JPH11228153A - ガラス成形用プレス型 - Google Patents
ガラス成形用プレス型Info
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に、ハードディスク用のガラス基板の成形
に好適に用いられる、高温での離型性が良好で高精度な
成形が可能であり、かつ、低コストで作製することがで
きる耐久性に優れたガラス成形用プレス型を提供する。 【解決手段】 溶融ガラスのダイレクトプレス成形およ
び固体ガラスのリヒートプレス成形に用いられるプレス
型である。プレス型の基材４１の表面に、炭化タングス
テンとコバルトおよびニッケルクロム基合金からなる表
面層４２を形成した。
に好適に用いられる、高温での離型性が良好で高精度な
成形が可能であり、かつ、低コストで作製することがで
きる耐久性に優れたガラス成形用プレス型を提供する。 【解決手段】 溶融ガラスのダイレクトプレス成形およ
び固体ガラスのリヒートプレス成形に用いられるプレス
型である。プレス型の基材４１の表面に、炭化タングス
テンとコバルトおよびニッケルクロム基合金からなる表
面層４２を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、溶融ガラスもし
くは固体ガラスを所定形状へプレス成形する際に使用さ
れるガラス成形用プレス型に関し、特に、ハードディス
ク等のガラス基板の成形に好適に用いられる、高温での
離型性が良好で高精度な成形が可能であり、かつ、低コ
ストで作製することができる耐久性に優れたガラス成形
用プレス型に関する。
くは固体ガラスを所定形状へプレス成形する際に使用さ
れるガラス成形用プレス型に関し、特に、ハードディス
ク等のガラス基板の成形に好適に用いられる、高温での
離型性が良好で高精度な成形が可能であり、かつ、低コ
ストで作製することができる耐久性に優れたガラス成形
用プレス型に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来より、レンズ等の光学素子および
ハードディスク等のガラス基板の成形にあたっては、溶
融したガラスを、所定形状のプレス用下型に滴下した
後、上型を押し当てて硬化させるダイレクトプレス成形
や、溶融したガラスを一度硬化させて得られた固体ガラ
スを上下型間に挟み、加熱しながらプレスすることによ
り所定の形状に変形させるリヒートプレス成形が広く用
いられている。このとき、使用されるプレス型は、主に
ステンレス鋼からなるもの、および超硬合金からなるも
のである。
ハードディスク等のガラス基板の成形にあたっては、溶
融したガラスを、所定形状のプレス用下型に滴下した
後、上型を押し当てて硬化させるダイレクトプレス成形
や、溶融したガラスを一度硬化させて得られた固体ガラ
スを上下型間に挟み、加熱しながらプレスすることによ
り所定の形状に変形させるリヒートプレス成形が広く用
いられている。このとき、使用されるプレス型は、主に
ステンレス鋼からなるもの、および超硬合金からなるも
のである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 このうち、ステンレ
ス鋼からなるものは、材料費が安価であり、加工も容易
であるため最も汎用的である。しかしながら、ガラスの
成形および熱間加圧の各工程における温度サイクルによ
り結晶粒の成長を生じて結晶構造が変化し、プレス型の
表面が肌荒れして離型性が著しく損なわれる。
ス鋼からなるものは、材料費が安価であり、加工も容易
であるため最も汎用的である。しかしながら、ガラスの
成形および熱間加圧の各工程における温度サイクルによ
り結晶粒の成長を生じて結晶構造が変化し、プレス型の
表面が肌荒れして離型性が著しく損なわれる。
【０００４】 これに対し、超硬および超硬合金からな
るプレス型は、耐熱性、機械的特性が良好であるが、材
料が硬いために精密加工が施しにくく、加工コストが高
くなるという問題がある。たとえば、プレス面に凹凸を
設けるなどした複雑な形状のプレス型を作製するには、
加工速度の遅い電解研磨法等を用いなければならない。
るプレス型は、耐熱性、機械的特性が良好であるが、材
料が硬いために精密加工が施しにくく、加工コストが高
くなるという問題がある。たとえば、プレス面に凹凸を
設けるなどした複雑な形状のプレス型を作製するには、
加工速度の遅い電解研磨法等を用いなければならない。
【０００５】 このようなステンレス鋼および超硬合金
のそれぞれの短所を補うべく、成膜速度が速く、形成す
る膜厚を厚くすることができる溶射法により、ステンレ
ス鋼上に超硬合金の皮膜を形成することが好ましいが、
溶射法は、粉体を原料としてこれを溶融させて基材（タ
ーゲット）に吹き付ける方法であるために、比較的、気
孔の多い膜が形成され易く、したがって、平滑な表面を
必要とするガラス製品の成形用プレス型の作製に対し、
これまで実用的であるとは言えなかった。
のそれぞれの短所を補うべく、成膜速度が速く、形成す
る膜厚を厚くすることができる溶射法により、ステンレ
ス鋼上に超硬合金の皮膜を形成することが好ましいが、
溶射法は、粉体を原料としてこれを溶融させて基材（タ
ーゲット）に吹き付ける方法であるために、比較的、気
孔の多い膜が形成され易く、したがって、平滑な表面を
必要とするガラス製品の成形用プレス型の作製に対し、
これまで実用的であるとは言えなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明は、上述した従
来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、安価に、かつ簡便な方法によ
り、超硬あるいは超硬合金のコーティング膜が形成され
たプレス型であって、平滑性等に優れたガラス製品の成
形に好適に用いられるガラス成形用プレス型を提供する
ことにある。
