JPH08119646A - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
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- JPH08119646A JPH08119646A JP25218794A JP25218794A JPH08119646A JP H08119646 A JPH08119646 A JP H08119646A JP 25218794 A JP25218794 A JP 25218794A JP 25218794 A JP25218794 A JP 25218794A JP H08119646 A JPH08119646 A JP H08119646A
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- 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
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- 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
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- 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
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- 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
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 繰り返して使用しても表面の劣化が無く、か
つ強度の高い型を提供する。 【構成】 ガラス光学素子のプレス成形に用いる光学素
子成形用型において、型母材のレンズ成形面及びその近
傍が、（ａ）タングステンが６５．７〜９２．９重量
％、チタンが２４．０〜０．８重量％、炭素が１０．３
〜６．１重量％、残りが不可避不純物からなる組成を有
し、かつ（ｂ）第１相が炭化タングステン相、第２相が
ＮａＣｌ型結晶のチタンとタングステンの固溶体複炭化
物相の２相混合組織からなり、型母材のその他の部分が
コバルトを３〜１０重量％含む超硬合金からなる光学素
子成形用型。
つ強度の高い型を提供する。 【構成】 ガラス光学素子のプレス成形に用いる光学素
子成形用型において、型母材のレンズ成形面及びその近
傍が、（ａ）タングステンが６５．７〜９２．９重量
％、チタンが２４．０〜０．８重量％、炭素が１０．３
〜６．１重量％、残りが不可避不純物からなる組成を有
し、かつ（ｂ）第１相が炭化タングステン相、第２相が
ＮａＣｌ型結晶のチタンとタングステンの固溶体複炭化
物相の２相混合組織からなり、型母材のその他の部分が
コバルトを３〜１０重量％含む超硬合金からなる光学素
子成形用型。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズ、プリズム等の
ガラスよりなる光学素子をガラス素材のプレス成形によ
り製造するのに使用される型に関する。
ガラスよりなる光学素子をガラス素材のプレス成形によ
り製造するのに使用される型に関する。
【０００２】
【従来の技術】研磨工程を必要としないでガラス素材の
プレス成形によってレンズを製造する技術は従来のレン
ズの製造において必要とされた複雑な工程をなくし、簡
単かつ安価にレンズを製造することを可能とし、近年、
レンズのみならずプリズムその他のガラスよりなる光学
素子の製造に使用されるようになってきた。
プレス成形によってレンズを製造する技術は従来のレン
ズの製造において必要とされた複雑な工程をなくし、簡
単かつ安価にレンズを製造することを可能とし、近年、
レンズのみならずプリズムその他のガラスよりなる光学
素子の製造に使用されるようになってきた。
【０００３】このようなガラス光学素子のプレス成形に
使用される型材に要求される性質としては、硬さ、耐熱
性、離型性、鏡面加工性等に優れていることが挙げられ
る。従来、この種の型材として金属、セラミックス、ま
たそれらをコーティングした材料等、数多くの提案がさ
れている。いくつかの例を挙げるならば、特開昭４９−
５１１１２公報には１３Ｃｒマルテンサイト鋼が、特開
昭５２−４５６１３公報にはＳｉＣ及びＳｉ3 Ｎ4 が、
特開昭６０−２４６２３０公報には超硬合金に貴金属を
コーティングした材料が提案されている。
使用される型材に要求される性質としては、硬さ、耐熱
性、離型性、鏡面加工性等に優れていることが挙げられ
る。従来、この種の型材として金属、セラミックス、ま
たそれらをコーティングした材料等、数多くの提案がさ
れている。いくつかの例を挙げるならば、特開昭４９−
５１１１２公報には１３Ｃｒマルテンサイト鋼が、特開
昭５２−４５６１３公報にはＳｉＣ及びＳｉ3 Ｎ4 が、
特開昭６０−２４６２３０公報には超硬合金に貴金属を
