JPS6359971B2 - - Google Patents
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- JPS6359971B2 JPS6359971B2 JP58221387A JP22138783A JPS6359971B2 JP S6359971 B2 JPS6359971 B2 JP S6359971B2 JP 58221387 A JP58221387 A JP 58221387A JP 22138783 A JP22138783 A JP 22138783A JP S6359971 B2 JPS6359971 B2 JP S6359971B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガラスレンズ、特にプレス成形のみに
より研磨不要の高い面精度と滑らかな面を有する
ガラスレンズの成形型の製造法に関する。
より研磨不要の高い面精度と滑らかな面を有する
ガラスレンズの成形型の製造法に関する。
研磨不要のガラスレンズのプレス成形用金型
は、プレス成形のみで要求される面性能を得るこ
とから材質上の大きな制約がある。すなわち酸化
されにくいこと、高温下でもガラスと融着を起さ
ないこと、光学鏡面研磨が可能のこと、ひつかき
傷の生じにくい高い硬度をもつこと、プレス時の
衝撃に耐える機械強度を持つこと等である。
は、プレス成形のみで要求される面性能を得るこ
とから材質上の大きな制約がある。すなわち酸化
されにくいこと、高温下でもガラスと融着を起さ
ないこと、光学鏡面研磨が可能のこと、ひつかき
傷の生じにくい高い硬度をもつこと、プレス時の
衝撃に耐える機械強度を持つこと等である。
従来、ガラス成形金型材としては13クロム鋼が
一般的に使用されていた。この型材は高温で酸化
され易く、また成形時の高温でガラスと融着しや
すく、またガラスの離型が困難であり、酸化を防
止するため、不活性ガス雰囲気中で使用するとし
ても研磨不要のガラスレンズプレス成形金型材と
しては不適当である。さらに研磨不要のガラスレ
ンズ成形用金型材として、特開昭47−11277号公
報にはガラス状カーボンが、また特開昭52−
45613号公報には、SiC、Si3N4、SiC＋Si3N4が開
示されている。
一般的に使用されていた。この型材は高温で酸化
され易く、また成形時の高温でガラスと融着しや
すく、またガラスの離型が困難であり、酸化を防
止するため、不活性ガス雰囲気中で使用するとし
ても研磨不要のガラスレンズプレス成形金型材と
しては不適当である。さらに研磨不要のガラスレ
ンズ成形用金型材として、特開昭47−11277号公
報にはガラス状カーボンが、また特開昭52−
45613号公報には、SiC、Si3N4、SiC＋Si3N4が開
示されている。
上記公知技術のうち、ガラス状カーボンは酸化
し易く、構造的にも不安定で、ひつかき傷が生じ
やすい欠点をもつ、一方、SiC、Si3N4、SiC＋
Si3N4は酸化されにくく、ひつかき傷を生じくに
い長所をもつが、上述のガラス状カーボンも含め
ての共通した欠点として耐衝撃強度が低いため、
プレス成形方法が特殊であり、長時間を要すると
いう欠点が推定され、高能率のプレス成形、すな
わち高圧短時間成形用の金型材として不適当であ
る。さらに特開昭56−59641号公報にはWCにCo
をバインダーとして混合したものを焼結したう
え、ガラスと接触する表面に貴金属をコーテイン
グして使用するとの開示がある。この場合の貴金
属は高温時（400℃以上）でのCoの酸化を防ぐた
めのコーテイングと推定されるが、貴金属は高温
ではガラスとの濡れが非常によく融着を生じる
か、または離型しにくい欠点をもつ。しかも上記
各公知技術のものは何れも強度、耐熱性、耐擦過
性において充分なものとは云えないという問題点
があつた。
し易く、構造的にも不安定で、ひつかき傷が生じ
やすい欠点をもつ、一方、SiC、Si3N4、SiC＋
Si3N4は酸化されにくく、ひつかき傷を生じくに
い長所をもつが、上述のガラス状カーボンも含め
ての共通した欠点として耐衝撃強度が低いため、
プレス成形方法が特殊であり、長時間を要すると
いう欠点が推定され、高能率のプレス成形、すな
わち高圧短時間成形用の金型材として不適当であ
る。さらに特開昭56−59641号公報にはWCにCo
