JPS623031A - 光学ガラス素子の製造方法 - Google Patents

光学ガラス素子の製造方法

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JPS623031A
JPS623031A JP14082485A JP14082485A JPS623031A JP S623031 A JPS623031 A JP S623031A JP 14082485 A JP14082485 A JP 14082485A JP 14082485 A JP14082485 A JP 14082485A JP S623031 A JPS623031 A JP S623031A
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界 政行
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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て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、まだ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号公報)やタングステンカーバイド、
サーメッ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2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4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った。
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った。
またタングステンカーバイド、サーメット、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切削法により白金系
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、サーメット、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、ニッケル、またはニッケル−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った。また加工時間も従
来の型に比べ%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っ
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った。
実施例 以下、本発明の詳細な説明する。
直径20朋、厚さ5ffのタングステンカーバイド、ジ
ルコニア、サーメット、シリコンナイトライド、または
シリコンカーバイドを白基半径46顛および200WM
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、ニッケル、またはニッケル−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
7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−#7)Fiilkプレスマシンにセッ
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
子の取シ出し口、1゜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
(SiO□)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10flの球形状に加工した
塊状物7を予備加熱炉1oで加熱した後、620℃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4oKy/cnl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3
0o℃まで冷却して両面が凸形罠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υはすし、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。
C以下金 白) 表1から明らかなように金、銅、ニッケルは白金よりも
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論だが、
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った。
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
だ。
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
なかった。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。
(以下金 白) 表 2  白金系合金/金/タングステンカーバイド構
成の型のプレス実験結果 表3にはタングステンカーバイドを母材として全以外の
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っ
た結果を示した。金−白金合金、銅、銅−白金合金、ニ
ッケル、ニッケル−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、サーメット、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1eiKp/ffl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だ時(約1s K
p /ffl )と同じ程度の強度であった。
(以 下金 白) 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、最後にガラスどの反応性がなく、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
きるようになった。
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 以上述べてきたように、本発明では、1討熱性。
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、サーメット。
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)、ニッケル、ニッケル−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1%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H以
下に短縮できた。またダイヤモンドノくイトの摩耗とい
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、ダイヤモンドノ;イトの長寿命化を図ることができ
だ。
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K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った。
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シ、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、6・・・・・・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、1
0・・・・供給ガラス塊状物の予備加熱炉、11・・・
・・・おおい。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (2)母材としてタングステンカーバイド、ジルコニア
    、サーメット、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)、ニッケル、またはニッケル−
    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. (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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