コーティングした材料が提案されている。
【０００４】しかし、１３Ｃｒマルテンサイト鋼は酸化
し易く、更に高温でＦｅがガラス中に拡散してガラスが
着色する欠点を持つ。また、ＳｉＣやＳｉ3 Ｎ4 は一般
的には酸化されにくいとされているが、高温ではやはり
酸化が起こり表面にＳｉＯ2の膜が形成されるためガラ
スと融着を起こし、更に高硬度のため型自体の加工性が
極めて悪いという欠点を持つ。また、貴金属をコーティ
ングした材料は融着は起こしにくいが、極めて軟かいた
め傷がつき易くまた変形し易い欠点を持つ。
し易く、更に高温でＦｅがガラス中に拡散してガラスが
着色する欠点を持つ。また、ＳｉＣやＳｉ3 Ｎ4 は一般
的には酸化されにくいとされているが、高温ではやはり
酸化が起こり表面にＳｉＯ2の膜が形成されるためガラ
スと融着を起こし、更に高硬度のため型自体の加工性が
極めて悪いという欠点を持つ。また、貴金属をコーティ
ングした材料は融着は起こしにくいが、極めて軟かいた
め傷がつき易くまた変形し易い欠点を持つ。
【０００５】上記の技術に対し、特公昭６２−５１２１
１公報にはコバルトを３〜１０重量％含む超硬合金が開
示されており、これにより鏡面性に優れた光学素子が一
応は得られることが分っている。しかし、超硬合金の場
合、バインダーであるコバルトがガラス中の成分主とし
てＰｂＯ及びアルカリ成分の溶出によって侵食され易い
ので、成形を重ねるうちにバインダー部分が消滅し、最
終的にはＷＣ粒子の脱落を起こす結果、鏡面性が劣化し
て型の寿命が短くなるという欠点を持つ。
１公報にはコバルトを３〜１０重量％含む超硬合金が開
示されており、これにより鏡面性に優れた光学素子が一
応は得られることが分っている。しかし、超硬合金の場
合、バインダーであるコバルトがガラス中の成分主とし
てＰｂＯ及びアルカリ成分の溶出によって侵食され易い
ので、成形を重ねるうちにバインダー部分が消滅し、最
終的にはＷＣ粒子の脱落を起こす結果、鏡面性が劣化し
て型の寿命が短くなるという欠点を持つ。
【０００６】
【従来の技術】一般に、超硬合金はＷＣとＣｏより構成
されるが、この他に更に耐食性が向上したものとしてＷ
ＣとＮｉより構成される超硬合金がある。しかし、バイ
ンダーメタルであるＮｉは、 ＰｂＯ＋Ｎｉ→ＮｉＯ＋Ｐｂ で表わされるＰｂＯの還元反応によって生じた金属Ｐｂ
がＮｉを侵食して型の腐食が進行するため、ガラスに対
する耐食性が十分ではないことが分った。
されるが、この他に更に耐食性が向上したものとしてＷ
ＣとＮｉより構成される超硬合金がある。しかし、バイ
ンダーメタルであるＮｉは、 ＰｂＯ＋Ｎｉ→ＮｉＯ＋Ｐｂ で表わされるＰｂＯの還元反応によって生じた金属Ｐｂ
がＮｉを侵食して型の腐食が進行するため、ガラスに対
する耐食性が十分ではないことが分った。
【０００７】以上の欠点を無くすために、特開平２−１
２０２４４号公報にはコバルトやニッケル等のバインダ
ーを含まない超硬合金が開示されており、ガラスにより
侵食されにくい複合炭化物相を第２相として有すること
によって成形用型の表面劣化を防止し、長寿命化を達成
している。
２０２４４号公報にはコバルトやニッケル等のバインダ
ーを含まない超硬合金が開示されており、ガラスにより
侵食されにくい複合炭化物相を第２相として有すること
によって成形用型の表面劣化を防止し、長寿命化を達成
している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この超硬合金
では、バインダーを含まないため硝子により侵食されに
くいものの型の靭性が不足しており、型の強度の点で問
題がある。例えばＣｏを５％含む超硬合金（ＷＣ９５
％、Ｃｏ５％）では、衝撃値が０．１８０ｋｇ・ｍ／ｃ
ｍ2 であるのに対して、バインダーレス超硬合金（第１
相ＷＣ９０％、第２相（Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ１０％）で
は、衝撃値が０．１０３ｋｇ・ｍ／ｃｍ2 に低下してい
る（−４３％）。このため、型の取り扱いが悪いと簡
単にかけてしまう成形前のブランクの洗浄不良等によ
り異物（例えば金属粉）が混入して融着が発生した場合
には、型を開く時に型に無理な力がかかり型が割れる
型がかじった時に割れる等の型の強度不足により型が使
用不能になる欠点があった。
では、バインダーを含まないため硝子により侵食されに
くいものの型の靭性が不足しており、型の強度の点で問
題がある。例えばＣｏを５％含む超硬合金（ＷＣ９５
％、Ｃｏ５％）では、衝撃値が０．１８０ｋｇ・ｍ／ｃ
ｍ2 であるのに対して、バインダーレス超硬合金（第１
相ＷＣ９０％、第２相（Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ１０％）で
は、衝撃値が０．１０３ｋｇ・ｍ／ｃｍ2 に低下してい
る（−４３％）。このため、型の取り扱いが悪いと簡
単にかけてしまう成形前のブランクの洗浄不良等によ
り異物（例えば金属粉）が混入して融着が発生した場合
には、型を開く時に型に無理な力がかかり型が割れる
型がかじった時に割れる等の型の強度不足により型が使
用不能になる欠点があった。