来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、安価に、かつ簡便な方法によ
り、超硬あるいは超硬合金のコーティング膜が形成され
たプレス型であって、平滑性等に優れたガラス製品の成
形に好適に用いられるガラス成形用プレス型を提供する
ことにある。
【０００７】 すなわち、本発明によれば、溶融ガラス
のダイレクトプレス成形および固体ガラスのリヒートプ
レス成形に用いられるプレス型であって、当該プレス型
の基材表面に、炭化タングステンとコバルトおよびニッ
ケルクロム基合金からなる表面層を形成したことを特徴
とするガラス成形用プレス型、が提供される。ここで、
表面層は、炭化タングステンとコバルトからなる複合粉
末と、ニッケルクロム基合金粉末からなる混合粉末を用
いて、溶射法により形成することが好ましい。
のダイレクトプレス成形および固体ガラスのリヒートプ
レス成形に用いられるプレス型であって、当該プレス型
の基材表面に、炭化タングステンとコバルトおよびニッ
ケルクロム基合金からなる表面層を形成したことを特徴
とするガラス成形用プレス型、が提供される。ここで、
表面層は、炭化タングステンとコバルトからなる複合粉
末と、ニッケルクロム基合金粉末からなる混合粉末を用
いて、溶射法により形成することが好ましい。
【０００８】 また、本発明によれば、溶融ガラスのダ
イレクトプレス成形および固体ガラスのリヒートプレス
成形に用いられるプレス型であって、当該プレス型の基
材表面に、炭化タングステンとニッケルおよびニッケル
クロム基合金からなる表面層を形成したことを特徴とす
るガラス成形用プレス型、が提供される。ここでも、表
面層は、炭化タングステンとニッケルからなる複合粉末
と、ニッケルクロム基合金粉末からなる混合粉末を用い
て、溶射法により形成することが好ましい。
イレクトプレス成形および固体ガラスのリヒートプレス
成形に用いられるプレス型であって、当該プレス型の基
材表面に、炭化タングステンとニッケルおよびニッケル
クロム基合金からなる表面層を形成したことを特徴とす
るガラス成形用プレス型、が提供される。ここでも、表
面層は、炭化タングステンとニッケルからなる複合粉末
と、ニッケルクロム基合金粉末からなる混合粉末を用い
て、溶射法により形成することが好ましい。
【０００９】 上記ガラス成形用プレス型においては、
混合粉末を溶射した後、加熱処理を施して表面層を緻密
化させることが好ましい。さらに、表面層の表面には、
貴金属層を形成することも、炭化タングステンの酸化を
抑制する点から、好ましい。なお、プレス型のプレス面
の一部に同心円状の溝部を形成し、この溝部に超硬合金
からなるリングを嵌合し、かつ、リングをプレス面より
突起させた形状とすると、円板状もしくは平板リング状
等の内外径加工を容易ならしめる複雑なプレス面の形状
を有するプレス型を容易に作製することができる。
混合粉末を溶射した後、加熱処理を施して表面層を緻密
化させることが好ましい。さらに、表面層の表面には、
貴金属層を形成することも、炭化タングステンの酸化を
抑制する点から、好ましい。なお、プレス型のプレス面
の一部に同心円状の溝部を形成し、この溝部に超硬合金
からなるリングを嵌合し、かつ、リングをプレス面より
突起させた形状とすると、円板状もしくは平板リング状
等の内外径加工を容易ならしめる複雑なプレス面の形状
を有するプレス型を容易に作製することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】 上述した本発明のガラス成形用
プレス型は、耐久性に優れ、かつ、離型性が良好である
ので、安定した形状精度や表面品質を有するガラス基板
等を作製することができる。以下、本発明の実施の形態
について、一実施形態としてのガラス基板の作製に好適
に用いられるプレス型を中心に説明するが、本発明が以
下の実施の形態に限定されるものでないことはいうまで
もない。
プレス型は、耐久性に優れ、かつ、離型性が良好である
ので、安定した形状精度や表面品質を有するガラス基板
等を作製することができる。以下、本発明の実施の形態
について、一実施形態としてのガラス基板の作製に好適
に用いられるプレス型を中心に説明するが、本発明が以
下の実施の形態に限定されるものでないことはいうまで
もない。
【００１１】 本発明のプレス型は、溶融ガラスのダイ
レクトプレス成形および固体ガラスのリヒートプレス成
形のいずれにも用いられるプレス型であり、プレス型の
基材表面に、炭化タングステン（以下、「ＷＣ」と示
す。）とコバルト（以下、「Ｃｏ」と示す。）およびニ
ッケルクロム基合金（以下、「Ｎｉ／Ｃｒ基合金」と示
す。）からなる表面層を形成したものである。
レクトプレス成形および固体ガラスのリヒートプレス成
形のいずれにも用いられるプレス型であり、プレス型の
基材表面に、炭化タングステン（以下、「ＷＣ」と示
す。）とコバルト（以下、「Ｃｏ」と示す。）およびニ
ッケルクロム基合金（以下、「Ｎｉ／Ｃｒ基合金」と示
す。）からなる表面層を形成したものである。
【００１２】 ここで、ダイレクトプレス成形とは、所
定の組成を有する粉末やペレット等のガラス原料を炉で
溶融して得られる溶融ガラスを、ノズル等から所定量ほ
どプレス下型上に滴下し、プレス上型を合わせて、所定
の形状に硬化、成形するものである。一方、リヒートプ
レス成形とは、ダイレクトプレス成形等により一旦作製
された固体状のガラスを、そのガラスが軟化し、若干の
流動性を有する状態にまで加熱しながら、プレス成形す
ることで、所定形状へ変形させるものである。
定の組成を有する粉末やペレット等のガラス原料を炉で
溶融して得られる溶融ガラスを、ノズル等から所定量ほ
どプレス下型上に滴下し、プレス上型を合わせて、所定
の形状に硬化、成形するものである。一方、リヒートプ
レス成形とは、ダイレクトプレス成形等により一旦作製
された固体状のガラスを、そのガラスが軟化し、若干の
流動性を有する状態にまで加熱しながら、プレス成形す