をバインダーとして混合したものを焼結したう
え、ガラスと接触する表面に貴金属をコーテイン
グして使用するとの開示がある。この場合の貴金
属は高温時（400℃以上）でのCoの酸化を防ぐた
めのコーテイングと推定されるが、貴金属は高温
ではガラスとの濡れが非常によく融着を生じる
か、または離型しにくい欠点をもつ。しかも上記
各公知技術のものは何れも強度、耐熱性、耐擦過
性において充分なものとは云えないという問題点
があつた。
本発明は、上記の高価な貴金属を使用すること
なく、かつ光学鏡面研磨が可能で、ガラスとの融
着のない、すなわち離型しやすく、耐衝撃強度の
大きな研磨不要のガラスレンズ成形型の製造法を
提供することを目的とするものである。
なく、かつ光学鏡面研磨が可能で、ガラスとの融
着のない、すなわち離型しやすく、耐衝撃強度の
大きな研磨不要のガラスレンズ成形型の製造法を
提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するため、本発明は研磨された
成形用WC系超硬合金材料の表面にアルゴンガス
雰囲気下でグロー放電を行つて、前記表面を清浄
化した後、窒素ガス、メタンガス、あるいは窒素
とメタンの混合ガスの雰囲気下にてイオンプレー
テイング法により発生するチタン蒸気で、前記表
面に少なくとも0.3〜10μmの厚さの炭化チタン、
窒化チタンあるいは炭窒化チタンからなる薄膜で
被覆することを特徴とするものである。
成形用WC系超硬合金材料の表面にアルゴンガス
雰囲気下でグロー放電を行つて、前記表面を清浄
化した後、窒素ガス、メタンガス、あるいは窒素
とメタンの混合ガスの雰囲気下にてイオンプレー
テイング法により発生するチタン蒸気で、前記表
面に少なくとも0.3〜10μmの厚さの炭化チタン、
窒化チタンあるいは炭窒化チタンからなる薄膜で
被覆することを特徴とするものである。
本発明者等は、各種の材料および成形型の製造
法について研究、実験した結果、炭化チタン、窒
化チタンまたは炭窒化チタンは、ガラスの成形温
度で融着を生じることもなく、また空気中で長時
間おいても表面の粒界酸化や粒子成長がほとんど
生じないことを発見した。しかし、これら材料は
切削加工不能であり、また非常に高価であるか
ら、これら材料単身でプレス用成形型を作ること
は困難である。そのため、他の基板材料に被覆し
て使用することを考え、被覆方法としてCVD法、
イオンプレーテイング法による実験を行い、後者
がコーテイング層が緻密で、かつ粒界を生じくに
くく、理想とする非晶質コーテイングが可能で、
少なくとも0.3μm厚のコーテイングにより、成形
型材としての条件を満たすことがわかつた。さら
には基板材料表面を0.1μmRmax以下に研磨後、
イオンプレーテイング法による蒸着により、面粗
度に大きな影響なく、光学鏡面を得られることも
わかつた。基板材料としては、ステンレス鋼も使
用し得るが、硬度が高く耐衝撃性もあり、さらに
蒸着物質と付着性のよい超硬合金を使用すること
が望ましい。
法について研究、実験した結果、炭化チタン、窒
化チタンまたは炭窒化チタンは、ガラスの成形温
度で融着を生じることもなく、また空気中で長時
間おいても表面の粒界酸化や粒子成長がほとんど
生じないことを発見した。しかし、これら材料は
切削加工不能であり、また非常に高価であるか
ら、これら材料単身でプレス用成形型を作ること
は困難である。そのため、他の基板材料に被覆し
て使用することを考え、被覆方法としてCVD法、
イオンプレーテイング法による実験を行い、後者
がコーテイング層が緻密で、かつ粒界を生じくに
くく、理想とする非晶質コーテイングが可能で、
少なくとも0.3μm厚のコーテイングにより、成形
型材としての条件を満たすことがわかつた。さら
には基板材料表面を0.1μmRmax以下に研磨後、
イオンプレーテイング法による蒸着により、面粗
度に大きな影響なく、光学鏡面を得られることも
わかつた。基板材料としては、ステンレス鋼も使
用し得るが、硬度が高く耐衝撃性もあり、さらに
蒸着物質と付着性のよい超硬合金を使用すること
が望ましい。
次に実施例を説明する。図面は本発明の成形型
製作に使用したイオンプレーテイング装置を示
す。１は真空容器、２は放電ガスの導入口、３は
被蒸着体たる成形型、４は蒸着物質収容ルツボ
（以下単にルツボという）、５はヒーター、６は蒸