【０００９】従って、本発明の目的は、硝子に侵食され
にくい超硬合金型でありながら強度の高い型を提供する
ことである。
にくい超硬合金型でありながら強度の高い型を提供する
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明においては、型母
材のレンズ成形面及びその近傍のみを、超硬合金のバイ
ンダーメタルであるコバルトあるいはニッケルを含有せ
ず、ガラスにより侵食されにくい複合炭化物相を第２相
として有する組成の超硬合金とし、かつそれ以外の部分
をコバルトを３〜１０％含む超硬合金とすることによっ
て、成形用型の表面劣化を防止しかつ強度の高い型を達
成している。
材のレンズ成形面及びその近傍のみを、超硬合金のバイ
ンダーメタルであるコバルトあるいはニッケルを含有せ
ず、ガラスにより侵食されにくい複合炭化物相を第２相
として有する組成の超硬合金とし、かつそれ以外の部分
をコバルトを３〜１０％含む超硬合金とすることによっ
て、成形用型の表面劣化を防止しかつ強度の高い型を達
成している。
【００１１】すなわち、本発明は、ガラス光学素子のプ
レス成形に用いる光学素子成形用型において、型母材の
レンズ成形面及びその近傍が、（ａ）タングステンが６
５．７〜９２．９重量％、チタンが２４．０〜０．８重
量％、炭素が１０．３〜６．１重量％、残りが不可避不
純物からなる組成を有し、かつ（ｂ）第１相が炭化タン
グステン相、第２相がＮａＣｌ型結晶のチタンとタング
ステンの固溶体複炭化物相の２相混合組織からなり、型
母材のその他の部分がコバルトを３〜１０重量％含む超
硬合金からなることを特徴とする光学素子成形用型であ
る。更に、（２）（ａ）の組成で、チタンがその一部を
周期律表IVｂ，Ｖｂ，およびVIｂ族に属する遷移金属の
１種または２種以上で置換されており、かつ（ｂ）の形
態で、チタンとタングステンの固溶体複炭化物相がチタ
ンとタングステンと該遷移金属の１種または２種以上の
固溶体複炭化物相である前記（１）の光学素子成形用型
である。（３）（ａ）の組成で、炭素がその一部を窒素
で置換されており、かつ（ｂ）の形態で、チタンとタン
グステンの固溶体複炭化物相がチタンとタングステンの
固溶体複炭窒化物相である前記（１）の光学素子成形用
型である。（４）（ａ）の組成で、チタンがその一部を
周期律表IVｂ，Ｖｂ，およびVIｂ族に属する遷移金属の
１種または２種以上で置換されており、炭素がその一部
を窒素で置換されており、かつ（ｂ）の形態で、チタン
とタングステンの固溶体複炭化物相がチタンとタングス
テンと該遷移金属の１種または２種以上の固溶体複炭窒
化物相である前記（１）の光学素子成形用型である。
レス成形に用いる光学素子成形用型において、型母材の
レンズ成形面及びその近傍が、（ａ）タングステンが６
５．７〜９２．９重量％、チタンが２４．０〜０．８重
量％、炭素が１０．３〜６．１重量％、残りが不可避不
純物からなる組成を有し、かつ（ｂ）第１相が炭化タン
グステン相、第２相がＮａＣｌ型結晶のチタンとタング
ステンの固溶体複炭化物相の２相混合組織からなり、型
母材のその他の部分がコバルトを３〜１０重量％含む超
硬合金からなることを特徴とする光学素子成形用型であ
る。更に、（２）（ａ）の組成で、チタンがその一部を
周期律表IVｂ，Ｖｂ，およびVIｂ族に属する遷移金属の
１種または２種以上で置換されており、かつ（ｂ）の形
態で、チタンとタングステンの固溶体複炭化物相がチタ
ンとタングステンと該遷移金属の１種または２種以上の
固溶体複炭化物相である前記（１）の光学素子成形用型
である。（３）（ａ）の組成で、炭素がその一部を窒素
で置換されており、かつ（ｂ）の形態で、チタンとタン
グステンの固溶体複炭化物相がチタンとタングステンの
固溶体複炭窒化物相である前記（１）の光学素子成形用
型である。（４）（ａ）の組成で、チタンがその一部を
周期律表IVｂ，Ｖｂ，およびVIｂ族に属する遷移金属の
１種または２種以上で置換されており、炭素がその一部
を窒素で置換されており、かつ（ｂ）の形態で、チタン
とタングステンの固溶体複炭化物相がチタンとタングス
テンと該遷移金属の１種または２種以上の固溶体複炭窒
化物相である前記（１）の光学素子成形用型である。
【００１２】本発明の型を製造するには、例えばＷＣ粉
末を第１成分として、ＴｉＣ粉末あるいはＴｉＣとＷＣ
の固溶体粉末（ＴｉＣ／ＷＣ＝３／７）を第２成分とし
て用い、所定の配合比にボールミルあるいはアトライタ
ーにて湿式混合し、これと同時にＷＣ粉末を第１成分と
して、それにＣｏ粉末を所定の配合比にボールミルある
いはアトライターにて湿式混合し、レンズ成形面及びそ
の近傍には前述の混合物を、それ以外の部分には後述の
混合物となるようにそれぞれの混合物を組み合わせおお
よその形にし、乾燥後所望の形状に約１ｔ〜１０ｔ／ｃ
ｍ2 で加圧成形する。
末を第１成分として、ＴｉＣ粉末あるいはＴｉＣとＷＣ
の固溶体粉末（ＴｉＣ／ＷＣ＝３／７）を第２成分とし
て用い、所定の配合比にボールミルあるいはアトライタ
ーにて湿式混合し、これと同時にＷＣ粉末を第１成分と
して、それにＣｏ粉末を所定の配合比にボールミルある