ることで、所定形状へ変形させるものである。
【００１３】 また、表面層を設けるべき基材、すなわ
ち、プレス型の基材としては、加工が容易で、適度な耐
熱性を有する各種のステンレス鋼や、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼、ＳＫＤ鋼等が好適に用いられる。こ
れらの基材においては、切削、研削、研磨等の加工によ
り所望の外形とし、表面層を形成すべき表面部分は溶射
膜の形成が良好に行えるような表面精度に仕上げておく
ことが好ましい。
ち、プレス型の基材としては、加工が容易で、適度な耐
熱性を有する各種のステンレス鋼や、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼、ＳＫＤ鋼等が好適に用いられる。こ
れらの基材においては、切削、研削、研磨等の加工によ
り所望の外形とし、表面層を形成すべき表面部分は溶射
膜の形成が良好に行えるような表面精度に仕上げておく
ことが好ましい。
【００１４】 こうして準備された基材表面に、ＷＣと
ＣｏおよびＮｉ／Ｃｒ基合金からなる表面層（以下、単
に「表面層」という。）が形成されるが、ここで、表面
層は、ＷＣとＣｏからなる複合粉末と、Ｎｉ／Ｃｒ基合
金の粉末からなる混合粉末を用いて、溶射法により形成
される。
ＣｏおよびＮｉ／Ｃｒ基合金からなる表面層（以下、単
に「表面層」という。）が形成されるが、ここで、表面
層は、ＷＣとＣｏからなる複合粉末と、Ｎｉ／Ｃｒ基合
金の粉末からなる混合粉末を用いて、溶射法により形成
される。
【００１５】 ＷＣとＣｏからなる複合粉末としては、
ＷＣ粒子表面がＣｏで被覆されるように表面処理のなさ
れたものが好適に用いられる。このような形態を有する
複合粉末は、単にＷＣとＣｏの粉末を混合して作製され
る混合粉末よりも均一性に優れるために、組成斑を生じ
難く、均質で良好な溶射膜を得るのに効果的である。ま
た、このような複合粉末全体の重量に占めるＣｏの割合
は、１０〜２０ｗｔ％程度のものが最も好ましい。
ＷＣ粒子表面がＣｏで被覆されるように表面処理のなさ
れたものが好適に用いられる。このような形態を有する
複合粉末は、単にＷＣとＣｏの粉末を混合して作製され
る混合粉末よりも均一性に優れるために、組成斑を生じ
難く、均質で良好な溶射膜を得るのに効果的である。ま
た、このような複合粉末全体の重量に占めるＣｏの割合
は、１０〜２０ｗｔ％程度のものが最も好ましい。
【００１６】 なお、必ずしもＷＣ粒子表面全体がＣｏ
で被覆されている必要はなく、できれば粒子単位で、ま
た、複数の粒子が凝集した状態であっても、溶射時に成
分が分離することなく、均一な混合状態が確保されるよ
うな複合粉末もしくは混合粉末であれば、本発明におい
て好適に使用することができる。
で被覆されている必要はなく、できれば粒子単位で、ま
た、複数の粒子が凝集した状態であっても、溶射時に成
分が分離することなく、均一な混合状態が確保されるよ
うな複合粉末もしくは混合粉末であれば、本発明におい
て好適に使用することができる。
【００１７】 このようなＷＣとＣｏからなる複合粉末
に加えて、本発明においては、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末を
添加するが、このＮｉ／Ｃｒ基合金粉末は、いわば、Ｗ
Ｃ粉末間の結合を確保するための助剤的性質を有するも
のであるとともに、溶射膜中に形成された気孔を、その
後の加熱処理により閉塞させる役割をも担うものであ
る。このため、後述するように、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末
には、溶融温度を下げるような硼素（Ｂ）やシリコン
（Ｓｉ）といった微量成分が添加されている。
に加えて、本発明においては、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末を
添加するが、このＮｉ／Ｃｒ基合金粉末は、いわば、Ｗ
Ｃ粉末間の結合を確保するための助剤的性質を有するも
のであるとともに、溶射膜中に形成された気孔を、その
後の加熱処理により閉塞させる役割をも担うものであ
る。このため、後述するように、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末
には、溶融温度を下げるような硼素（Ｂ）やシリコン
（Ｓｉ）といった微量成分が添加されている。
【００１８】 上述したＷＣとＣｏからなる複合粉末
と、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末との混合比は、重量比におい
て、９０：１０〜５０：５０程度に好適に設定される。
耐熱性や耐久性を向上させるためには、ＷＣの量を増や
すことが好ましいが、極端に多くすると、Ｎｉ／Ｃｒ基
合金粉末が不足し、溶射膜におけるＷＣ粒子の結合の確
保が困難となるとともに、溶射膜が脆くなりやすく、ま
た、溶射後の加熱処理によっても気孔が閉塞しない問題
が生ずる。一方、ＷＣ量が少ないと、耐熱性や耐久性と
いった点で劣るものとなる。
と、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末との混合比は、重量比におい
て、９０：１０〜５０：５０程度に好適に設定される。
耐熱性や耐久性を向上させるためには、ＷＣの量を増や
すことが好ましいが、極端に多くすると、Ｎｉ／Ｃｒ基
合金粉末が不足し、溶射膜におけるＷＣ粒子の結合の確
保が困難となるとともに、溶射膜が脆くなりやすく、ま
た、溶射後の加熱処理によっても気孔が閉塞しない問題
が生ずる。一方、ＷＣ量が少ないと、耐熱性や耐久性と
いった点で劣るものとなる。
【００１９】 なお、上述した組成の表面層およびその
原料となる混合粉末と同様に、本発明においては、ＷＣ
とニッケル（以下、「Ｎｉ」と示す。）およびＮｉ／Ｃ
ｒ基合金からなる表面層も好適に形成される。そして、