着物質、７は放電用電源、８は放電プラズマ、９
はシヤツター、１０は排気孔である。
製作に使用したイオンプレーテイング装置を示
す。１は真空容器、２は放電ガスの導入口、３は
被蒸着体たる成形型、４は蒸着物質収容ルツボ
（以下単にルツボという）、５はヒーター、６は蒸
着物質、７は放電用電源、８は放電プラズマ、９
はシヤツター、１０は排気孔である。
基板材としてWC鋼を外径11.6mm、中心肉厚１
mmの両凹型レンズ成形型形状に加工し、ガラスと
の接触面を面粗度180ÅRmax、面精度ニユート
ン縞２本以内にダイヤモンドペーストを用いて研
磨して成形型３とする。この成形型を図示のよう
に真空容器１内に置き、排気口１０から排気して
真空容器１内を１×10-6Torr以下にし、ガス導
入口２からアルゴンガスを導入し、２×10-2
Torr程度の圧力となるようにし、放電用電源７
から1.5kvの負電圧を成形型３にかけ、30分間グ
ロー放電を行わせて成形型表面を清浄化してか
ら、再度真空容器１内を排気し、N2ガス４×
10-4Torrに置換する。ルツボ加熱用ヒータ５に
通電してTi蒸気を発生させ、５分後、放電用電
源から1KVの負電圧を成形型３に通電し、シヤ
ツター９を開いて、約２時間、成形型３の表面に
TiNを蒸着する。蒸着膜厚の調節は蒸着時間に
よつて調節し得るが、本実施例では24μm厚であ
る。次いで、シヤツター９を閉じ放電用電源およ
びヒーター加熱電源を切つて、常温まで冷却後、
成形型３を取出した。イオンプレーテイング処理
後の成形型（以後処理済成形型という）のガラス
接触面の粗度は200ÅRmax、精度はニユートン
縞２本以内であつた。
mmの両凹型レンズ成形型形状に加工し、ガラスと
の接触面を面粗度180ÅRmax、面精度ニユート
ン縞２本以内にダイヤモンドペーストを用いて研
磨して成形型３とする。この成形型を図示のよう
に真空容器１内に置き、排気口１０から排気して
真空容器１内を１×10-6Torr以下にし、ガス導
入口２からアルゴンガスを導入し、２×10-2
Torr程度の圧力となるようにし、放電用電源７
から1.5kvの負電圧を成形型３にかけ、30分間グ
ロー放電を行わせて成形型表面を清浄化してか
ら、再度真空容器１内を排気し、N2ガス４×
10-4Torrに置換する。ルツボ加熱用ヒータ５に
通電してTi蒸気を発生させ、５分後、放電用電
源から1KVの負電圧を成形型３に通電し、シヤ
ツター９を開いて、約２時間、成形型３の表面に
TiNを蒸着する。蒸着膜厚の調節は蒸着時間に
よつて調節し得るが、本実施例では24μm厚であ
る。次いで、シヤツター９を閉じ放電用電源およ
びヒーター加熱電源を切つて、常温まで冷却後、
成形型３を取出した。イオンプレーテイング処理
後の成形型（以後処理済成形型という）のガラス
接触面の粗度は200ÅRmax、精度はニユートン
縞２本以内であつた。
上記処理済成形型を460℃の大気中に15時間放
置したが、肉眼で観察し得る変化はなかつた。つ
いで、この成形型を下記条件でガラスレンズ1000
個を成型し、成型したガラスレンズの面精度を測
定した。
置したが、肉眼で観察し得る変化はなかつた。つ
いで、この成形型を下記条件でガラスレンズ1000
個を成型し、成型したガラスレンズの面精度を測
定した。
成形型温度460℃、使用ガラスSF−11（転移温
度435℃）を550℃に加熱して使用、プレス成形圧
100Kg／cm2、プレス成形時間15sec、1000個のガラ
スレンズの測定結果は、面粗度0.02μmRmax以
下、面精度ニユートン縞３本以内に入つていた。
度435℃）を550℃に加熱して使用、プレス成形圧
100Kg／cm2、プレス成形時間15sec、1000個のガラ
スレンズの測定結果は、面粗度0.02μmRmax以
下、面精度ニユートン縞３本以内に入つていた。
なお、TiC、TiCN膜をイオンプレーテイング
法により蒸着する場合、TiCではN2ガスの代り
にCH4ガスをTiCNの場合には、CH4：N2＝１：
１を４×10-4Torrの圧力下で蒸着すればよい。
法により蒸着する場合、TiCではN2ガスの代り
にCH4ガスをTiCNの場合には、CH4：N2＝１：
１を４×10-4Torrの圧力下で蒸着すればよい。
本実施例では蒸着膜2μmの場合について述べた
が、さらに蒸着膜厚を10μm程度として蒸着面を
研磨加工することにより、より高精度、高粗度の