いはアトライターにて湿式混合し、レンズ成形面及びそ
の近傍には前述の混合物を、それ以外の部分には後述の
混合物となるようにそれぞれの混合物を組み合わせおお
よその形にし、乾燥後所望の形状に約１ｔ〜１０ｔ／ｃ
ｍ2 で加圧成形する。
【００１３】次に、得られた混合粉末の成形体を高温
（好ましくは１８００℃）で焼結した後、最終的な光学
素子の形状に相当する形状に加工して成形用型を得る。
（好ましくは１８００℃）で焼結した後、最終的な光学
素子の形状に相当する形状に加工して成形用型を得る。
【００１４】焼結は非酸化雰囲気下で行なわれる。レン
ズ成形面及びその近傍の組成のＷＣ，ＴｉＣの望ましい
配合比はＷＣ７０〜９９重量％、ＴｉＣ１〜３０重量％
である。
ズ成形面及びその近傍の組成のＷＣ，ＴｉＣの望ましい
配合比はＷＣ７０〜９９重量％、ＴｉＣ１〜３０重量％
である。
【００１５】ここで、ＴｉＣを添加する意味は組成を緻
密化することにある。すなわち、ＴｉＣ量が１重量％未
満では焼結性が不良になり、また３０重量％を越えると
焼結性が不良になり、しかも得られる結晶粒が粗大化し
易く粒界に隙間ができる。
密化することにある。すなわち、ＴｉＣ量が１重量％未
満では焼結性が不良になり、また３０重量％を越えると
焼結性が不良になり、しかも得られる結晶粒が粗大化し
易く粒界に隙間ができる。
【００１６】原料粉末としてＷＣ粉末とＴｉＣ粉末を用
いた場合、焼結時に、ＷＣの第１相と、ＷＣの一部がＴ
ｉＣと固溶体を形成して（Ｔｉ．Ｗ）Ｃ（ＮａＣｌ型結
晶）で示される複炭化物の第２相を構成する。該焼結温
度での複炭化物中のＷＣの固溶限度は約７０重量％であ
る。従って、焼結後の組成構成は、原料粉がＷＣ９９重
量％、ＴｉＣ １重量％の場合第１相のＷＣが９６．７
重量％、第２相の（Ｔｉ，Ｗ）Ｃが３．３重量％とな
り、原料粉がＷＣ７０重量％、ＴｉＣ３０重量％の場合
第１相のＷＣが０重量％、第２相の（Ｔｉ，Ｗ）Ｃが１
００重量％となる。
いた場合、焼結時に、ＷＣの第１相と、ＷＣの一部がＴ
ｉＣと固溶体を形成して（Ｔｉ．Ｗ）Ｃ（ＮａＣｌ型結
晶）で示される複炭化物の第２相を構成する。該焼結温
度での複炭化物中のＷＣの固溶限度は約７０重量％であ
る。従って、焼結後の組成構成は、原料粉がＷＣ９９重
量％、ＴｉＣ １重量％の場合第１相のＷＣが９６．７
重量％、第２相の（Ｔｉ，Ｗ）Ｃが３．３重量％とな
り、原料粉がＷＣ７０重量％、ＴｉＣ３０重量％の場合
第１相のＷＣが０重量％、第２相の（Ｔｉ，Ｗ）Ｃが１
００重量％となる。
【００１７】また、第２成分としてＴｉＣ粉末の一部を
周期律のIVｂ，Ｖ，VIｂ族に属する遷移金属の一種又は
二種以上の炭化物又は窒化物で置換えた固溶体複炭化物
粉を用いることも可能である。
周期律のIVｂ，Ｖ，VIｂ族に属する遷移金属の一種又は
二種以上の炭化物又は窒化物で置換えた固溶体複炭化物
粉を用いることも可能である。
【００１８】例えば、耐熱性を上げるためにＴａＣを第
２成分の一部に用いた場合、焼結後の第２相は（Ｔｉ，
Ｔａ，Ｗ）Ｃの３元系複炭化物となる。
２成分の一部に用いた場合、焼結後の第２相は（Ｔｉ，
Ｔａ，Ｗ）Ｃの３元系複炭化物となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 （実施例１）ＷＣ粉とＴｉＣ粉の混合比を変えて３種類
の混合粉を調製した。個々の混合比を表１に示す。
の混合粉を調製した。個々の混合比を表１に示す。
【００２０】
【００２１】また、ＷＣ粉とＣｏ粉の混合比を変えて３
種類の混合粉を調製した。個々の混合比を表２に示す。
種類の混合粉を調製した。個々の混合比を表２に示す。
【００２２】
【００２３】レンズ成形面及びその近傍の組成が表１の
１〜３のいずれか、それ以外の部分が表２の４〜６のい
ずれかになるように混合粉を調製し、図１に示す形状に
プレス成形した。図１において１は光学素子成形型、２
はレンズ成形面になる面、３はバインダーレス超硬合金
の部分で厚みは約５ｍｍ、４はコバルトを３〜１０重量
％含む超硬合金の部分である。その後真空雰囲気で焼結
を行ない、焼結した素材を熱間静圧プレス法（ＨＩＰ）
により気体（アルゴン）を圧力媒体として５０００ｋｇ
／ｃｍ2 の高圧をかけて緻密化した。
１〜３のいずれか、それ以外の部分が表２の４〜６のい
ずれかになるように混合粉を調製し、図１に示す形状に
プレス成形した。図１において１は光学素子成形型、２
はレンズ成形面になる面、３はバインダーレス超硬合金
の部分で厚みは約５ｍｍ、４はコバルトを３〜１０重量
％含む超硬合金の部分である。その後真空雰囲気で焼結
を行ない、焼結した素材を熱間静圧プレス法（ＨＩＰ）
により気体（アルゴン）を圧力媒体として５０００ｋｇ
／ｃｍ2 の高圧をかけて緻密化した。
【００２４】その後、光学素子の形状に相当する形状に
鏡面加工を行ない本発明の型を得た。表３に得られた型
の一覧を示す。
鏡面加工を行ない本発明の型を得た。表３に得られた型
の一覧を示す。
【００２５】次に、本発明による光学素子成形用型によ
ってガラスレンズのプレス成形を行なった例について詳
述する。
ってガラスレンズのプレス成形を行なった例について詳
述する。