この表面層を形成するためには、ＷＣとＮｉからなる複
合粉末と、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末からなる混合粉末が好
適に用いられる。ここで、ＷＣとＮｉからなる複合粉末
およびＮｉ／Ｃｒ基合金粉末との混合粉末に要求される
特性、性質、配合比は、上述したＷＣとＣｏからなる複
合粉末およびＮｉ／Ｃｒ基合金粉末との混合粉末に要求
されるものと同様である。
原料となる混合粉末と同様に、本発明においては、ＷＣ
とニッケル（以下、「Ｎｉ」と示す。）およびＮｉ／Ｃ
ｒ基合金からなる表面層も好適に形成される。そして、
この表面層を形成するためには、ＷＣとＮｉからなる複
合粉末と、Ｎｉ／Ｃｒ基合金粉末からなる混合粉末が好
適に用いられる。ここで、ＷＣとＮｉからなる複合粉末
およびＮｉ／Ｃｒ基合金粉末との混合粉末に要求される
特性、性質、配合比は、上述したＷＣとＣｏからなる複
合粉末およびＮｉ／Ｃｒ基合金粉末との混合粉末に要求
されるものと同様である。
【００２０】 こうして調整されたＷＣとＣｏからなる
複合粉末とＮｉ／Ｃｒ基合金粉末とからなる混合粉末の
溶射方法としては、サーモスプレー法やプラズマスプレ
ー法、高速フレーム法といった種々の溶射方法を用いる
ことができるが、本発明においては、特に、高速フレー
ム法が好適に採用される。
複合粉末とＮｉ／Ｃｒ基合金粉末とからなる混合粉末の
溶射方法としては、サーモスプレー法やプラズマスプレ
ー法、高速フレーム法といった種々の溶射方法を用いる
ことができるが、本発明においては、特に、高速フレー
ム法が好適に採用される。
【００２１】 高速フレーム法は、熱源として、酸素と
プロピレン焔を用いており、フレーム速度が約１３００
ｍ／秒、粉末（成膜原料）の速度はこの約７倍にも及ぶ
極めて高速の溶射を行うものである。これにより、２５
００℃に達する酸素・プロピレン焔中でも、ＷＣの熱に
よる分解は極小に抑えられ、ＷＣの残留率は、最低でも
約６０％に達する。逆に言えば、加熱時間、すなわち、
種々の熱源による加熱を受けてから、基材に固着するま
での時間が長ければ、それだけＷＣの分解が進行し、所
望する組成が得られなくなることから、この加熱時間が
極力短く、しかも、確実に溶射を行える方法を検討した
結果、高速フレーム法が最も好ましいと判断された。
プロピレン焔を用いており、フレーム速度が約１３００
ｍ／秒、粉末（成膜原料）の速度はこの約７倍にも及ぶ
極めて高速の溶射を行うものである。これにより、２５
００℃に達する酸素・プロピレン焔中でも、ＷＣの熱に
よる分解は極小に抑えられ、ＷＣの残留率は、最低でも
約６０％に達する。逆に言えば、加熱時間、すなわち、
種々の熱源による加熱を受けてから、基材に固着するま
での時間が長ければ、それだけＷＣの分解が進行し、所
望する組成が得られなくなることから、この加熱時間が
極力短く、しかも、確実に溶射を行える方法を検討した
結果、高速フレーム法が最も好ましいと判断された。
【００２２】 形成される溶射膜の厚みは、１００μｍ
〜５００μｍが好ましく、さらに好ましくは、２００〜
３００μｍである。これは、１００μｍ以下では、溶射
膜の厚みのばらつきが大きく、反対に５００μｍ以上で
は、溶射膜と基材との熱膨張率の差から生ずる歪みが大
きくなり、溶射層にクラックが生じたり、溶射膜が剥離
する原因となる。
〜５００μｍが好ましく、さらに好ましくは、２００〜
３００μｍである。これは、１００μｍ以下では、溶射
膜の厚みのばらつきが大きく、反対に５００μｍ以上で
は、溶射膜と基材との熱膨張率の差から生ずる歪みが大
きくなり、溶射層にクラックが生じたり、溶射膜が剥離
する原因となる。
【００２３】 続いて、形成された溶射膜には、加熱処
理が施されて緻密化が図られる。この緻密化は、金属成
分を溶融することにより、溶射膜内に生成した気孔閉塞
するものであり、実際のプレス型の使用温度を加味しつ
つ、溶射膜の溶融を容易ならしめるために、溶射原料で
あるＮｉ／Ｃｒ基合金粉末には、低融点化のためのＢや
Ｓｉ、Ｆｅといった微量の成分が予め添加されることが
好ましい。
理が施されて緻密化が図られる。この緻密化は、金属成
分を溶融することにより、溶射膜内に生成した気孔閉塞
するものであり、実際のプレス型の使用温度を加味しつ
つ、溶射膜の溶融を容易ならしめるために、溶射原料で
あるＮｉ／Ｃｒ基合金粉末には、低融点化のためのＢや
Ｓｉ、Ｆｅといった微量の成分が予め添加されることが
好ましい。
【００２４】 こうして、形成された溶射膜に対して、
所望の表面荒さ、および平坦度となるように研磨処理を
行うことで、図１（ａ）の断面図に示すような基材４１
／表面層（溶射膜）４２の２層構造を有するプレス型が
作製される。なお、上述の通り、溶射膜の厚みが１００
〜５００μｍであることから、このときの研磨処理は、
厚み方向に深い研磨を必要とせず、加工負荷は問題とな
らない。
所望の表面荒さ、および平坦度となるように研磨処理を
行うことで、図１（ａ）の断面図に示すような基材４１
／表面層（溶射膜）４２の２層構造を有するプレス型が
作製される。なお、上述の通り、溶射膜の厚みが１００
〜５００μｍであることから、このときの研磨処理は、
厚み方向に深い研磨を必要とせず、加工負荷は問題とな
らない。
【００２５】 こうして作製されたプレス型はそれ自体
でも、勿論、十分に使用が可能であるが、さらに、この
表面層の表面に、貴金属層を形成すると、ＷＣをはじ
め、Ｎｉ等の金属成分の酸化を抑制することができるの
で、耐久性をさらに向上させることができ、好ましい。
ここで、貴金属層としては、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金
（Ａｕ）またはこれらの合金が好適に用いられるが、特
に、融点の高いＰｔ、Ｐｔ−Ｉｒ合金、Ｐｔ−Ａｕ合
金、Ｐｔ−Ｉｒ−Ａｕ合金が好適に用いられる。
でも、勿論、十分に使用が可能であるが、さらに、この
