JPH07172849A - Mold for press-forming optical element and its production - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高精度な光学素子を大量
にかつ安価に製造することが可能な光学素子のプレス成
形用金型およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a die for press-molding an optical element and a method for producing the same, capable of producing a high-precision optical element in a large amount at a low cost.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高精度な光学素子を直接プレスして成形
するためには、型材料として高温でも安定で、耐酸化性
に優れ、光学素子材料に対して不活性であり、プレスし
た時に形状精度が崩れないような機械的強度を有するも
のが必要である。しかし、その反面、加工性に優れ精密
加工が容易にできることが要請される。2. Description of the Related Art In order to directly press and mold a high precision optical element, it is stable as a mold material even at high temperature, has excellent oxidation resistance, is inert to the optical element material, and has a shape when pressed. It is necessary to have a mechanical strength that does not deteriorate the accuracy. However, on the other hand, it is required that the workability is excellent and the precision processing can be easily performed.
【０００３】以上にような光学素子のプレス成形用金型
に必要な条件をある程度満足する型材料として、最近で
は、特公昭６２−２８０９１号公報に記載されているＷ
Ｃを主成分とする超硬合金の母材と、前記母材上の白金
系合金薄膜とにより構成される光学素子プレス成形用金
型を、前記母材を直接最終形状加工し、前記白金系保護
層をスパッタリング法等により形成することによって製
造し、光学素子のプレス成形による量産化が可能となっ
ている。Recently, as a mold material satisfying the conditions necessary for a press molding die for an optical element as described above, W described in Japanese Patent Publication No. 62-28091 has been recently used.
An optical element press-molding die composed of a base material of cemented carbide containing C as a main component and a platinum-based alloy thin film on the base material is directly processed into the final shape of the base material to obtain the platinum-based material. It can be manufactured by forming the protective layer by a sputtering method or the like, and can be mass-produced by press molding of optical elements.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
型材料では前記の条件を全て満足するものは得られてい
ない。However, none of the conventional die materials satisfy the above conditions.
【０００５】例えば、前記特公昭６２−２８０９１号公
報のように超硬合金またはサーメットからなる母材と、
前記母材上の貴金属系合金膜とにより構成される光学素
子のプレス成形用金型は、母材に用いる超硬合金または
サーメットを所望する形状に精密加工するために、ダイ
ヤモンド砥石を用いて母材を直接、研削加工することに
より得ているが、これら母材は硬いため研削加工が困難
で、そのためダイヤモンド砥石の摩耗が激しく、精密な
形状加工が非常に難しい。また、母材の材質に合わせた
砥石の選択と最適な加工条件を決定するために加工時間
を長く要し、金型コストが非常に高く、製造された金型
の形状精度も良好でないという問題がある。For example, a base material made of cemented carbide or cermet as disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-28091, and
The press-molding die for an optical element composed of the noble metal alloy film on the base material is formed by using a diamond grindstone to precisely process a cemented carbide or cermet used for the base material into a desired shape. It is obtained by directly grinding the material, but since these base materials are hard, it is difficult to grind them, so that the diamond grindstone is heavily worn and precise shape processing is very difficult. Also, it takes a long processing time to select the grindstone suitable for the material of the base material and to determine the optimum processing conditions, the mold cost is very high, and the shape accuracy of the manufactured mold is not good. There is.
【０００６】このように、従来の型材料では前述の型材
料としての必要条件を全て満足していない。本発明は上
記問題点を解決するもので、プレス成形法により光学性
能が良好で高精度な光学素子の成形を可能にするための
プレス成形用金型を容易にかつ安価に提供し、さらに、
この金型を用いることによって、融点の高い光学素子を
大量にかつ安価に作製することができる金型とその製造
方法を提供することを目的とする。As described above, the conventional mold material does not satisfy all the above-mentioned necessary conditions as the mold material. The present invention is to solve the above problems, by easily and inexpensively provide a press molding die for enabling the molding of an optical element having good optical performance and high precision by a press molding method,
It is an object of the present invention to provide a mold and a method for manufacturing the same that can manufacture a large number of optical elements having a high melting point at low cost by using this mold.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の光学素子のプレス成形用金型は、母材にタ
ングステンカーバイト（ＷＣ）を主成分とする超硬合
金、またはチタンナイトライド（ＴｉＮ）、チタンカー
バイド（ＴｉＣ）、クロムカーバイド（Ｃｒ3 Ｃ2）、
もしくはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とするサーメ
ット、またはクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニ
ッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン
（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）または前記金属を含む合金を用
い、前記母材上に前記母材と密着して非晶質状態である
加工層を備え、前記加工層上に前記加工層と密着して白
金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン
（Ｗ）、およびタンタル（Ｔａ）から選ばれる少なくと
も一種類の金属を含む合金からなる保護層を形成したと
いう構成を備えたものである。In order to achieve the above object, a press-molding die for an optical element according to the present invention comprises a base material made of tungsten carbide (WC) as a main component, a cemented carbide, or titanium nitride. Ride (TiN), Titanium Carbide (TiC), Chromium Carbide (Cr 3 C 2 ),
Alternatively, a cermet containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component, or chromium (Cr), molybdenum (Mo), nickel (Ni), cobalt (Co), tungsten (W), titanium (Ti), or the above metal is included. An alloy is used, and a working layer that is in an amorphous state and is in close contact with the base material is provided on the base material, and platinum (Pt), palladium (Pd), and iridium are in close contact with the working layer on the working layer. (I
r), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (Re), tungsten (W), and a protective layer made of an alloy containing at least one metal selected from tantalum (Ta). It is equipped with the configuration.
【０００８】前記構成においては、母材と加工層との間
に、母材および加工層と密着して金属、炭化物、窒化物
および酸化物から選ばれる少なくとも一つの膜からなる
中間層を備えたことが好ましい。In the above structure, an intermediate layer is provided between the base material and the processing layer, which is in close contact with the base material and the processing layer and is made of at least one film selected from metals, carbides, nitrides and oxides. It is preferable.