【００２６】図２中、２１は真空槽本体、２２はそのフ
タ、２３は光学素子を成形するための上型、２４はその
下型、２５は上型を押えるための上型押え、２６は胴
型、２７は型ホルダー、２８はヒータ、２９は下型をつ
き上げる突き上げ棒、３０は該突き上げ棒を作動するエ
アシリンダ、３１は油回転ポンプ、３２，３３，３４は
バルブ、３５は不活性ガス流入パイプ、３６はバルブ、
３７はリークパイプ、３８はバルブ、３９は温度セン
サ、４０は水冷パイプ、４１は真空槽を支持する台を示
す。
タ、２３は光学素子を成形するための上型、２４はその
下型、２５は上型を押えるための上型押え、２６は胴
型、２７は型ホルダー、２８はヒータ、２９は下型をつ
き上げる突き上げ棒、３０は該突き上げ棒を作動するエ
アシリンダ、３１は油回転ポンプ、３２，３３，３４は
バルブ、３５は不活性ガス流入パイプ、３６はバルブ、
３７はリークパイプ、３８はバルブ、３９は温度セン
サ、４０は水冷パイプ、４１は真空槽を支持する台を示
す。
【００２７】レンズを製作する工程を次に述べる。フリ
ント系光学ガラスＳＦ１４（転移点Ｔｇ＝４８５℃、軟
化点Ｓｐ＝５８６℃）を球状にし所定の量に調製したガ
ラス素材を型のキャビティー内に入れる。
ント系光学ガラスＳＦ１４（転移点Ｔｇ＝４８５℃、軟
化点Ｓｐ＝５８６℃）を球状にし所定の量に調製したガ
ラス素材を型のキャビティー内に入れる。
【００２８】ガラス素材を投入した型を装置内に設置し
てから真空槽２１のフタ２２を閉じ、水冷パイプ４０に
水を浸し、ヒータ２８に電流を通す。この時窒素ガス用
バルブ３６及び３８は閉じ、排気系バルブ３２，３３，
３４も閉じている。なお、油回転ポンプ３１は常に回転
している。
てから真空槽２１のフタ２２を閉じ、水冷パイプ４０に
水を浸し、ヒータ２８に電流を通す。この時窒素ガス用
バルブ３６及び３８は閉じ、排気系バルブ３２，３３，
３４も閉じている。なお、油回転ポンプ３１は常に回転
している。
【００２９】バルブ３２を開け排気を始め１０-2Ｔｏｒ
ｒ以下になったらバルブ３２を閉じ、バルブ３６を開い
て窒素ガスをボンベより真空槽内に導入する。所定温度
になったらエアシリンダ３０を作動させて１００ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力で１分間加圧する。圧力を除去した後、冷
却温度を−２５℃／ｍｉｎで転移点以下になるまで冷却
し、その後は−１００℃／ｍｉｎ以上の温度で冷却を行
ない、２００℃以下に下がったらバルブ３６を閉じ、リ
ークバルブ３３を開いて真空槽２１内に空気を導入す
る。それからフタ２２を開け上型押えをはずして成形物
を取り出す。
ｒ以下になったらバルブ３２を閉じ、バルブ３６を開い
て窒素ガスをボンベより真空槽内に導入する。所定温度
になったらエアシリンダ３０を作動させて１００ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力で１分間加圧する。圧力を除去した後、冷
却温度を−２５℃／ｍｉｎで転移点以下になるまで冷却
し、その後は−１００℃／ｍｉｎ以上の温度で冷却を行
ない、２００℃以下に下がったらバルブ３６を閉じ、リ
ークバルブ３３を開いて真空槽２１内に空気を導入す
る。それからフタ２２を開け上型押えをはずして成形物
を取り出す。
【００３０】上記のようにして、レンズを成形した。こ
の時の成形条件すなわち時間−温度関係図を図３に示
す。
の時の成形条件すなわち時間−温度関係図を図３に示
す。
【００３１】以上のような成形を２００回繰り返し行な
い、型及び成形品の表面粗さを測定した。結果を表３に
示す。
い、型及び成形品の表面粗さを測定した。結果を表３に
示す。
【００３２】比較例１〜３と同様に、実施例１〜９でも
表面粗さの劣化は認められず、母材の大部分がＣｏを含
む超硬合金でもレンズ成形面及びその近傍がバインダー
レス超硬合金であれば成形に支障のないことが分る。一
方、比較例４〜６に示すようにバインダーを含む超硬合
金では、表面粗さの劣化が認められ、耐久性のある型は
得られない。
表面粗さの劣化は認められず、母材の大部分がＣｏを含
む超硬合金でもレンズ成形面及びその近傍がバインダー
レス超硬合金であれば成形に支障のないことが分る。一
方、比較例４〜６に示すようにバインダーを含む超硬合
金では、表面粗さの劣化が認められ、耐久性のある型は
得られない。
【００３３】次に、型の強度をテストするために図４に
示す型を用いて、わざと型がかじるように図５のように
上型の中心からずれた位置を１００ｋｇ／ｃｍ2 でプレ
スした。なお、図４、５において５は上型、６は下型で
それぞれ表３に示す組成になっている。７は胴型で上型
５と下型６のずれを防止すると共に成形品８の厚みを決
める。９は下板、１０は押圧ロットである。表３に結果
を示す。
示す型を用いて、わざと型がかじるように図５のように
上型の中心からずれた位置を１００ｋｇ／ｃｍ2 でプレ
スした。なお、図４、５において５は上型、６は下型で
それぞれ表３に示す組成になっている。７は胴型で上型
５と下型６のずれを防止すると共に成形品８の厚みを決
める。９は下板、１０は押圧ロットである。表３に結果