表面層の表面に、貴金属層を形成すると、ＷＣをはじ
め、Ｎｉ等の金属成分の酸化を抑制することができるの
で、耐久性をさらに向上させることができ、好ましい。
ここで、貴金属層としては、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金
（Ａｕ）またはこれらの合金が好適に用いられるが、特
に、融点の高いＰｔ、Ｐｔ−Ｉｒ合金、Ｐｔ−Ａｕ合
金、Ｐｔ−Ｉｒ−Ａｕ合金が好適に用いられる。
【００２６】 さらに、このような貴金属層と溶射によ
って形成された表面層との密着性を良好とするために、
貴金属層の下地層として、Ｎｉ層もしくはＮｉ／Ｃｒ基
合金等のＮｉ合金層を形成しておくことも好ましい。し
たがって、この場合にプレス型は、図１（ｂ）の断面図
に示すように、基材４１／表面層（溶射膜）４２／下地
層（Ｎｉ層等）４３／貴金属層４４からなる４層構造を
有する。なお、下地層４３を形成しない場合の貴金属層
４４単独の厚み、あるいは下地層４３を形成した場合の
貴金属層４４と下地層４３の合計厚みは、１０〜５００
ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは、５０〜３
００ｎｍとされ、このような薄膜を形成するにあたって
は、スパッタ法が好適に用いられる。
って形成された表面層との密着性を良好とするために、
貴金属層の下地層として、Ｎｉ層もしくはＮｉ／Ｃｒ基
合金等のＮｉ合金層を形成しておくことも好ましい。し
たがって、この場合にプレス型は、図１（ｂ）の断面図
に示すように、基材４１／表面層（溶射膜）４２／下地
層（Ｎｉ層等）４３／貴金属層４４からなる４層構造を
有する。なお、下地層４３を形成しない場合の貴金属層
４４単独の厚み、あるいは下地層４３を形成した場合の
貴金属層４４と下地層４３の合計厚みは、１０〜５００
ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは、５０〜３
００ｎｍとされ、このような薄膜を形成するにあたって
は、スパッタ法が好適に用いられる。
【００２７】 以上の通りにして作製された本発明のプ
レス型は、従来の全体が超硬合金からなるプレス型と同
等の離型性、耐久性を有するものであり、しかも、基材
にステンレス鋼等の加工しやすい部材を用いているた
め、以下に説明するように、プレス面に複雑な形状を形
成することが容易に可能である。
レス型は、従来の全体が超硬合金からなるプレス型と同
等の離型性、耐久性を有するものであり、しかも、基材
にステンレス鋼等の加工しやすい部材を用いているた
め、以下に説明するように、プレス面に複雑な形状を形
成することが容易に可能である。
【００２８】 図２は、平板リング状のガラス基板の作
製に好適に使用されるプレス型の一実施形態を示す平面
図および断面図である。プレス型２１のプレス面の一部
には、同心円状の２ヶ所の溝部２３Ａ・２３Ｂが形成さ
れており、この溝部２３Ａ・２３Ｂに、それぞれ超硬合
金からなるリング２２Ａ・２２Ｂが嵌合され、リング２
２Ａ・２２Ｂがプレス面より突起した形状となってい
る。そして、リング２２Ａ・２２Ｂの突起部分は、断面
三角状の斜面２４を有している。
製に好適に使用されるプレス型の一実施形態を示す平面
図および断面図である。プレス型２１のプレス面の一部
には、同心円状の２ヶ所の溝部２３Ａ・２３Ｂが形成さ
れており、この溝部２３Ａ・２３Ｂに、それぞれ超硬合
金からなるリング２２Ａ・２２Ｂが嵌合され、リング２
２Ａ・２２Ｂがプレス面より突起した形状となってい
る。そして、リング２２Ａ・２２Ｂの突起部分は、断面
三角状の斜面２４を有している。
【００２９】 プレス型２１は上型および下型の両方に
用いられるが、この場合に得られるガラス基板の径方向
の断面形状を図３（ａ）に示す。ガラス基板１１には、
リング２２Ａ・２２Ｂの突起部分に基づくノッチ１３が
形成され、また、ノッチ１３が形成されたガラス基板１
１の厚みが薄くなっている部分はガラス基板の内外径加
工位置となる。したがって、ガラス基板１１を所定温度
まで加熱し、内外径加工位置に冷却された金属刃等を当
てて熱衝撃を加え、ガラス基板１１の厚み方向にクラッ
クを発生せしめることで、容易に内外径加工を行うこと
ができる。
用いられるが、この場合に得られるガラス基板の径方向
の断面形状を図３（ａ）に示す。ガラス基板１１には、
リング２２Ａ・２２Ｂの突起部分に基づくノッチ１３が
形成され、また、ノッチ１３が形成されたガラス基板１
１の厚みが薄くなっている部分はガラス基板の内外径加
工位置となる。したがって、ガラス基板１１を所定温度
まで加熱し、内外径加工位置に冷却された金属刃等を当
てて熱衝撃を加え、ガラス基板１１の厚み方向にクラッ
クを発生せしめることで、容易に内外径加工を行うこと
ができる。
【００３０】 こうして得られたガラス基板は、図３
（ｂ）の断面図に示すように、チャンファー１５（面取
り部）を形成した平板リング状のガラス基板が得られ
る。すなわち、プレス型２１におけるリング２２Ａ・２
２Ｂの斜面２４が、ガラス基板１１のチャンファー１５
を形成していることがわかる。
（ｂ）の断面図に示すように、チャンファー１５（面取
り部）を形成した平板リング状のガラス基板が得られ
る。すなわち、プレス型２１におけるリング２２Ａ・２
２Ｂの斜面２４が、ガラス基板１１のチャンファー１５
を形成していることがわかる。
【００３１】 次に、図４に平板リング状のガラス基板
の作製に好適に使用されるプレス型の別の実施形態を示
す平面図および断面図を示す。プレス型３１のプレス面
の中心部には、円板状の凹部３２が設けられており、一
方、外周部には、円環状の溝部３３が設けられている。
この凹部３２と溝部３３に、それぞれ超硬合金からなる
円板３４とリング３５が嵌合され、円板３４とリング３
５がプレス面より突起した形状となっている。そして、
円板３４の外周面とリング３５の内周面には、斜面部３
６が設けられている。