【０００９】また本発明の製造方法は、母材のタングス
テンカーバイト（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、また
はチタンナイトライド（ＴｉＮ）、チタンカーバイド
（ＴｉＣ）、クロムカーバイド（Ｃｒ3 Ｃ2 ）、アルミ
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とするサーメット、またはク
ロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン
（Ｔｉ）または前記金属を含む合金を所望する形状に近
似した形状に加工し、前記母材上に非晶質状態の加工層
をメッキ法、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法、および化学蒸着（ＣＶＤ）法から選ばれる
少なくとも一つの方法により形成し、次に前記加工層を
所望する形状に精密加工し、次に前記加工層上に保護層
として白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム
（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）、ル
テニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン
（Ｗ）、およびタンタル（Ｔａ）から選ばれる少なくと
も一種類の金属を含む合金膜をメッキ法、蒸着法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法、および化学蒸
着（ＣＶＤ）法から選ばれる少なくとも一つの方法によ
り形成するという構成を備えたものである。Further, in the manufacturing method of the present invention, a cemented carbide whose main component is tungsten carbide (WC), or titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), chromium carbide (Cr 3 C 2). ), A cermet containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component, or chromium (Cr), molybdenum (Mo), nickel (N
i), cobalt (Co), tungsten (W), titanium (Ti) or an alloy containing the metal is processed into a shape close to a desired shape, and a processing layer in an amorphous state is plated on the base material. , A vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a chemical vapor deposition (CVD) method. Then, the processed layer is precisely processed into a desired shape, and then the processed layer is formed. As a protective layer from platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (Re), tungsten (W), and tantalum (Ta). An alloy film containing at least one selected metal is selected from plating method, vapor deposition method, sputtering method, ion plating method, and chemical vapor deposition (CVD) method. Those having a structure that is formed by at least one method barrel.
【００１０】前記構成においては、母材と加工層との間
に、金属、炭化物、窒化物および酸化物から選ばれる少
なくとも一つの膜からなる中間層をメッキ法、蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法、および化
学蒸着（ＣＶＤ）法から選ばれる少なくとも一つの方法
により形成することが好ましい。In the above structure, an intermediate layer composed of at least one film selected from metals, carbides, nitrides and oxides is provided between the base material and the processed layer by a plating method, a vapor deposition method,
It is preferably formed by at least one method selected from a sputtering method, an ion plating method, and a chemical vapor deposition (CVD) method.
【００１１】また前記構成においては加工層の厚みが２
０μｍ以下であることが好ましい。また前記構成におい
ては、加工層が、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル（Ｎｉ）
合金、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃｏ）合金、クロ
ム（Ｃｒ）、クロム（Ｃｒ）合金、タンタル（Ｔａ）、
タンタル（Ｔａ）合金、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）合金、チタン（Ｔｉ）、チタン（Ｔｉ）合
金、タングステン（Ｗ）、タングステン（Ｗ）合金、ニ
オブ（Ｎｂ）、ニオブ（Ｎｂ）合金、バナジウム
（Ｖ）、バナジウム（Ｖ）合金、銅（Ｃｕ）、銅（Ｃ
ｕ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）合金から選ばれる少なくとも一つの金属からなるこ
とが好ましい。In the above structure, the thickness of the processed layer is 2
It is preferably 0 μm or less. In the above structure, the processed layer is nickel (Ni) or nickel (Ni).
Alloy, cobalt (Co), cobalt (Co) alloy, chromium (Cr), chromium (Cr) alloy, tantalum (Ta),
Tantalum (Ta) alloy, molybdenum (Mo), molybdenum (Mo) alloy, titanium (Ti), titanium (Ti) alloy, tungsten (W), tungsten (W) alloy, niobium (Nb), niobium (Nb) alloy, Vanadium (V), vanadium (V) alloy, copper (Cu), copper (C
u) alloy, aluminum (Al), aluminum (A
l) It is preferably composed of at least one metal selected from alloys.
【００１２】[0012]
【作用】前記した本発明の構成によれば、母材上に前記
母材と密着して非晶質状態である加工層を備え、前記加
工層上に前記加工層と密着性して白金（Ｐｔ）、パラジ
ウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニ
ウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、およびタンタル
（Ｔａ）から選ばれる少なくとも一種類の金属を含む合
金からなる保護層を形成したことにより、プレス成形法
により光学性能が良好で高精度な光学素子の成形を可能
にするためのプレス成形用金型を容易にかつ安価に実現
できる。とくに加工層は、母材と密着性が良好で精密加
工を容易に施すことができ、保護層は、ガラスとの融
着、酸化の防止や金型表面の傷付きを防止できる。According to the above-mentioned constitution of the present invention, the working layer which is in an amorphous state by being in close contact with the base material is provided on the base material, and the platinum layer is adhered to the working layer on the working layer. Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (R
h), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (Re), tungsten (W), and tantalum (Ta) by forming a protective layer made of an alloy containing at least one metal selected, By the molding method, it is possible to easily and inexpensively realize a press molding die for molding an optical element having good optical performance and high accuracy. In particular, the processed layer has good adhesion to the base material and can be easily subjected to precision processing, and the protective layer can prevent fusion with glass, oxidation, and scratches on the die surface.
【００１３】また、母材と加工層との間に、母材および
加工層と密着して金属、炭化物、窒化物および酸化物か
ら選ばれる少なくとも一つの膜からなる中間層を備える
という好ましい構成によれば、加工層の母材からの剥離
を防止することができる。ここで、加工層は少なくとも
その加工層を所望する形状に精密加工するときまでは、
非晶質であることが必要であるが、保護層形成後や製作
後の金型を使用して高温度にて光学素子をプレス成形し
た後はその結晶化してもさしつかえない。Further, in a preferred structure, an intermediate layer made of at least one film selected from metals, carbides, nitrides and oxides is provided between the base material and the processed layer so as to be in close contact with the base material and the processed layer. According to this, peeling of the processed layer from the base material can be prevented. Here, the processing layer is at least until the processing layer is precisely processed into a desired shape.
It must be amorphous, but it may be crystallized after the optical element is press-molded at a high temperature using a mold after forming the protective layer or after manufacturing.
【００１４】次に、本発明の製造方法の構成によれば、
前記金型を効率良く合理的に製造することができ、容易
にかつ安価に製造できる。また、母材と加工層との間
に、金属、炭化物、窒化物および酸化物から選ばれる少
なくとも一つの膜からなる中間層をメッキ法、蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法、および化
学蒸着（ＣＶＤ）法から選ばれる少なくとも一つの方法
により形成するという本発明の好ましい構成によれば、
母材と加工層との密着性が向上し、加工層の母材からの
剥離を防止することができる。Next, according to the structure of the manufacturing method of the present invention,
The mold can be efficiently and reasonably manufactured, and can be easily and inexpensively manufactured. Further, between the base material and the processed layer, a plating method, an evaporation method, an intermediate layer formed of at least one film selected from metal, carbide, nitride and oxide.