を示す。
【００３４】バインダーレス超硬合金むくの比較例１〜
３では、いずれも型が破損し強度が不足していることが
分る。一方、実施例１〜９及びＣｏを含む超硬合金むく
の比較例４〜６では、型の破損は認められなかった。
３では、いずれも型が破損し強度が不足していることが
分る。一方、実施例１〜９及びＣｏを含む超硬合金むく
の比較例４〜６では、型の破損は認められなかった。
【００３５】（実施例２）ＷＣ粉、ＴｉＣ粉の他にＴａ
Ｃ粉、ＨｆＮ粉等を用いて各種混合粉を調製した。個々
の混合比を表４に示す。 （単位：重量％）
Ｃ粉、ＨｆＮ粉等を用いて各種混合粉を調製した。個々
の混合比を表４に示す。 （単位：重量％）
【００３６】これらの混合粉及び実施例１で作製したＷ
ＣとＣｏの混合粉を用いて実施例１と同様の方法で光学
素子成形用型を作成した。
ＣとＣｏの混合粉を用いて実施例１と同様の方法で光学
素子成形用型を作成した。
【００３７】次に、連続成形装置を使用して硝子レンズ
のプレス成形を行なった例について述べる。
のプレス成形を行なった例について述べる。
【００３８】使用した成型装置を図６に示す。
【００３９】図６において、１０４は取入れ用置換室で
あり、１０６は成形室であり、１０８は蒸着室であり、
１１０は取出し用置換室である。１１２，１１４，１１
６はゲートバルブであり、１１８はレールであり、１２
０は該レール上を矢印Ａ方向に搬送されるパレットであ
る。１２４，１３８，１４０，１５０はシリンダであ
り、１２６，１５２はバルブである。１２８は成形室１
０６内においてレール１１８に沿って配列されているヒ
ータである。
あり、１０６は成形室であり、１０８は蒸着室であり、
１１０は取出し用置換室である。１１２，１１４，１１
６はゲートバルブであり、１１８はレールであり、１２
０は該レール上を矢印Ａ方向に搬送されるパレットであ
る。１２４，１３８，１４０，１５０はシリンダであ
り、１２６，１５２はバルブである。１２８は成形室１
０６内においてレール１１８に沿って配列されているヒ
ータである。
【００４０】成形室１０６内はパレット搬送方向に沿っ
て順に加熱ゾーン１０６−１、プレスゾーン１０６−２
及び徐冷ゾーン１０６−３とされている。プレスゾーン
１０６−２において、上記シリンダ１３８のロッド１３
４の下端には成形用上型部材１３０が固定されており、
上記シリンダ１４０のロッド１３６の上端には成形用下
型部材１３２が固定されている。これら上型部材１３０
及び下型部材１３２は、上記図６の本発明による型部材
である。蒸着室１０８内においては、蒸着物質１４６を
収容した容器１４２及び該容器を加熱するためのヒータ
１４４が配置されている。
て順に加熱ゾーン１０６−１、プレスゾーン１０６−２
及び徐冷ゾーン１０６−３とされている。プレスゾーン
１０６−２において、上記シリンダ１３８のロッド１３
４の下端には成形用上型部材１３０が固定されており、
上記シリンダ１４０のロッド１３６の上端には成形用下
型部材１３２が固定されている。これら上型部材１３０
及び下型部材１３２は、上記図６の本発明による型部材
である。蒸着室１０８内においては、蒸着物質１４６を
収容した容器１４２及び該容器を加熱するためのヒータ
１４４が配置されている。
【００４１】フリント系光学ガラス（ＳＦ１４、軟化点
Ｓｐ＝５８６℃、ガラス転移点Ｔｇ＝４８５℃）を所定
の形状及び寸法に粗加工して、成形のためのブランクを
得た。
Ｓｐ＝５８６℃、ガラス転移点Ｔｇ＝４８５℃）を所定
の形状及び寸法に粗加工して、成形のためのブランクを
得た。
【００４２】ガラスブランクをパレット１２０に載置
し、取入れ置換室１０４内の１２０−１の位置へ入れ、
該位置のパレットをシリンダ１２４のロッド１２２によ
りＡ方向に押してゲートバルブ１１２を越えて成形室１
０６内の１２０−２の位置へと搬送し、以下同様に所定
のタイミングで順次新たに取入れ置換室１０４内にパレ
ットを入れ、このたびにパレットを成形室１０６内で１
２０−２→……→１２０−８の位置へと順次搬送した。
この間に、加熱ゾーン１０６−１ではガラスブランクを
ヒータ１２８により徐々に加熱し１２８−４の位置で軟
化点以上とした上で、プレスゾーン１０６−２へと搬送
し、ここでシリンダ１３８，１４０を作動させて上型部
材１３０及び下型部材１３２により１０ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力で５分間プレスし、その後加圧力を解除しガラス転
移点以下まで冷却し、その後シリンダ１３８，１４０を
作動させて上型部材１３０及び下型部材１３２をガラス
成形品から離型した。該プレスに際しては上記パレット
が成形用胴型部材として利用された。しかる後に、徐冷
ゾーン１０６−３ではガラス成形品を徐々に冷却した。
なお、成形室１０６内には不活性ガスを充満させた。
し、取入れ置換室１０４内の１２０−１の位置へ入れ、
該位置のパレットをシリンダ１２４のロッド１２２によ
りＡ方向に押してゲートバルブ１１２を越えて成形室１
０６内の１２０−２の位置へと搬送し、以下同様に所定
のタイミングで順次新たに取入れ置換室１０４内にパレ
ットを入れ、このたびにパレットを成形室１０６内で１
２０−２→……→１２０−８の位置へと順次搬送した。
この間に、加熱ゾーン１０６−１ではガラスブランクを
ヒータ１２８により徐々に加熱し１２８−４の位置で軟
化点以上とした上で、プレスゾーン１０６−２へと搬送
し、ここでシリンダ１３８，１４０を作動させて上型部
材１３０及び下型部材１３２により１０ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力で５分間プレスし、その後加圧力を解除しガラス転
移点以下まで冷却し、その後シリンダ１３８，１４０を
作動させて上型部材１３０及び下型部材１３２をガラス
成形品から離型した。該プレスに際しては上記パレット
が成形用胴型部材として利用された。しかる後に、徐冷
ゾーン１０６−３ではガラス成形品を徐々に冷却した。
なお、成形室１０６内には不活性ガスを充満させた。
【００４３】成形室１０６内において１２０−８の位置
に到達したパレットを、次の搬送ではゲートバルブ１１
４を越えて蒸着室１０８内の１２０−９の位置へと搬送
した。通常、ここで真空蒸着を行なうのであるが、本実
施例では蒸着を行なわなかった。そして、次の搬送では
ゲートバルブ１１６を越えて取出し置換室１１０内の１
２０−１０の位置へと搬送した。そして、次の搬送時に
はシリンダ１５０を作動させてロッド１４８によりガラ
ス成形品を成形装置１０２外へと取出した。
に到達したパレットを、次の搬送ではゲートバルブ１１
４を越えて蒸着室１０８内の１２０−９の位置へと搬送
した。通常、ここで真空蒸着を行なうのであるが、本実
施例では蒸着を行なわなかった。そして、次の搬送では
ゲートバルブ１１６を越えて取出し置換室１１０内の１
２０−１０の位置へと搬送した。そして、次の搬送時に
はシリンダ１５０を作動させてロッド１４８によりガラ
ス成形品を成形装置１０２外へと取出した。
【００４４】以上のようなプレス成形を１００００回繰
り返して行ない、型及び成形品の表面粗さを測定した結
果を表５に示す。
り返して行ない、型及び成形品の表面粗さを測定した結
果を表５に示す。
【００４５】比較例７〜１５と同様に実施例１０〜２７
でも表面粗さの劣化は認められず、実施例１と同様に母
材の大部分がＣｏを含む超硬合金でもレンズ成形面及び
その近傍がバインダーレス超硬合金であれば成形に支障
のないことがわかる。一方、比較例１６，１７に示すよ
うにバインダーを含む超硬合金では、表面粗さの劣化が
認められ、耐久性のある型は得られない。
でも表面粗さの劣化は認められず、実施例１と同様に母
材の大部分がＣｏを含む超硬合金でもレンズ成形面及び
その近傍がバインダーレス超硬合金であれば成形に支障
のないことがわかる。一方、比較例１６，１７に示すよ
うにバインダーを含む超硬合金では、表面粗さの劣化が
認められ、耐久性のある型は得られない。
【００４６】次に、型の強度をテストするために実施例
１と同様に図４に示す型を用いて、わざと型がかじるよ
うに図５のように上型の中心からずれた位置を１００ｋ
ｇ／ｃｍ2 でプレスした。表６に結果を示す。
１と同様に図４に示す型を用いて、わざと型がかじるよ
うに図５のように上型の中心からずれた位置を１００ｋ
ｇ／ｃｍ2 でプレスした。表６に結果を示す。
【００４７】バインダーレス超硬合金むくの比較例７〜
１５では、いずれも型が破損し強度が不足していること
が分る。一方、実施例１０〜２７及びＣｏを含む超硬合
金むくの比較例１６，１７では型の破損は認められなか
った。
１５では、いずれも型が破損し強度が不足していること
が分る。一方、実施例１０〜２７及びＣｏを含む超硬合
金むくの比較例１６，１７では型の破損は認められなか
った。
【００４８】
【外１】
【００４９】
【外２】
【００５０】
【外３】
【００５１】
【外４】
【００５２】
【外５】
【００５３】
【外６】
【００５４】
【外７】
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス光
学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用型におい
て、型母材のレンズ成形面及びその近傍をバインダーレ
ス超硬合金とし、型母材のその他の部分がコバルトを３
〜１０重量％含む超硬合金とすることにより、繰り返し
て使用しても表面の劣化が無く、かつ強度の高い型を得
ることができる。
学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用型におい
て、型母材のレンズ成形面及びその近傍をバインダーレ
ス超硬合金とし、型母材のその他の部分がコバルトを３
〜１０重量％含む超硬合金とすることにより、繰り返し
て使用しても表面の劣化が無く、かつ強度の高い型を得
ることができる。
【図１】実施例１に係る光学素子成形用型の断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１に係るレンズの成形装置である。
【図３】実施例１に係る成形条件を説明する図である。
【図４】実施例１に係る型の強度テスト用の型の断面図
である。
である。
【図５】実施例１に係る型の強度テスト用の型の断面図