の作製に好適に使用されるプレス型の別の実施形態を示
す平面図および断面図を示す。プレス型３１のプレス面
の中心部には、円板状の凹部３２が設けられており、一
方、外周部には、円環状の溝部３３が設けられている。
この凹部３２と溝部３３に、それぞれ超硬合金からなる
円板３４とリング３５が嵌合され、円板３４とリング３
５がプレス面より突起した形状となっている。そして、
円板３４の外周面とリング３５の内周面には、斜面部３
６が設けられている。
【００３２】 プレス型３１もまた上型および下型の両
方に用いられるが、この場合に得られるガラス基板の径
方向の断面形状を図５（ａ）に示す。ガラス基板１２に
は、円板３２およびリング３３の突起部分に基づく勾配
部１４が形成され、また、ガラス基板１２の中心部と外
周部の厚みが薄く形成される。この厚みの薄い中心部と
外周部を、同芯円砥石を用いて切り落とすように内外径
加工を施すと、図５（ｂ）に示すガラス基板１２が得ら
れる。この形状は、前述した図３（ｂ）に示したガラス
基板１１と同等であり、プレス型３１に設けられた斜面
部３６が、ガラス基板１２のチャンファー１５を形成し
ていることがわかる。
方に用いられるが、この場合に得られるガラス基板の径
方向の断面形状を図５（ａ）に示す。ガラス基板１２に
は、円板３２およびリング３３の突起部分に基づく勾配
部１４が形成され、また、ガラス基板１２の中心部と外
周部の厚みが薄く形成される。この厚みの薄い中心部と
外周部を、同芯円砥石を用いて切り落とすように内外径
加工を施すと、図５（ｂ）に示すガラス基板１２が得ら
れる。この形状は、前述した図３（ｂ）に示したガラス
基板１１と同等であり、プレス型３１に設けられた斜面
部３６が、ガラス基板１２のチャンファー１５を形成し
ていることがわかる。
【００３３】 上述した、プレス面に溝部等を形成し、
溝部等にリング等を嵌合したプレス型の作製は、まず、
溝部等を形成する以前の所定形状に加工されたステンレ
ス鋼等の加工が容易な基材からなるプレス型のプレス面
に、溶射膜を形成し、緻密化と表面荒さの調整加工を施
す。次いで、所定位置の溶射膜および基材を切削加工に
より除去し、所定形状の溝部等を形成して、超硬合金等
からなるリング等を形成された溝部等に嵌合すること
で、作製される。なお、リング等を勘合した後に、プレ
ス面全体に貴金属層を設けることが好ましい。
溝部等にリング等を嵌合したプレス型の作製は、まず、
溝部等を形成する以前の所定形状に加工されたステンレ
ス鋼等の加工が容易な基材からなるプレス型のプレス面
に、溶射膜を形成し、緻密化と表面荒さの調整加工を施
す。次いで、所定位置の溶射膜および基材を切削加工に
より除去し、所定形状の溝部等を形成して、超硬合金等
からなるリング等を形成された溝部等に嵌合すること
で、作製される。なお、リング等を勘合した後に、プレ
ス面全体に貴金属層を設けることが好ましい。
【００３４】 以上、本発明によれば、安価に耐久性の
良好なプレス型を作製することが可能であり、かつ、プ
レス面に種々の複雑な形状を形成することができる。以
下、本発明の実施例について説明するが、本発明が以下
の実施例に限定されるものでないことはいうまでもな
い。
良好なプレス型を作製することが可能であり、かつ、プ
レス面に種々の複雑な形状を形成することができる。以
下、本発明の実施例について説明するが、本発明が以下
の実施例に限定されるものでないことはいうまでもな
い。
【００３５】
【実施例】 プレス型として、厚みの均一な円板形状の
ガラス基板の作製に用いられるものを使用した。このプ
レス型は、表１の実施例１〜５に示すように、ＳＵＳ４
４０ｃからなる円板型基材のプレス面に、表１に並記し
た種々の組成の溶射膜を高速フレーム法により形成した
後、加熱して気孔の閉塞（緻密化）を行い、表面研磨を
行って所定の面粗度とすることで作製した。これに対
し、比較例として、溶射膜を形成しないＳＵＳ４４０ｃ
のみからなるプレス面を有するプレス型を用いた。
ガラス基板の作製に用いられるものを使用した。このプ
レス型は、表１の実施例１〜５に示すように、ＳＵＳ４
４０ｃからなる円板型基材のプレス面に、表１に並記し
た種々の組成の溶射膜を高速フレーム法により形成した
後、加熱して気孔の閉塞（緻密化）を行い、表面研磨を
行って所定の面粗度とすることで作製した。これに対
し、比較例として、溶射膜を形成しないＳＵＳ４４０ｃ
のみからなるプレス面を有するプレス型を用いた。
【００３６】
【表１】
【００３７】 これら種々のプレス型を用いて、ＳｉＯ
2が７７ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3が５ｗｔ％、Ｌｉ2Ｏが５ｗｔ
％で、残部が微量成分からなるＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌ
ｉ2Ｏ系の結晶化ガラスを用いた。この組成を有するガ
ラス原料をガラス溶融炉にて１４００℃で溶融し、１３
００℃に保持されたノズルより、６００℃に予熱された
プレス下型に滴下した。このとき、プレス下型へ供給さ
れる溶融ガラスが一定量（１５ｇ）となるように、シャ
ーを用いて滴下された溶融ガラスを切断した。
2が７７ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3が５ｗｔ％、Ｌｉ2Ｏが５ｗｔ
％で、残部が微量成分からなるＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌ
ｉ2Ｏ系の結晶化ガラスを用いた。この組成を有するガ
ラス原料をガラス溶融炉にて１４００℃で溶融し、１３
００℃に保持されたノズルより、６００℃に予熱された
プレス下型に滴下した。このとき、プレス下型へ供給さ
れる溶融ガラスが一定量（１５ｇ）となるように、シャ
ーを用いて滴下された溶融ガラスを切断した。
【００３８】 続いて、プレス下型と同様に６００℃に
予熱されたプレス上型をプレス下型の上面から押し当