According to the preferable constitution of the present invention, which is formed by at least one method selected from a sputtering method, an ion plating method, and a chemical vapor deposition (CVD) method,
Adhesion between the base material and the processing layer is improved, and peeling of the processing layer from the base material can be prevented.
【００１５】また、加工層の厚みが２０μｍ以下である
という本発明の好ましい構成によれば、加工層のプレス
面形状が高温度下におけるプレス圧力により変形するこ
とを防止できる。Further, according to the preferable constitution of the present invention in which the thickness of the working layer is 20 μm or less, it is possible to prevent the pressing surface shape of the working layer from being deformed by the pressing pressure under high temperature.
【００１６】また、加工層が、ニッケル（Ｎｉ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）合金、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃ
ｏ）合金、クロム（Ｃｒ）、クロム（Ｃｒ）合金、タン
タル（Ｔａ）、タンタル（Ｔａ）合金、モリブデン（Ｍ
ｏ）、モリブデン（Ｍｏ）合金、チタン（Ｔｉ）、チタ
ン（Ｔｉ）合金、タングステン（Ｗ）、タングステン
（Ｗ）合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ（Ｎｂ）合金、バ
ナジウム（Ｖ）、バナジウム（Ｖ）合金、銅（Ｃｕ）、
銅（Ｃｕ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム
（Ａｌ）合金から選ばれる少なくとも一つの金属からな
るという本発明の好ましい構成によれば、精密加工が非
常に容易となる。Further, the processed layer is made of nickel (Ni), nickel (Ni) alloy, cobalt (Co), cobalt (C).
o) alloy, chromium (Cr), chromium (Cr) alloy, tantalum (Ta), tantalum (Ta) alloy, molybdenum (M
o), molybdenum (Mo) alloy, titanium (Ti), titanium (Ti) alloy, tungsten (W), tungsten (W) alloy, niobium (Nb), niobium (Nb) alloy, vanadium (V), vanadium (V) ) Alloy, copper (Cu),
According to the preferable configuration of the present invention, which is made of at least one metal selected from copper (Cu) alloy, aluminum (Al), and aluminum (Al) alloy, precision machining becomes very easy.
【００１７】[0017]
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。母材にＷＣを主成分とする超硬合金、あるい
は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、Ａｌ2 Ｏ3 を主成分
とするサーメット、または、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｗ、Ｔｉやそれら金属を含む合金を用いることにより金
型全体の機械的強度を大きくできる。また、加工層とし
て、精密加工を容易に施すことのできるＮｉ、Ｎｉ合
金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔａ、Ｔａ合
金、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｗ、Ｗ合金、Ｎ
ｂ、Ｎｂ合金、Ｖ、Ｖ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、及
びＡｌ合金から選ばれる少なくとも一つの金属でかつそ
の非晶質状態である膜を設けることにより、容易にプレ
ス面を所望の形状に精密加工することができる。また、
加工層の加工後の膜厚を２０μｍ以下と薄くすることに
より、加工層のプレス面形状が高温度下におけるプレス
圧力により変形することが防止できる。そして、保護層
として、金型全体にＰｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｒ
ｕ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａのうち、少なくとも一種類以上の金
属を含む合金膜を設けることによって、金型の酸化と、
傷を防止し、光学素子との反応を抑制し、多くのプレス
回数に耐えることができる。ここで、加工層は、少なく
とも、その加工層を所望する形状に精密加工するときま
では、非晶質状態であることが必要であるが、保護層形
成後や製作後の金型を使用して高温度下にて光学素子を
プレス成形した後は、結晶化しても金型寿命や成形され
た光学素子の光学性能には何等影響はない。また、好ま
しくは母材と加工層の両者に対して密着性の良好な金
属、炭化物、窒化物あるいは酸化物から選ばれた少なく
とも一つの膜からなる中間層を設けることにより、加工
層が母材から剥離するのを防止できる。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Cemented carbide containing WC as a main component, cermet containing TiN, TiC, Cr 3 C 2 , or Al 2 O 3 as a main component, or Cr, Mo, Ni, Co,
The mechanical strength of the entire mold can be increased by using W, Ti or an alloy containing these metals. Further, as the processing layer, Ni, Ni alloy, Co, Co alloy, Cr, Cr alloy, Ta, Ta alloy, Mo, Mo alloy, Ti, Ti alloy, W, W alloy, which can be easily subjected to precision processing, N
By providing a film in the amorphous state of at least one metal selected from b, Nb alloy, V, V alloy, Cu, Cu alloy, Al, and Al alloy, the pressing surface can be easily formed into a desired shape. Can be precision processed. Also,
By reducing the thickness of the processed layer after processing to 20 μm or less, it is possible to prevent the pressed surface shape of the processed layer from being deformed by the pressing pressure at high temperature. Then, as a protective layer, Pt, Pd, Ir, Rh, Os, R are formed on the entire mold.
By providing an alloy film containing at least one kind of metal among u, Re, W and Ta, oxidation of the mold and
It is possible to prevent scratches, suppress a reaction with an optical element, and endure many pressing times. Here, the processed layer needs to be in an amorphous state at least until the processed layer is precisely processed into a desired shape, but it is necessary to use a mold after forming the protective layer and after manufacturing. After the optical element is press-molded at a high temperature, crystallization does not affect the life of the mold or the optical performance of the molded optical element. Further, preferably, by providing an intermediate layer composed of at least one film selected from metals, carbides, nitrides or oxides having good adhesion to both the base material and the processing layer, the processing layer can be formed as a base material. Can be prevented from peeling off.
【００１８】次に、これらの金型構成を製造する方法と
して、母材のＷＣを主成分とする超硬合金、またはＴｉ
Ｎ、ＴｉＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、Ａｌ2 Ｏ3 を主成分とするサ
ーメット、または、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｔｉ
やそれら金属を含む合金を、所望する最終形状ではな
く、所望の形状に近似した形状に荒加工することによ
り、加工時間の短縮を図るとともに、後の加工層の厚み
を薄くすることができる。その結果、加工コストの低
減、加工層の機械的強度の上昇と加工層の成膜時間の短
縮ができる。また非晶質状態である加工層をメッキ法、
蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法あ
るいは化学蒸着（ＣＶＤ）法により形成することによ
り、膜質が良好、均一で、かつ膜厚を均一にでき、母材
と加工層との密着性を強固なものとすることができる。
そして、その加工層を精密加工することにより、加工性
が悪く、加工時間に長時間を要する母材を直接精密加工
する必要がなく、加工時間の短縮と加工精度の上昇、加
工コストの低減をできる。そして、最後にガラスとの融
着、酸化の防止や金型表面の傷防止を目的として、金型
全体に保護層として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、
Ｒｕ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａのうち、少なくとも一種類以上の
金属を含む合金膜を加工層と同様の方法で形成して作製
することにより、膜質が良好、均一で、かつ膜厚を均一
に出来、加工層と保護層との密着性を強固なものとする
ことが出来る。Next, as a method for manufacturing these mold structures, a cemented carbide containing WC as a main component as a main component, or Ti.
Cermet containing N, TiC, Cr 3 C 2 , or Al 2 O 3 as a main component, or Cr, Mo, Ni, Co, W, Ti
By roughing the alloy or the alloy containing these metals into a shape similar to the desired shape instead of the desired final shape, the processing time can be shortened and the thickness of the subsequent processing layer can be reduced. As a result, the processing cost can be reduced, the mechanical strength of the processed layer can be increased, and the film formation time of the processed layer can be shortened. In addition, the processed layer that is in an amorphous state is plated,
By forming by vapor deposition method, sputtering method, ion plating method or chemical vapor deposition (CVD) method, the film quality is good and uniform, and the film thickness can be made uniform, and the adhesion between the base material and the processing layer is strong. Can be one.
By precisely processing the processing layer, it is not necessary to directly perform precision processing on the base material, which has poor workability and requires a long processing time, which reduces processing time, increases processing accuracy, and reduces processing cost. it can. Finally, Pt, Pd, Ir, Rh, Os, as a protective layer on the entire mold for the purpose of fusion bonding with glass, prevention of oxidation, and prevention of scratches on the mold surface.
By forming an alloy film containing at least one kind of metal among Ru, Re, W, and Ta in the same manner as the processing layer, the film quality can be good and uniform, and the film thickness can be uniform. The adhesion between the processed layer and the protective layer can be made strong.
【００１９】また、中間層を設けた金型構造の作成方法
としては、母材のＷＣを主成分とする超硬合金、あるい
は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、Ａｌ2 Ｏ3 を主成分
とするサーメット、または、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｗ、Ｔｉやそれら金属を含む合金を所望する最終形状で
はなく、所望の形状に近似した形状に荒加工することに
より、加工時間の短縮を図るとともに、後の加工層の厚
みを薄くすることを可能とし、その結果、加工コストの
低減と加工層の機械的強度の上昇、加工層の成膜時間の
短縮を可能にする。そして、その母材上に、母材と後述
する加工層との両者の密着性をより強固にするために中
間層として金属、炭化物、窒化物あるいは、酸化物膜を
メッキ法、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法あるいは化学蒸着（ＣＶＤ）法により形成する
ことにより、膜質が良好、均一で、かつ膜厚を均一に出
来、母材と中間層との密着性を強固なものとすることが
出来る。そして、その中間層上に中間層との密着性が良
好でかつ精密加工を容易に施すことの出来る、Ｎｉある
いはＮｉ合金、ＣｏあるいはＣｏ合金、ＣｒあるいはＣ
ｒ合金、ＴａあるいはＴａ合金、ＭｏあるいはＭｏ合
金、ＴｉあるいはＴｉ合金、ＷあるいはＷ合金、Ｎｂあ
るいはＮｂ合金、ＶあるいはＶ合金、ＣｕあるいはＣｕ
合金、ＡｌあるいはＡｌ合金のいずれかでかつ非晶質状
態である加工層を中間層と同様、メッキ法、蒸着法、ス
パッタリング法、イオンプレーティング法あるいは化学
蒸着（ＣＶＤ）法により形成することにより、膜質が良
好、均一で、かつ膜厚を均一に出来、中間層と加工層と
の密着性を強固なものとすることが出来る。そして、そ
の加工層を精密加工することにより、加工性が悪く、加
工時間に長時間を要する母材を直接精密加工する必要が
なく、加工時間の短縮と加工精度の上昇、加工コストの
低減を可能にする。前記加工層の厚みは、２０μｍ以下
になるよう精密加工するのが好ましい。そして最後にガ
ラスとの融着、酸化の防止や金型表面の傷防止を目的と
して、金型全体に保護層として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒ
ｈ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａのうち、少なくとも一
種類以上の金属を含む合金膜を中間層、加工層と同様の
方法で形成して作製することにより、膜質が良好、均一
で、かつ膜厚を均一に出来、加工層と保護層との密着性
を強固なものとすることが出来る。As a method for producing a mold structure provided with an intermediate layer, a cemented carbide containing WC as a main component as a main component, or TiN, TiC, Cr 3 C 2 , Al 2 O 3 as a main component is used. Cermet or Cr, Mo, Ni, Co,
Rough processing of W, Ti and alloys containing these metals into a shape close to the desired shape rather than the desired final shape shortens the processing time and reduces the thickness of the subsequent processing layer. As a result, the processing cost can be reduced, the mechanical strength of the processed layer can be increased, and the film formation time of the processed layer can be shortened. Then, on the base material, a metal, a carbide, a nitride, or an oxide film as an intermediate layer is formed by a plating method, a vapor deposition method, or a sputtering method in order to further strengthen the adhesion between the base material and a processing layer described later. Method, ion plating method or chemical vapor deposition (CVD) method, the film quality can be good and uniform, the film thickness can be uniform, and the adhesion between the base material and the intermediate layer can be strong. Can be done. Then, Ni or Ni alloy, Co or Co alloy, Cr or C which has good adhesion to the intermediate layer and can be easily subjected to precision processing on the intermediate layer.
r alloy, Ta or Ta alloy, Mo or Mo alloy, Ti or Ti alloy, W or W alloy, Nb or Nb alloy, V or V alloy, Cu or Cu
An alloy, Al or an Al alloy and a processed layer which is in an amorphous state are formed by plating, vapor deposition, sputtering, ion plating or chemical vapor deposition (CVD) as in the intermediate layer. The film quality is good and uniform, and the film thickness can be made uniform, and the adhesion between the intermediate layer and the processed layer can be strengthened. By precisely processing the processing layer, it is not necessary to directly perform precision processing on the base material, which has poor workability and requires a long processing time, which reduces processing time, increases processing accuracy, and reduces processing cost. to enable. It is preferable to perform precision processing so that the processed layer has a thickness of 20 μm or less. Finally, Pt, Pd, Ir, and R are used as protective layers on the entire die for the purpose of fusion bonding with glass, prevention of oxidation, and prevention of scratches on the die surface.
Among the h, Os, Ru, Re, W, and Ta, an alloy film containing at least one kind of metal is formed in the same manner as the intermediate layer and the processed layer to produce a film having good and uniform film quality. Moreover, the film thickness can be made uniform, and the adhesion between the processed layer and the protective layer can be made strong.
【００２０】ここで、加工層を非晶質状態とするのは非
晶質状態は結晶粒界がないため、切削性に優れ、加工工
具の摩耗が少ないためである。以上により、本発明は上
記した金型およびその作製方法によって、従来の課題で
ある金型の加工性（形状精度）、加工コストの問題を解
決し、前述の光学素子のプレス成形用金型材料としての
必要条件を満足する光学素子のプレス成形用金型を容易
にかつ安価に実現できる。さらに、この金型を用いてプ
レス成形することにより、光学性能の良い、高精度な光
学素子を大量にかつ安価に作製することを可能としたも
のである。Here, the working layer is made to be in an amorphous state because the amorphous state has no crystal grain boundaries and thus has excellent machinability and little wear of the working tool. As described above, the present invention solves the conventional problems of moldability (shape accuracy) and processing cost by the above-described mold and its manufacturing method, and the above-mentioned mold material for press molding of an optical element. A die for press-molding an optical element satisfying the above requirement can be easily realized at low cost. Furthermore, by press-molding using this mold, it is possible to manufacture a large number of high-precision optical elements with good optical performance at low cost.
【００２１】（実施例１）図１は本発明の一実施例の金
型の断面図である。図１において、１は母材、２は加工
層、３は保護層である。直径３０ｍｍ、厚さ６ｍｍのＷ
Ｃを主成分とする超硬合金母材１を、曲率半径１４ｍｍ
の凹面形状に最終形状からのずれ量８μｍでダイヤモン
ド砥石を用い研削荒加工した。次にこの母材１上に、加
工層２として、精密加工を容易に施すことの出来るＮｉ
−Ｍｏを主成分とする非晶質合金薄膜を、イオンプレー
ティング法により、厚さ約３０μｍ形成した。ただし、
このときの加工層２表面は、荒加工したままの精度であ
る。その後、この加工層２をダイヤモンドバイトによる
切削加工により高精度に所望の形状に仕上げ、そのとき
の加工層膜厚を９μｍとした。最後に、保護層３として
前記加工層２上にＰｔーＲｈ合金膜をスパッタ法により
膜厚約３μｍ形成した。この結果、プレス面形状は光学
ガラス素子に必要な形状精度［ルート ミーン スクェ
ア（ＲＭＳ）：０．０４λ以下（λは光の波長）］を容
易に達成し、しかも切削加工の容易な非晶質加工層２を
設けることにより、極めて硬い材質を加工する必要がな
く、加工時間が従来の１／１０と大幅に短縮され、安価
に作製できた。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a mold according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a base material, 2 is a processing layer, and 3 is a protective layer. W with a diameter of 30 mm and a thickness of 6 mm
Cemented carbide base material 1 containing C as a main component, with a radius of curvature of 14 mm
The concave shape was subjected to rough grinding using a diamond grindstone with a deviation of 8 μm from the final shape. Next, on the base material 1, as a processing layer 2, Ni which can be easily subjected to precision processing is formed.
An amorphous alloy thin film containing —Mo as a main component was formed to a thickness of about 30 μm by an ion plating method. However,
At this time, the surface of the processed layer 2 has the accuracy of the rough processing. Then, this processed layer 2 was highly accurately finished into a desired shape by cutting with a diamond cutting tool, and the thickness of the processed layer at that time was set to 9 μm. Finally, as the protective layer 3, a Pt-Rh alloy film having a thickness of about 3 μm was formed on the processed layer 2 by the sputtering method. As a result, the press surface shape is an amorphous material that easily achieves the shape accuracy [root mean square (RMS): 0.04λ or less (λ is the wavelength of light)] required for an optical glass element and is easy to cut. By providing the processing layer 2, it was not necessary to process an extremely hard material, the processing time was greatly shortened to 1/10 of the conventional time, and the manufacturing was possible at low cost.
【００２２】また、この金型を用いて、球状のガラス
［ガラス材料：ＳＦ８（鉛系ガラス）］を窒素雰囲気
中、５２０°Ｃでプレス成形したところ、プレス回数が
８０００ショットにおいても、金型にガラスの付着、金
型表面の荒れ、酸化がなく、また、加工層の加工後の膜
厚を９μｍと薄くすることにより、加工層のプレス面形
状が高温度下におけるプレス圧力により変形することが
なく、その結果光学性能良好な光学素子が得られた。Using this mold, a spherical glass [glass material: SF8 (lead glass)] was press-molded at 520 ° C. in a nitrogen atmosphere. There is no glass adhesion, mold surface roughness, or oxidation on the work surface. Also, the press surface shape of the work layer is deformed by the press pressure at high temperature by reducing the processed film thickness to 9 μm. As a result, an optical element having good optical performance was obtained.
【００２３】プレス成形後の加工層２（Ｎｉ−Ｍｏ）の
結晶状態を、Ｘ線回折により調べたところ、その金型製
作直後は非晶質状態であったものの、プレス成形後は結
晶化していた。しかし、その金型寿命、成形された光学
素子の光学性能には何等影響がなかった。When the crystal state of the processed layer 2 (Ni-Mo) after press molding was examined by X-ray diffraction, it was in an amorphous state immediately after the die was manufactured, but crystallized after press molding. It was However, there was no influence on the mold life and the optical performance of the molded optical element.
【００２４】（実施例２）図２において、１は母材、２
は加工層、３は保護層、４は中間層である。実施例１と
同様、直径３０ｍｍ、厚さ６ｍｍのＷＣを主成分とする
超硬合金母材１を、曲率半径１４ｍｍの凹面形状に最終
形状からのずれ量１１μｍで放電加工した。次にこの母
材１上に、中間層４として、ニッケルーコバルト（Ｎｉ
−Ｃｏ）の合金膜を母材表面を洗浄した後、イオンプレ
ーティングにより、膜厚約１μｍにて形成した。(Embodiment 2) In FIG. 2, 1 is a base material and 2 is a base material.
Is a processed layer, 3 is a protective layer, and 4 is an intermediate layer. Similar to Example 1, a cemented carbide base material 1 having a diameter of 30 mm and a thickness of 6 mm and containing WC as a main component was subjected to electric discharge machining into a concave shape having a curvature radius of 14 mm with a deviation amount of 11 μm from the final shape. Next, on the base material 1, nickel-cobalt (Ni
After the surface of the base material was washed, an alloy film of —Co) was formed by ion plating to have a film thickness of about 1 μm.
【００２５】次に、この中間層４上に、加工層２として
中間層４との密着性が良好で精密加工を容易に施すこと
の出来るＮｉ−Ｔａを主成分とする非晶質合金薄膜をス
パッタ法により、厚さ３０μｍ形成した。ただし、この
ときの加工層２表面は、荒加工したままの精度である。
また、中間層４は、加工層２と母材１との密着性をより
強固にするためのものであり、母材１と加工層２とが成
形のプレス圧力に対して剥離、変形することの無い充分
強固な材料の組合せの場合はこの中間層４は無くてもよ
い。その後、この加工層２をダイヤモンドバイトによる
切削加工により高精度に所望の形状に仕上げ、そのとき
の膜厚を１２μｍとした。最後に、保護層３として前記
加工層２上にＰｔ−Ｐｄ合金膜をスパッタ法により膜厚
約３μｍ形成した。この結果、プレス面形状は光学ガラ
ス素子に必要な形状精度（ＲＭＳ０．０４λ以下）を容
易に達成し、しかも、切削加工の容易な非晶質状態加工
層２を設けることにより、極めて硬い材質を加工する必
要なく、加工時間が従来の１／８と大幅に短縮され、安
価に作製できた。また、この金型を用いて、球状のガラ
ス（ガラス材料：ＳＦ８）を窒素雰囲気中、５３０°Ｃ
でプレス成形したところ、プレス回数が６５００ショッ
トにおいても、金型にガラスの付着、金型表面の荒れ、
酸化がなく、また、加工層の加工後の膜厚を１２μｍと
薄くすることにより、加工層のプレス面形状が高温度下
におけるプレス圧力により変形することがなく、その結
果、光学性能が良好な光学素子が得られた。Next, on this intermediate layer 4, an amorphous alloy thin film containing Ni-Ta as a main component, which has good adhesion to the intermediate layer 4 and which can be easily subjected to precision processing, is formed as the processing layer 2. A thickness of 30 μm was formed by the sputtering method. However, the surface of the processed layer 2 at this time has the accuracy of the rough processing.
Further, the intermediate layer 4 is for further strengthening the adhesion between the processing layer 2 and the base material 1, and the base material 1 and the processing layer 2 are separated and deformed with respect to the molding press pressure. The intermediate layer 4 may be omitted in the case of a combination of sufficiently strong materials having no Thereafter, the processed layer 2 was highly accurately finished into a desired shape by cutting with a diamond cutting tool, and the film thickness at that time was set to 12 μm. Finally, a Pt-Pd alloy film was formed as the protective layer 3 on the processed layer 2 by a sputtering method to a film thickness of about 3 μm. As a result, the press surface shape can easily achieve the shape accuracy (RMS 0.04λ or less) required for the optical glass element, and by providing the amorphous state processed layer 2 which is easy to cut, an extremely hard material can be obtained. The processing time was significantly shortened to 1/8 of the conventional one without the need for processing, and it was possible to manufacture at low cost. Further, using this mold, spherical glass (glass material: SF8) was heated at 530 ° C. in a nitrogen atmosphere.
When press molding was performed with, even when the number of presses was 6,500, glass adhered to the mold, the mold surface was roughened,
There is no oxidation, and by making the processed layer as thin as 12 μm after processing, the press surface shape of the processed layer is not deformed by the pressing pressure at high temperature, and as a result, good optical performance is obtained. An optical element was obtained.
【００２６】なお本発明を説明するために実施例におい
て母材としてＷＣを主成分とする超硬合金を用いた金型
構成を例に挙げたが、その他のＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｃｒ3
Ｃ2、Ａｌ2 Ｏ3 を主成分とするサーメット、またはＣ
ｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｔｉやそれら金属を含む合
金を用いても同様な機械的強度を有する金型を得られ
た。また、中間層としてＮｉ−Ｃｏ合金膜、加工層とし
て切削加工可能なＮｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｔａの非晶質状態
合金膜、保護層としてＰｔ−Ｒｈ、Ｐｔ−Ｐｄ合金膜を
用いたが、中間層として、その他の母材と加工層の両者
に対して密着性良好な金属、炭化物、窒化物または酸化
物を用いても、加工層が母材から剥離するといった問題
はない。そして、加工層として精密加工可能な、その他
のＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｃｒ、Ｃｒ合金、
Ｔａ、Ｔａ合金、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、
Ｗ、Ｗ合金、Ｎｂ、Ｎｂ合金、Ｖ、Ｖ合金、Ｃｕ、Ｃｕ
合金、Ａｌ、Ａｌ合金のいずれかでかつ非晶質状態であ
る膜を用いても、容易にプレス面を精密加工することを
可能にし、かつ加工層の膜厚を薄くすることにより、加
工層のプレス面形状が高温度下におけるプレス圧力によ
り変形することはない。また、保護層として、その他の
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａ
のうち、少なくとも一種類以上の金属を含む合金膜を用
いても、金型の酸化、傷の発生、光学素子の融着といっ
た問題はない。また、母材の荒加工も、研削加工、放電
加工だけでなくその他の加工方法を用いても同様の加工
精度が得られた。そしてこのことにより、金型コストを
著しく低下させ、さらに高融点の光学ガラスレンズを大
量にかつ安価にプレス成形することが可能となった。In order to explain the present invention, a mold structure using a cemented carbide containing WC as a main component was given as an example in the examples, but other TiN, TiC, Cr 3 are used.
Cermet mainly composed of C 2 or Al 2 O 3 , or C
Using r, Mo, Ni, Co, W, Ti and alloys containing these metals, a mold having similar mechanical strength was obtained. Further, the Ni-Co alloy film was used as the intermediate layer, the machinable Ni-Mo and Ni-Ta amorphous state alloy film was used as the processing layer, and the Pt-Rh and Pt-Pd alloy films were used as the protective layer. Even if a metal, a carbide, a nitride or an oxide having good adhesion to both the base material and the processed layer is used as the intermediate layer, there is no problem that the processed layer is separated from the base material. Then, other Ni, Ni alloy, Co, Co alloy, Cr, Cr alloy, which can be precision processed as a processing layer,
Ta, Ta alloy, Mo, Mo alloy, Ti, Ti alloy,
W, W alloy, Nb, Nb alloy, V, V alloy, Cu, Cu
Even if an amorphous film of any of alloy, Al, and Al alloy is used, it is possible to easily perform precision processing on the press surface and reduce the thickness of the processing layer The shape of the pressed surface of No. 1 is not deformed by the pressing pressure at high temperature. Further, as a protective layer, other Pt, Pd, Ir, Rh, Os, Ru, Re, W, Ta
Among them, even if the alloy film containing at least one kind of metal is used, there is no problem such as oxidation of the mold, generation of scratches, and fusion of the optical element. In addition, rough machining of the base material was not limited to grinding and electric discharge machining, and similar machining accuracy was obtained by using other machining methods. As a result, the die cost can be remarkably reduced, and a large amount of high melting point optical glass lenses can be press-molded at low cost.
【００２７】また、加工層は少なくともその加工層を所
望する形状に精密加工するときまでは、非晶質状態であ
ることが必要であるが、保護層形成後や製作後の金型を
使用して高温度にて光学素子をプレス成形した後は結晶
化しても金型寿命、成形された光学素子の光学性能には
影響がない。Further, the processed layer needs to be in an amorphous state at least until the processed layer is precisely processed into a desired shape. Even if the optical element is crystallized after press molding at a high temperature, the life of the mold and the optical performance of the molded optical element are not affected.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、母
材上に前記母材と密着して非晶質状態である加工層を備
え、前記加工層上に前記加工層と密着して白金（Ｐ
ｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、および
タンタル（Ｔａ）から選ばれる少なくとも一種類の金属
を含む合金からなる保護層を形成したことにより、プレ
ス成形法により光学性能が良好で高精度な光学素子の成
形を可能にするためのプレス成形用金型を容易にかつ安
価に実現できる。As described above, according to the present invention, a working layer that is in an amorphous state and is in close contact with the base material is provided on the base material, and the working layer is in close contact with the processing layer. Platinum (P
t), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (R
u), rhenium (Re), tungsten (W), and tantalum (Ta) form a protective layer made of an alloy containing at least one metal, so that the press molding method provides good optical performance and high precision. It is possible to easily and inexpensively realize a press-molding die that enables molding of various optical elements.
【００２９】また、好ましくは母材と加工層の両者に対
して密着性の良好な金属、炭化物、窒化物あるいは酸化
物から選ばれた少なくとも一つの膜からなる中間層を設
けたという好ましい構成の金型では、加工層が母材から
剥離するのを防止でき、金型の耐久性が増し、金型寿命
が延びる。In addition, preferably, an intermediate layer comprising at least one film selected from metals, carbides, nitrides or oxides having good adhesion to both the base material and the processed layer is provided. In the mold, the processed layer can be prevented from peeling from the base material, the durability of the mold is increased, and the mold life is extended.
【００３０】次に本発明の製造方法によれば、母材を所
望する形状に近似した形状に加工し、前記母材上に非晶
質状態の加工層をメッキ法、蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法、および化学蒸着（ＣＶ
Ｄ）法から選ばれる少なくとも一つの方法により形成
し、次に前記加工層を所望する形状に精密加工し、次に
前記加工層上に保護層として白金（Ｐｔ）、パラジウム
（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、オ
スミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、タングステン（Ｗ）、およびタンタル（Ｔａ）か
ら選ばれる少なくとも一種類の金属を含む合金膜をメッ
キ法、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティン
グ法、および化学蒸着（ＣＶＤ）法から選ばれる少なく
とも一つの方法により形成することにより、前記金型を
効率良く合理的に製造することができ、その結果安価に
製造できる。さらに中間層を設ける製造方法でも、製造
コストはほとんど変わらず、従来に比べて長寿命の金型
を作成できる。Next, according to the manufacturing method of the present invention, the base material is processed into a shape close to a desired shape, and a processed layer in an amorphous state is formed on the base material by a plating method, a vapor deposition method, a sputtering method, Ion plating method and chemical vapor deposition (CV
D) is formed by at least one method, then the processed layer is precision processed into a desired shape, and then platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (as a protective layer is formed on the processed layer as a protective layer. Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (R
e), an alloy film containing at least one metal selected from tungsten (W) and tantalum (Ta) is selected from a plating method, a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a chemical vapor deposition (CVD) method. By forming the mold by at least one method, the mold can be manufactured efficiently and rationally, and as a result, the mold can be manufactured at low cost. Further, the manufacturing method in which the intermediate layer is provided hardly changes the manufacturing cost, and a mold having a longer life than the conventional one can be manufactured.
【図１】本発明の一実施例の光学素子のプレス成形用金
型の断面概略図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a press molding die for an optical element according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例の中間層を有する光学素子の
プレス成形用金型の断面概略図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a press molding die for an optical element having an intermediate layer according to an embodiment of the present invention.
１ 母材 ２ 加工層 ３ 保護層 ４ 中間層 1 Base material 2 Processing layer 3 Protective layer 4 Intermediate layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 正二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Shoji Nakamura 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (6)
を主成分とする超硬合金、またはチタンナイトライド
（ＴｉＮ）、チタンカーバイド（ＴｉＣ）、クロムカー
バイド（Ｃｒ3 Ｃ2 ）、もしくはアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）を主成分とするサーメット、またはクロム（Ｃ
ｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバル
ト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）また
は前記金属を含む合金を用い、前記母材上に前記母材と
密着して非晶質状態である加工層を備え、前記加工層上
に前記加工層と密着して白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミ
ウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、タングステン（Ｗ）、およびタンタル（Ｔａ）か
ら選ばれる少なくとも一種類の金属を含む合金からなる
保護層を形成した光学素子のプレス成形用金型。1. A tungsten carbide (WC) base material.
Carbide containing as a main component, titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), or alumina (Al
Cermet mainly composed of 2 O 3 ) or chromium (C
r), molybdenum (Mo), nickel (Ni), cobalt (Co), tungsten (W), titanium (Ti) or an alloy containing the above metal, and is amorphous by being in close contact with the above base material on the above base material. A processing layer that is in a quality state, and is provided on the processing layer in close contact with the processing layer such as platinum (Pt) or palladium (P
d), iridium (Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (R
A die for press molding of an optical element, which has a protective layer formed of an alloy containing at least one metal selected from e), tungsten (W), and tantalum (Ta).
層と密着して金属、炭化物、窒化物および酸化物から選
ばれる少なくとも一つの膜からなる中間層を備えた請求
項１に記載の光学素子のプレス成形用金型。2. An intermediate layer, which is formed between at least one film selected from metals, carbides, nitrides and oxides and is in close contact with the base material and the processed layer, between the base material and the processed layer. A mold for press-molding the optical element according to.
を主成分とする超硬合金、またはチタンナイトライド
（ＴｉＮ）、チタンカーバイド（ＴｉＣ）、クロムカー
バイド（Ｃｒ3 Ｃ2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成
分とするサーメット、またはクロム（Ｃｒ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タ
ングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）または前記金属を含
む合金を所望する形状に近似した形状に加工し、前記母
材上に非晶質状態の加工層をメッキ法、蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法、および化学蒸着
（ＣＶＤ）法から選ばれる少なくとも一つの方法により
形成し、次に前記加工層を所望する形状に精密加工し、
次に前記加工層上に保護層として白金（Ｐｔ）、パラジ
ウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニ
ウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、およびタンタル
（Ｔａ）から選ばれる少なくとも一種類の金属を含む合
金膜をメッキ法、蒸着法、スパッタリング法、イオンプ
レーティング法、および化学蒸着（ＣＶＤ）法から選ば
れる少なくとも一つの方法により形成する光学素子のプ
レス成形用金型の製造方法。3. A tungsten carbide (WC) base material.
Cemented carbide containing as main component, titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), chrome carbide (Cr 3 C 2 ), cermet containing alumina (Al 2 O 3 ) as main component, or chromium (Cr) ), Molybdenum (Mo), nickel (Ni), cobalt (Co), tungsten (W), titanium (Ti) or an alloy containing the above metal is processed into a shape approximate to a desired shape, and is not formed on the base material. A processed layer in a crystalline state is formed by at least one method selected from a plating method, a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a chemical vapor deposition (CVD) method, and then the processed layer is precisely formed into a desired shape. Processed,
Next, platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (R) as a protective layer on the processed layer.
h), an osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (Re), tungsten (W), and an alloy film containing at least one metal selected from tantalum (Ta), a plating method, a vapor deposition method, a sputtering method, A method for manufacturing a die for press molding of an optical element, which is formed by at least one method selected from an ion plating method and a chemical vapor deposition (CVD) method.
窒化物および酸化物から選ばれる少なくとも一つの膜か
らなる中間層をメッキ法、蒸着法、スパッタリング法、
イオンプレーティング法、および化学蒸着（ＣＶＤ）法
から選ばれる少なくとも一つの方法により形成する請求
項３に記載の光学素子のプレス成形用金型の製造方法。4. A metal, a carbide, a metal, between the base material and the processed layer,
An intermediate layer consisting of at least one film selected from nitrides and oxides is plated, vapor deposition, sputtering,
The method for producing a press-molding die for an optical element according to claim 3, which is formed by at least one method selected from an ion plating method and a chemical vapor deposition (CVD) method.
項１，２，３または４に記載の光学素子のプレス成形用
金型およびその製造方法。5. The press-molding die for an optical element according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the thickness of the processed layer is 20 μm or less, and a method for producing the die.
（Ｎｉ）合金、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃｏ）合
金、クロム（Ｃｒ）、クロム（Ｃｒ）合金、タンタル
（Ｔａ）、タンタル（Ｔａ）合金、モリブデン（Ｍ
ｏ）、モリブデン（Ｍｏ）合金、チタン（Ｔｉ）、チタ
ン（Ｔｉ）合金、タングステン（Ｗ）、タングステン
（Ｗ）合金、ニオブ（Ｎｂ）、ニオブ（Ｎｂ）合金、バ
ナジウム（Ｖ）、バナジウム（Ｖ）合金、銅（Ｃｕ）、
銅（Ｃｕ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、およびアルミ
ニウム（Ａｌ）合金から選ばれる少なくとも一つの金属
からなる請求項１，２，３または４に記載の光学素子の
プレス成形用金型およびその製造方法。6. The processed layer has nickel (Ni), nickel (Ni) alloy, cobalt (Co), cobalt (Co) alloy, chromium (Cr), chromium (Cr) alloy, tantalum (Ta), tantalum (Ta). ) Alloy, molybdenum (M
o), molybdenum (Mo) alloy, titanium (Ti), titanium (Ti) alloy, tungsten (W), tungsten (W) alloy, niobium (Nb), niobium (Nb) alloy, vanadium (V), vanadium (V) ) Alloy, copper (Cu),
The mold for press molding of an optical element according to claim 1, 2, 3 or 4, which comprises at least one metal selected from a copper (Cu) alloy, aluminum (Al), and an aluminum (Al) alloy, and a method for manufacturing the same. .
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31618893A JPH07172849A (en) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | Mold for press-forming optical element and its production |
| DE69421414T DE69421414T2 (en) | 1993-07-28 | 1994-07-28 | Press mold for pressing optical elements and their manufacturing process and use |
| US08/281,690 US5700307A (en) | 1993-07-28 | 1994-07-28 | Die for press-molding optical elements |
| EP96120390A EP0768281B1 (en) | 1993-07-28 | 1994-07-28 | Die for press-molding optical elements and methods of manufacturing and using the same |
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| DE69421550T DE69421550T2 (en) | 1993-07-28 | 1994-07-28 | Press mold for pressing optical elements and their manufacturing process and use |
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-
1993
- 1993-12-16 JP JP31618893A patent/JPH07172849A/en active Pending
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