面を得ることが可能である。また基板材として
WCを使用したが、これに限定されるものではな
く、市販の超硬合金属も使用し得る。
が、さらに蒸着膜厚を10μm程度として蒸着面を
研磨加工することにより、より高精度、高粗度の
面を得ることが可能である。また基板材として
WCを使用したが、これに限定されるものではな
く、市販の超硬合金属も使用し得る。
上述のように、本発明は研磨された成形用WC
系超硬合金材料の表面を清浄化した後、窒素ガ
ス、メタンガス、あるいは窒素とメタンの混合ガ
スの雰囲気下にてイオンプレーテイング法による
チタン蒸気を発生させ、前記表面に少なくとも
0.3〜10μmの厚さの炭化チタン、窒化チタンある
いは炭窒化チタンの薄膜を被覆してなるものであ
るから、高価な貴金属を使用することなく、かつ
光学鏡面研磨が可能なガラスレンズ成形型を容易
に製造することができる。また得られた成形型は
ガラスとの融着がなく、耐熱、耐衝撃強度ならび
に耐擦過性のすぐれた研磨不要のガラスレンズの
プレス成形型として好適なものである。
系超硬合金材料の表面を清浄化した後、窒素ガ
ス、メタンガス、あるいは窒素とメタンの混合ガ
スの雰囲気下にてイオンプレーテイング法による
チタン蒸気を発生させ、前記表面に少なくとも
0.3〜10μmの厚さの炭化チタン、窒化チタンある
いは炭窒化チタンの薄膜を被覆してなるものであ
るから、高価な貴金属を使用することなく、かつ
光学鏡面研磨が可能なガラスレンズ成形型を容易
に製造することができる。また得られた成形型は
ガラスとの融着がなく、耐熱、耐衝撃強度ならび
に耐擦過性のすぐれた研磨不要のガラスレンズの
プレス成形型として好適なものである。
図面は本発明方法を実施するイオンプレーテイ
ング装置の断面図である。 １……真空容器、２……放電ガス導入口、３…
…成形型、４……ルツボ、５……ヒーター、６…
…蒸着物質、７……電源、８……プラズマ、９…
…シヤツター、１０……排気孔。
ング装置の断面図である。 １……真空容器、２……放電ガス導入口、３…
…成形型、４……ルツボ、５……ヒーター、６…
…蒸着物質、７……電源、８……プラズマ、９…
…シヤツター、１０……排気孔。
Claims (1)
- １ 研磨された成形用WC系超硬合金材料の表面
にアルゴンガス雰囲気下でグロー放電を行つて前
記表面を清浄化した後、窒素ガス、メタンガス、
あるいは窒素とメタンの混合ガスの雰囲気下にて
イオンプレーテイング法により発生するチタン蒸
気で前記表面に少なくとも0.3〜10μmの厚さの炭
化チタン、窒化チタンあるいは炭窒化チタンから
なる薄膜を被覆することを特徴とするガラスレン
ズ成形型の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22138783A JPS60118638A (ja) | 1983-11-26 | 1983-11-26 | ガラスレンズ成形型の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22138783A JPS60118638A (ja) | 1983-11-26 | 1983-11-26 | ガラスレンズ成形型の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118638A JPS60118638A (ja) | 1985-06-26 |
| JPS6359971B2 true JPS6359971B2 (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=16765972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22138783A Granted JPS60118638A (ja) | 1983-11-26 | 1983-11-26 | ガラスレンズ成形型の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118638A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS60118638A (ja) | 1985-06-26 |
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