て、溶融ガラスを１２０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で１秒間ほ
ど加圧し、ダイレクトプレスを行う工程を、５００回繰
り返し、５００回目のダイレクトプレス成形時における
離型性、得られたガラス基板の表面状態について観察し
た。その結果を表１に並記する。
予熱されたプレス上型をプレス下型の上面から押し当
て、溶融ガラスを１２０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で１秒間ほ
ど加圧し、ダイレクトプレスを行う工程を、５００回繰
り返し、５００回目のダイレクトプレス成形時における
離型性、得られたガラス基板の表面状態について観察し
た。その結果を表１に並記する。
【００３９】 溶射膜をプレス面に形成した実施例に係
るプレス型を用いた場合には、いずれのプレス型におい
ても、肌荒れ等は観察されず、ダイレクトプレス成形後
のガラス基板の離型性も良好で、かつ、ガラス基板の表
面形態も良好であった。これに対して、溶射膜を形成し
ていない比較例にかかるプレス型においては、５００回
目にすでにプレス面に肌荒れが発せいしており、その結
果、離型性が悪く、かつ、得られたガラス基板の表面に
所望の平滑性が得られなかった。さらに、ガラス基板に
は、プレス型からの離型性が悪くなることで、離型時に
生じた考えられる部分的な反りが観察された。
るプレス型を用いた場合には、いずれのプレス型におい
ても、肌荒れ等は観察されず、ダイレクトプレス成形後
のガラス基板の離型性も良好で、かつ、ガラス基板の表
面形態も良好であった。これに対して、溶射膜を形成し
ていない比較例にかかるプレス型においては、５００回
目にすでにプレス面に肌荒れが発せいしており、その結
果、離型性が悪く、かつ、得られたガラス基板の表面に
所望の平滑性が得られなかった。さらに、ガラス基板に
は、プレス型からの離型性が悪くなることで、離型時に
生じた考えられる部分的な反りが観察された。
【００４０】
【発明の効果】 上述の通り、本発明のガラス成形用プ
レス型においては、基材に加工が容易な金属材料を用い
ているので、基本的なプレス型への形状加工が容易に行
え、かつ、プレス面については、膜成長速度の速い溶射
法により、耐久性に優れる超硬合金の表面層を形成する
ことができる。この表面層の緻密化が容易であり、か
つ、表面荒さの加工においても、表層の薄い部分のみで
よいことから、従来の超硬合金のみからなるプレス型を
作製する場合と比べて、加工に要する時間を大幅に短縮
できる。その結果、従来からの超硬合金からなるプレス
型と同等の耐久性を有するプレス型を、安価に作製する
ことができる有利な効果を奏する。また、基材の加工が
容易であり、かつ、溶射膜の厚みが薄いために、プレス
面への後加工を施すことが簡単に行え、別途用意した作
製容易な超硬合金部材と組み合わせることにより、複雑
なプレス面を有するプレス型を容易に作製することがで
きる有利な効果をも奏する。
レス型においては、基材に加工が容易な金属材料を用い
ているので、基本的なプレス型への形状加工が容易に行
え、かつ、プレス面については、膜成長速度の速い溶射
法により、耐久性に優れる超硬合金の表面層を形成する
ことができる。この表面層の緻密化が容易であり、か
つ、表面荒さの加工においても、表層の薄い部分のみで
よいことから、従来の超硬合金のみからなるプレス型を
作製する場合と比べて、加工に要する時間を大幅に短縮
できる。その結果、従来からの超硬合金からなるプレス
型と同等の耐久性を有するプレス型を、安価に作製する
ことができる有利な効果を奏する。また、基材の加工が
容易であり、かつ、溶射膜の厚みが薄いために、プレス
面への後加工を施すことが簡単に行え、別途用意した作
製容易な超硬合金部材と組み合わせることにより、複雑
なプレス面を有するプレス型を容易に作製することがで
きる有利な効果をも奏する。
【図１】 本発明のガラス成形用プレス型の表面構造の
一実施形態を示す断面図であり、（ａ）は２層構造を示
し、（ｂ）は４層構造を示す。
一実施形態を示す断面図であり、（ａ）は２層構造を示
し、（ｂ）は４層構造を示す。
【図２】 本発明のガラス成形用プレス型の一実施形態
を示す平面図および断面図である。
を示す平面図および断面図である。
【図３】 本発明のガラス成形用プレス型を用いて作製
されるガラス基板の一実施形態を示す断面図であり、
（ａ）はプレス成形後の形状を示し、（ｂ）は内外径加
工後の形状を示す。
されるガラス基板の一実施形態を示す断面図であり、
（ａ）はプレス成形後の形状を示し、（ｂ）は内外径加
工後の形状を示す。
【図４】 本発明のガラス成形用プレス型の別の実施形
態を示す平面図および断面図である。
態を示す平面図および断面図である。
【図５】 本発明のガラス成形用プレス型を用いて作
製されるガラス基板の別の実施形態を示す断面図であ
り、（ａ）はプレス成形後の形状を示し、（ｂ）は内外
径加工後の形状を示す。
製されるガラス基板の別の実施形態を示す断面図であ
り、（ａ）はプレス成形後の形状を示し、（ｂ）は内外
径加工後の形状を示す。
１１…ガラス基板、１２…ガラス基板、１３…ノッチ、
１４…勾配部、１５…チャンファー、２１…プレス型、
２２Ａ・２２Ｂ…リング、２３Ａ・２３Ｂ…溝部、２４
…斜面、３１…プレス型、３２…凹部、３３…溝部、３
４…円板、３５…リング、３６…斜面部、４１…基材、
４２…表面層（溶射膜）、４３…下地層、４４…貴金属
層。
１４…勾配部、１５…チャンファー、２１…プレス型、
２２Ａ・２２Ｂ…リング、２３Ａ・２３Ｂ…溝部、２４
…斜面、３１…プレス型、３２…凹部、３３…溝部、３
４…円板、３５…リング、３６…斜面部、４１…基材、
４２…表面層（溶射膜）、４３…下地層、４４…貴金属
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三大寺 秀人 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 溶融ガラスのダイレクトプレス成形およ
び固体ガラスのリヒートプレス成形に用いられるプレス
型であって、 当該プレス型の基材表面に、炭化タングステンとコバル
トおよびニッケルクロム基合金からなる表面層を形成し
たことを特徴とするガラス成形用プレス型。 - 【請求項２】 溶融ガラスのダイレクトプレス成形およ
び固体ガラスのリヒートプレス成形に用いられるプレス
型であって、 当該プレス型の基材表面に、炭化タングステンとニッケ
ルおよびニッケルクロム基合金からなる表面層を表面に
形成したことを特徴とするガラス成形用プレス型。 - 【請求項３】 当該表面層を、炭化タングステンとコバ
ルトからなる複合粉末と、ニッケルクロム基合金粉末か
らなる混合粉末を用いて、溶射法により形成したことを
特徴とする請求項１記載のガラス成形用プレス型。 - 【請求項４】 当該表面層を、炭化タングステンとニッ
ケルからなる複合粉末と、ニッケルクロム基合金粉末か
らなる混合粉末を用いて、溶射法により形成したことを
特徴とする請求項２記載のガラス成形用プレス型。 - 【請求項５】 当該混合粉末を溶射した後、加熱処理を
施して当該表面層を緻密化させたことを特徴とする請求
項３または４記載のガラス成形用プレス型。 - 【請求項６】 当該表面層の表面に、貴金属層を形成し
たことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載
のガラス成形用プレス型。 - 【請求項７】 プレス面の一部に同心円状の溝部を形成
し、当該溝部に超硬合金からなるリングを嵌合し、か
つ、当該リングを当該プレス面より突起させた形状とす
ることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載
のガラス成形用プレス型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3864398A JPH11228153A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | ガラス成形用プレス型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3864398A JPH11228153A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | ガラス成形用プレス型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11228153A true JPH11228153A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12530940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3864398A Withdrawn JPH11228153A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | ガラス成形用プレス型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11228153A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2362156A (en) * | 2000-05-06 | 2001-11-14 | Zeiss Stiftung | Mould or plunger with a composite structure |
| US6442975B1 (en) * | 1996-12-26 | 2002-09-03 | Hoya Corporation | Method of manufacturing thin-plate glass article, method of manufacturing glass substrate for information recording medium, and method of manufacturing magnetic recording medium |
| JP2016204259A (ja) * | 2011-04-27 | 2016-12-08 | Hoya株式会社 | 磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法 |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP3864398A patent/JPH11228153A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6442975B1 (en) * | 1996-12-26 | 2002-09-03 | Hoya Corporation | Method of manufacturing thin-plate glass article, method of manufacturing glass substrate for information recording medium, and method of manufacturing magnetic recording medium |
| GB2362156A (en) * | 2000-05-06 | 2001-11-14 | Zeiss Stiftung | Mould or plunger with a composite structure |
| JP2016204259A (ja) * | 2011-04-27 | 2016-12-08 | Hoya株式会社 | 磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |