物層は化学蒸着
法、又は物理蒸着法によってプランジャ母材表面に形成
される、化学蒸着法は周知のようにコーティングしよう
とする材料を構成する元素からなる化合物、又は単体の
ガスを母体表面に供給し、気相中あるいは母材表面での
化学反応によりコーティング層を形成させる方法であ
り、緻密で厚さが均一な、密着性に優れたコーティング
層の形成が可能である。また物理蒸着法はイオンプレー
テング装置内（真空度10-4Torr台）のカソードガンに不
活性ガス（Ar、He等）を導入してプラズマ電子ビームを
発生させ、金属（Ti、Cr等）を熔解蒸発させながらイオ
ン化させ、外部より導入する（N2、C2、H2等）反応ガス
により化合物（TiN、TiC、TiCN等）として負に印加した
被覆物の表面に蒸着させる方法であって、やはり均一な
厚さの強固なコーティング層の形成が可能である。これ
らの方法によってプランジャ母材の表面に形成されるセ
ラミックコーティング層は一層であっても複層であって
も良く、特に化学蒸着法による場合にはガス成分を順次
切替えることによってTiN、TiC、TiCN等の複層のチタン
化合物層を金型母材上に積層状に形成することができ
る。尚、本発明においてはこのようなセラミックコーテ
ィング層がガラスと直接接触する最も表面の部分に露出
していることが必須要件であり、セラミックコーティン
グの表面に更に他のコーティング層を形成することは好
ましくない。例えば表面にAl2O3のコーティング層を形
成すると、酸化物層は一般にチタン化合物、あるいはSi
化合物よりもガラスに対する濡れ性が良いため、せっか
くセラミックコーティング層を形成してもその長所が阻
害されてしまうこととなる。
法、又は物理蒸着法によってプランジャ母材表面に形成
される、化学蒸着法は周知のようにコーティングしよう
とする材料を構成する元素からなる化合物、又は単体の
ガスを母体表面に供給し、気相中あるいは母材表面での
化学反応によりコーティング層を形成させる方法であ
り、緻密で厚さが均一な、密着性に優れたコーティング
層の形成が可能である。また物理蒸着法はイオンプレー
テング装置内（真空度10-4Torr台）のカソードガンに不
活性ガス（Ar、He等）を導入してプラズマ電子ビームを
発生させ、金属（Ti、Cr等）を熔解蒸発させながらイオ
ン化させ、外部より導入する（N2、C2、H2等）反応ガス
により化合物（TiN、TiC、TiCN等）として負に印加した
被覆物の表面に蒸着させる方法であって、やはり均一な
厚さの強固なコーティング層の形成が可能である。これ
らの方法によってプランジャ母材の表面に形成されるセ
ラミックコーティング層は一層であっても複層であって
も良く、特に化学蒸着法による場合にはガス成分を順次
切替えることによってTiN、TiC、TiCN等の複層のチタン
化合物層を金型母材上に積層状に形成することができ
る。尚、本発明においてはこのようなセラミックコーテ
ィング層がガラスと直接接触する最も表面の部分に露出
していることが必須要件であり、セラミックコーティン
グの表面に更に他のコーティング層を形成することは好
ましくない。例えば表面にAl2O3のコーティング層を形
成すると、酸化物層は一般にチタン化合物、あるいはSi
化合物よりもガラスに対する濡れ性が良いため、せっか
くセラミックコーティング層を形成してもその長所が阻
害されてしまうこととなる。
（作用） このように構成された本発明のガラス成形用プランジャ
は耐酸化性、耐摩耗性に優れると同時にガラスに対する
濡れ性が悪いセラミックコーティング層をプランジャ母
材表面に露出させて形成してあるので、高温のガラスと
接触しても酸化スケールがプランジャから剥離すること
がなく、更にはプランジャ外表面が非常に緻密で全くピ
ンホールが存在しないので、従来のようにピンホール内
に汚れがたまることもない。従って、ガラス壜内表面に
付着する汚染物の発生がほとんどみられず、クリーンな
状態でガラス壜の成形ができガラス壜の衝撃強度を著し
く向上させることができることとなる。又、セラミック
コーティング層は化学蒸着法又は物理蒸着法によってプ
ランジャ母材表面に緻密、かつ強固に密着形成されてい
るので、セラミックコーティング層の剥離のおそれもな
くプランジャ寿命を著しく増加させることができる。
は耐酸化性、耐摩耗性に優れると同時にガラスに対する
濡れ性が悪いセラミックコーティング層をプランジャ母
材表面に露出させて形成してあるので、高温のガラスと
接触しても酸化スケールがプランジャから剥離すること
がなく、更にはプランジャ外表面が非常に緻密で全くピ
ンホールが存在しないので、従来のようにピンホール内
に汚れがたまることもない。従って、ガラス壜内表面に
付着する汚染物の発生がほとんどみられず、クリーンな
状態でガラス壜の成形ができガラス壜の衝撃強度を著し
く向上させることができることとなる。又、セラミック
コーティング層は化学蒸着法又は物理蒸着法によってプ
ランジャ母材表面に緻密、かつ強固に密着形成されてい
るので、セラミックコーティング層の剥離のおそれもな
くプランジャ寿命を著しく増加させることができる。
（実施例） 実施例１ ガラスと直接接触する部分の表面粗さを1.0μｍ以下に
した冷間金型用工具鋼（SKD−11）製のガラス成形用プ
ランジャの表面に、化学蒸着法によりTiC、TiCN、TiNの
３層のチタン化合物を順次形成した。蒸着の手順はまず
プランジャ母材を加熱炉中のチャンバー内に入れ、H2、
Ar、N2、CH4の混合ガス中で1000℃まで昇温し、TiCl4を
主成分とする反応ガスをチャンバー内に２時間供給して
化学蒸着を行わせ４時間の冷却後チャンバー内から取出
した。形成された３層のチタン化合物層は全体で６μｍ
の厚みを有し、その硬度はビッカースで1300であった。
このプランジャを用いてIS型ガラス成形機で重量170g
r、内容量300ccの薄肉ガラス壜をプレスブロー成形し
た。得られたガラス壜（ｎ＝20本）の衝撃強度、及び連