である。
である。
【図６】実施例２に係る光学素子成形用型を使用するレ
ンズの連続成形装置を示す断面図である。
ンズの連続成形装置を示す断面図である。
１ 光学素子成形型 ２ レンズ成形面になる面 ３ バインダーレス超硬合金 ４ コバルトを含む超硬合金 ５ 上型 ６ 下型 ７ 胴型 ８ 成形品 ９ 下板 １０ 押圧ロット ２１ 真空槽本体 ２２ フタ ２３ 上型 ２４ 下型 ２５ 上型おさえ ２６ 胴型 ２７ 型ホルダー ２８ ヒータ ２９ つき上げ棒 ３０ エアシリンダ ３１ 油回転ポンプ ３２，３３，３４ バルブ ３５ 流入パイプ ３６ バルブ ３７ 流出パイプ ３８ バルブ ３９ 温度センサ ４０ 水冷パイプ ４１ 台 １０２ 成形装置 １０４ 取入れ用置換室 １０６ 成形室 １０８ 蒸着室 １１０ 取出し用置換室 １１２ ゲートバルブ １１４ ゲートバルブ １１６ ゲートバルブ １１８ レール １２０ パレット １２２ ロッド １２４ シリンダ １２６ バルブ １２８ ヒータ １３０ 上型 １３２ 下型 １３４ ロッド １３６ ロッド １３８ シリンダ １４０ シリンダ １４２ 容器 １４４ ヒータ １４６ 蒸着物質 １４８ ロッド １５０ シリンダ １５２ バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 潔 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ガラス光学素子のプレス成形に用いる光
学素子成形用型において、型母材のレンズ成形面及びそ
の近傍が、 （ａ）タングステンが６５．７〜９２．９重量％、チタ
ンが２４．０〜０．８重量％、炭素が１０．３〜６．１
重量％、残りが不可避不純物からなる組成を有し、 かつ（ｂ）第１相が炭化タングステン相、第２相がＮａ
Ｃｌ型結晶のチタンとタングステンの固溶体複炭化物相
の２相混合組織からなり、 型母材のその他の部分がコバルトを３〜１０重量％含む
超硬合金からなることを特徴とする光学素子成形用型。 - 【請求項２】 （ａ）の組成で、チタンがその一部を周
期律表IVｂ，Ｖｂ，およびVIｂ族に属する遷移金属の１
種または２種以上で置換されており、 かつ（ｂ）の形態で、チタンとタングステンの固溶体複
炭化物相がチタンとタングステンと該遷移金属の１種ま
たは２種以上の固溶体複炭化物相である請求項１記載の
光学素子成形用型。 - 【請求項３】 （ａ）の組成で、炭素がその一部を窒素
で置換されており、かつ（ｂ）の形態で、チタンとタン
グステンの固溶体複炭化物相がチタンとタングステンの
固溶体複炭窒化物相である請求項１記載の光学素子成形
用型。 - 【請求項４】 （ａ）の組成で、チタンがその一部を周
期律表IVｂ，Ｖｂ，およびVIｂ族に属する遷移金属の１
種または２種以上で置換されており、炭素がその一部を
窒素で置換されており、 かつ（ｂ）の形態で、チタンとタングステンの固溶体複
炭化物相がチタンとタングステンと該遷移金属の１種ま
たは２種以上の固溶体複炭窒化物相である請求項１記載
の光学素子成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25218794A JPH08119646A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25218794A JPH08119646A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 光学素子成形用型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08119646A true JPH08119646A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17233714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25218794A Pending JPH08119646A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08119646A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018090459A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 日本タングステン株式会社 | 接合体、その使用方法及び製造方法 |
-
1994
- 1994-10-18 JP JP25218794A patent/JPH08119646A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018090459A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 日本タングステン株式会社 | 接合体、その使用方法及び製造方法 |
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