続使用可能時間（単位：時間）を測定したところ第１表
のとおりであった。一方、従来のNi系の溶射コーティン
グしたプランジャを用いて成形した同様のガラス壜の衝
撃強度等は比較例のとおりであった。
した冷間金型用工具鋼（SKD−11）製のガラス成形用プ
ランジャの表面に、化学蒸着法によりTiC、TiCN、TiNの
３層のチタン化合物を順次形成した。蒸着の手順はまず
プランジャ母材を加熱炉中のチャンバー内に入れ、H2、
Ar、N2、CH4の混合ガス中で1000℃まで昇温し、TiCl4を
主成分とする反応ガスをチャンバー内に２時間供給して
化学蒸着を行わせ４時間の冷却後チャンバー内から取出
した。形成された３層のチタン化合物層は全体で６μｍ
の厚みを有し、その硬度はビッカースで1300であった。
このプランジャを用いてIS型ガラス成形機で重量170g
r、内容量300ccの薄肉ガラス壜をプレスブロー成形し
た。得られたガラス壜（ｎ＝20本）の衝撃強度、及び連
続使用可能時間（単位：時間）を測定したところ第１表
のとおりであった。一方、従来のNi系の溶射コーティン
グしたプランジャを用いて成形した同様のガラス壜の衝
撃強度等は比較例のとおりであった。
実施例２ 表面粗さを1.0μｍ以下にした冷間金型工具鋼（SKD−1
1）製のガラス成形用プランジャを10-4Torrの真空チャ
ンバー内に入れ、加熱温度500℃でカソードガンにArを
導入してプラズマ電子ビームを発生させ、Tiを溶解蒸発
させながらN2反応ガスによりTiNとして負に印加したプ
ランジャ表面に物理蒸着した。TiNの厚さは２μｍであ
った。このプランジャを用いて実施例１と同様のガラス
壜を成形し、衝撃強度（ｎ＝20本）、及び連続使用可能
時間を測定した結果は第１表のとおりであった。
1）製のガラス成形用プランジャを10-4Torrの真空チャ
ンバー内に入れ、加熱温度500℃でカソードガンにArを
導入してプラズマ電子ビームを発生させ、Tiを溶解蒸発
させながらN2反応ガスによりTiNとして負に印加したプ
ランジャ表面に物理蒸着した。TiNの厚さは２μｍであ
った。このプランジャを用いて実施例１と同様のガラス
壜を成形し、衝撃強度（ｎ＝20本）、及び連続使用可能
時間を測定した結果は第１表のとおりであった。
（発明の効果） 本発明は以上の説明からも明らかなように、ガラス壜成
形時におけるプランジャからの壜内表面への汚染物の付
着を防止して、ガラス壜の衝撃強度を著しく向上させる
ことができるものであり、又、プランジャ寿命延長によ
る実用上の効果も併せて有するものであるから、従来の
問題点を解決したガラス成形用プランジャとして、業界
に寄与するところは極めて大きいものである。
形時におけるプランジャからの壜内表面への汚染物の付
着を防止して、ガラス壜の衝撃強度を著しく向上させる
ことができるものであり、又、プランジャ寿命延長によ
る実用上の効果も併せて有するものであるから、従来の
問題点を解決したガラス成形用プランジャとして、業界
に寄与するところは極めて大きいものである。
Claims (1)
- 【請求項１】表面粗さが1.0μｍ以下である鋼材製のプ
ランジャ母材表面に、化学蒸着法又は物理蒸着法による
TiN、TiC、TiCN、TiB2、SiC等のセラミックコーティン
グ層を表面に露出させて形成したことを特徴とするガラ
ス成形用プランジャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064037A JPH07121812B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | ガラス成形用プランジャ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064037A JPH07121812B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | ガラス成形用プランジャ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239029A JPH01239029A (ja) | 1989-09-25 |
| JPH07121812B2 true JPH07121812B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=13246517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63064037A Expired - Fee Related JPH07121812B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | ガラス成形用プランジャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07121812B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60176929A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガラスレンズのプレス成形用型 |
| JPS60141629A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | Olympus Optical Co Ltd | 光学ガラス素子の成形用金型 |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP63064037A patent/JPH07121812B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01239029A (ja) | 1989-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |