JP2006002248A

JP2006002248A - 硬化白金装飾品

Info

Publication number: JP2006002248A
Application number: JP2004348831A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Murata; 敬昭村田
Original assignee: Kuwayama KK
Current assignee: Kuwayama KK
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-12-01
Also published as: HK1089213A1; JP4575760B2

Abstract

【課題】Ｐｔ１０００は、財務省造幣局品位検定基準に合致する高品位を保ち、高硬度を有することにより、割れ、変形等が無く、鏡面性が得られ、そして、着用時に疵が付き難くい硬化高純度白金装飾品の提供、また、従来のＰｔ９００などに到っては同等以上の硬度を有して、鏡面性、疵が付き難くい硬化白金合金装飾品を極めて低コストで提供する。
【解決手段】純白金及び白金合金の装飾品をセラミックス１種または２種以上と同時に電気炉または誘導加熱炉で、不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼することによって得られた炭素（Ｃ）雰囲気中にて５００℃〜１７００℃にて２分〜４０時間熱処理し任意の１種または２種以上のセラミックス構成元素を拡散浸透させることによって、表層のみ硬化させた高硬度、高変形強度を有する装飾品が得られる。

Description

本発明は、純白金及び白金合金の表面に白金の硬化に有効な元素を拡散浸透させ、白金の表面に硬化層を形成して疵を付き難くした装飾品に関するものである。

従来、装飾用としての白金材料は９９.９５％以上の白金にパラジウム、銅など金属元素を添加した合金で構成されるＰｔ８５０、Ｐｔ９００、Ｐｔ９５０の白金合金が主流を占めているが、近年、前記白金合金のものよりもＰｔ１０００の装飾品が消費者の好感度が高いのが現状である。

前記白金合金も含めて、指輪など、装着時、表面に疵が付きにくい高硬度を有した装飾品ほど市場性は有るが、その中でも特にＰｔ１０００は柔らかく（硬さがＨｖ＝６０）表面に損傷を受けやすい問題があった。

前記Ｐｔ１０００改善策例として、予め純度９９．９５重量％のＰｔに元素Ｂを添加したＰｔ−Ｂ合金を作製し、次いで、Ｓｉ酸化物から構成されるルツボを用いて前記Ｐｔ−Ｂ合金を溶解することにより、前記Ｓｉ酸化物の一部Ｂを用いて還元して、Ｓｉを前記Ｐｔ−Ｂ合金に添加して作製されるＰｔ１０００のホールマークの認定基準に合致する装身具用高純度白金合金を得る方法がある（例えば特許文献１参照。）。

しかしながら、前記の方法をロストワックス鋳造にて指輪を製造した場合、高硬度になるにしたがい指輪に割れが発生しやすく、手直しコストが高くなる問題がある。

また、白金合金の硬度を高くする従来技術として、時計外装部品の製造方法において、白金合金の組成は白金、銅或いは白金、パラジウム、銅からなる白金合金の外装部品をあらかじめホウ素単独或いはホウ素とシリコンを複合で拡散浸透させ硬化させる方法がある（例えば特許文献２参照。）。

更にプラチナを少なくとも８５重量％含有したプラチナジュエリーにアルミニウム、ジルコニウム、クロム、チタンの金属元素をＣＶＤ（科学的蒸着）にて拡散浸透させ、表面層に金属間化合物を形成させて硬化させる技術が特許第３０４８８３３号公報の従来技術覧に欧州の特許文献とする記述がある（例えば特許文献３参照。）。

特許第３１００８６４号公報特開平０９−０２６４８５号公報欧州特許出願公開第０２７４２３９号明細書

本発明は上記のような従来技術に鑑みて、解決しようとする問題点として、純白金のＰｔ１０００は、財務省造幣局品位検定基準に合致する高品位を保ち、高硬度を有することにより、割れ、変形等が無く、鏡面性が得られ、そして、着用時に疵が付き難くい硬化高純度白金装飾品の提供、また、白金合金のＰｔ９００などに到っては同等以上の硬度を有して、鏡面性、疵が付き難くい硬化白金合金装飾品を極めて低コストで提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、純白金（白金を９９．９５重量％含有）及び白金合金（白金を８５重量％以上含有し、１５重量％までの白金を除く貴金属及びＣｕ、Ｉｎ、Ｃｏの群から選ばれる１種以上の金属を含有）の装飾品を、炭素（Ｃ）または窒化（Ｎ）雰囲気にて電気炉または誘導加熱炉を用い、５００℃〜１７００℃にて２分〜４０時間熱処理し、炭素（Ｃ）または窒素（Ｎ）を純白金及び白金合金表層部へ拡散浸透させることによって、表層のみ硬化させた高硬度、高変形強度を有することを特徴としている。

請求項２の発明は純白金（白金を９９．９５重量％含有）及び白金合金（白金を８５重量％以上含有し、１５重量％までの白金を除く貴金属及びＣｕ、Ｉｎ、Ｃｏの群から選ばれる１種以上の金属を含有）の装飾品を、Ａｌ_２Ｏ_３，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，ＺｒＯ_２，ＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＣａＯ，ＢｅＯまたはＴｈＯ_２の中から選ばれる１種または２種以上のセラミックスと同時に、電気炉または誘導加熱炉にて、不活性ガス中で炭素（Ｃ）を燃焼させることによって得られる炭素（Ｃ）雰囲気中で、５００℃〜１７００℃にて２分〜４０時間熱処理することにより、炭素（Ｃ）の還元作用により分解されたセラミックスの任意の１種または２種以上の元素を純白金及び白金合金表層部へ拡散浸透させることによって、表層のみ硬化させた高硬度、高変形強度を有することを特長としている。

以上説明したように、請求項１の純白金及び白金合金の装飾品を、硬化に有効な元素である炭素（Ｃ）または窒化（Ｎ）雰囲気にて電気炉または誘導加熱炉を用い、５００℃〜１７００℃にて２分〜４０時間熱処理し、炭素（Ｃ）または窒素（Ｎ）を純白金及び白金合金表層部へ拡散浸透させることによって表層のみ硬化させた硬化純白金装飾品は、財務省造幣局品位検定基準に合致する高品位を保ち、ポンチ加工等による割れの発生が皆無であり、変形等には耐えうる強度が確保できた。また、高硬度を有することにより鏡面性が得られ、そして、着用時に疵が付き難くいという目的を達成した。また、硬化白金合金装飾品に関してもポンチ加工等による割れの発生、変形等、鏡面性、疵の付き具合は前記硬化高純度白金装飾品を上回る良い結果が得られた商品の提供が可能となった。

請求項２の純白金及び白金合金の装飾品をＡｌ_２Ｏ_３，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，ＺｒＯ_２，ＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＣａＯ，ＢｅＯまたはＴｈＯ_２の中から選ばれる１種または２種以上のセラミックスと同時に電気炉または誘導加熱炉で、不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼することによって得られた炭素（Ｃ）雰囲気中にて５００℃〜１７００℃にて２分〜４０時間熱処理し、炭素（Ｃ）によって分解された任意の１種または２種以上のセラミックス構成元素を拡散浸透させることによって表層のみ硬化させた硬化純白金装飾品は、財務省造幣局品位検定基準に合致する高品位を保つと共に、高硬度を有することにより鏡面性が得られ、そして、着用時に疵が付き難くく、ポンチ加工等による割れの発生が皆無であり、変形等には耐えうる強度の確保という目的を達成した。また、硬化白金合金装飾品に関してもポンチ加工等による割れの発生は無く、硬度、変形等、鏡面性、疵の付き具合にいたっては熱処理前の白金合金装飾品を上回る良い結果が得られた。

以下において、本発明の実施形態を実施例にて説明する。実施において硬度の測定はＡＫＡＳＩ製ビッカース硬度計ＭＶＫ−Ｅを用い、圧縮試験（変形強度）はＳＨＩＭＡＤＺＵ製引張り試験機ＡＧＳ−５００ＮＤを用いた。また、試料として各１０個用い、硬化処理の実施は温度、時間を変えて各５回〜１０回行い、表面硬度Ｈｖ＝２００以上得られた実施形態を下記実施例とし、測定数値は該個数の平均値を記述した。

ロストワックス鋳造で製作したＰｔ１０００の指輪を試料として、誘導加熱炉で炭素（Ｃ）雰囲気中にて１２００℃で２０時間過熱して拡散浸透処理を行った。処理後、Ｐｔ１０００の指輪を取り出し、磁気研磨で荒仕上げした後、バフにて鏡面研磨した。研磨の済んだＰｔ１０００指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面をＡＫＡＳＩ製ビッカース硬度計ＭＶＫ−Ｅにてビッカース硬度を測定した。表面硬度でＨｖ＝２３７を示し、内部に行くに従って硬度は減少し、約２５０μｍまで内部に入った位置で浸透処理前硬度と同等のＨｖ＝６０を示した。また、ＳＨＩＭＡＤＺＵ製引張り試験機ＡＧＳ−５００ＮＤにて圧縮試験（変形強度）を行ったところ、拡散浸透処理をしていない同形状のものが4ｋｇｆという変形強度を示したのに対し、拡散浸透処理を行ったものは１１ｋｇｆと約２．５倍の変形強度を示しており拡散浸透処理前よりはるかに高い表面硬度と変形強度を持つと共に財務省造幣局品位検定基準を満たすＰｔ１０００の指輪が得られた。下記の表１に炭素（Ｃ）拡散浸透処理を行った時の試料表面から内部への硬さ（Ｈｖ）の変化をマイクロビッカース硬度計で測定した実施例１の結果を示した。

バフで鏡面仕上げしたＰｔ９５０指輪試料を電気炉にて炭素（Ｃ）雰囲気中、１５００℃で０.５時間加熱し、拡散浸透処理を行った。浸透処理後、バフにて製品レベルまで鏡面研磨の済んだＰｔ９５０指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ試料表面でＨｖ＝２３７を示し内部へ行くにしたがって硬度は減少し試料表面より約２５０μｍの位置で熱処理前の硬度と同等のＨｖ＝１０５を示した。また、変形強度を測定したところ、１２ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約２倍の変形強度を示した。下記の表２に炭素（Ｃ）拡散浸透処理を行った時の試料表面から内部への硬さ（Ｈｖ）の変化をマイクロビッカース硬度計で測定した実施例２の結果を示した。

バフで鏡面仕上げしたＰｔ９００指輪試料を誘導加熱炉にて炭素（Ｃ）雰囲気中、１４００℃で１５時間加熱し、拡散浸透処理を行った。処理後、バフにて製品レベルまで鏡面研磨した。鏡面研磨の済んだＰｔ９００指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ試料表面でＨｖ＝２４７を示し試料表面から内部に行くにしたがって硬度は減少し試料表面より約２５０μｍの位置で熱処理前硬度と同等のＨｖ＝１１５を示した。また、変形強度を測定したところ、１５ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約３倍の変形強度を示した。下記の表３に炭素（Ｃ）拡散浸透処理を行った時の試料表面から内部への硬さ（Ｈｖ）の変化をマイクロビッカース硬度計で測定した実施例３の結果を示した。

バフ研磨により鏡面仕上げしたＰｔ１０００ペンダント試料を誘導加熱炉にて窒化（Ｎ）雰囲気中、１４００℃で２５時間加熱し、拡散浸透処理を行った。処理後、バフにて製品レベルまで鏡面研磨した。鏡面研磨の済んだＰｔ１０００ペンダント試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ試料表面で、Ｈｖ＝２２８を示し、試料表面から内部に行くにしたがって硬度は減少し試料表面より約２００μｍの位置で熱処理前と同等のＨｖ＝６０を示した。また、財務省造幣局品位検定を受けたところ基準を満たすことができた。

バフ研磨により鏡面仕上げしたＰｔ９５０指輪試料を電気炉にて窒化（Ｎ）雰囲気中、１１００℃で４０時間加熱し、拡散浸透処理を行った。処理後、バフにて製品レベルまで鏡面研磨した。鏡面研磨の済んだＰｔ９５０指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ試料表面で、Ｈｖ＝２６２を示し、試料表面から内部に行くに従って硬度は減少し試料表面より約２００μｍの位置で熱処理前硬度と同等のＨｖ＝１１６を示した。また、変形強度を測定したところ、１３ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約２．５倍の変形強度を示した。

バフ研磨により鏡面仕上げしたＰｔ９００ペンダント試料を電気炉にて窒化（Ｎ）雰囲気中、１３００℃で３０時間加熱し、拡散浸透処理を行った。処理後、バフにて製品レベルまで鏡面研磨した。鏡面研磨の済んだＰｔ９００ペンダント試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ試料表面で、Ｈｖ＝２５７を示し、試料表面から内部に行くに従って硬度は減少し試料表面より約２００μｍの位置で熱処理前硬度と同等のＨｖ＝１０９を示した。

バフ研磨により鏡面仕上げしたＰｔ１０００の指輪とＭｇＯを同時に誘導加熱炉にて不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼させて得られた炭素（Ｃ）雰囲気中にて１５００℃で１０時間加熱して拡散浸透処理を行った。処理後、Ｐｔ１０００の指輪を取り出し、磁気研磨で荒仕上げした後、バフにて鏡面研磨をした。研磨の済んだＰｔ１０００指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面のビッカース硬度を測定した。面硬度でＨｖ＝２３７を示し、内部に行くに従って硬度は減少し、約２５０μｍまで内部に入った位置で浸透処理前硬度と同等のＨｖ＝６３を示した。また、変形強度を測定したところ、１３ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約２．５倍の変形強度を示しており、拡散浸透処理前よりはるかに高い表面硬度と変形強度を有すると共に財務省造幣局品位検定基準を満たすＰｔ１０００の指輪が得られた。

バレル研磨により荒仕上げしたＰｔ９００の指輪とＭｇＯを同時に誘導加熱炉にて不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼することによって得られる炭素（Ｃ）雰囲気中にて１４００℃で１０時間加熱して拡散浸透処理を行った。処理後Ｐｔ９００の指輪を製品レベルまでバフにて鏡面研磨した。研磨の済んだＰｔ９００指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ表面硬度でＨｖ＝２４５を示し、内部にいくにしたがって硬度は減少し約２５０μｍまで内部に入った位置で浸透処理前硬度と同等のＨｖ＝１０７を示した。また、変形強度を測定したころ、１４ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約２倍の変形強度を示した。

バフ研磨により鏡面仕上げしたＰｔ１０００の指輪試料をＡｌ_２Ｏ_３と同時に電気炉にて不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼させることによって得られる炭素（Ｃ）雰囲気中にて１５００℃で１５時間加熱して拡散浸透処理を行った。処理後、バフにて製品レベルまで鏡面研磨した。研磨の済んだＰｔ１０００指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ、表面硬度でＨｖ＝２２３を示し、内部にいくにしたがって硬度は減少し、約２５０μｍまで内部に入った位置で浸透処理前硬度と同等のＨｖ＝６５を示した。また、変形強度を測定したところ、１１ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約２倍の変形強度を示した。

バレル研磨により荒仕上げしたＰｔ９５０の指輪をＡｌ_２Ｏ_３と同時に電気炉にて不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼させることによって得られる炭素（Ｃ）雰囲気中にて１３００℃で３０時間加熱して拡散浸透処理を行った。処理後、バフにて製品レベルまで鏡面研磨した。研磨の済んだＰｔ９５０指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ、表面硬度でＨｖ＝２１６を示し、内部にいくにしたがって硬度は減少し、約２５０μｍまで内部に入った位置で浸透処理前硬度と同等のＨｖ＝１１５を示した。また、変形強度を測定したところ、１１ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約２倍の変形強度を示した。

バフにより鏡面仕上げしたＰｔ１０００指輪試料をＺｒＯ_２，ＣａＯと同時に電気炉にて不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼させることによって得られる炭素（Ｃ）雰囲気中にて１５００℃で１時間加熱して拡散浸透処理を行った。処理後、Ｐｔ１０００指輪試料をバフにて製品レベルまで鏡面研磨した。研磨の済んだＰｔ１０００指輪試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ、表面硬度でＨｖ＝２１２を示し、内部にいくにしたがって硬度は減少し試料表面より約２５０μｍの位置で熱処理前硬度と同等のＨｖ＝５８を示した。また、変形強度を測定したところ、１２ｋｇｆと拡散浸透処理を行っていない同形状のものより約２倍の変形強度を示しており、拡散浸透処理前よりはるかに高い表面硬度と変形強度を有すると共に財務省造幣局品位検定基準を満たすＰｔ１０００の指輪が得られた。

バフにより鏡面仕上げしたＰｔ９００ペンダント試料をＺｒＯ_２，ＣａＯと同時に電気炉にて不活性ガス雰囲気中で炭素（Ｃ）を燃焼させることによって得られる炭素（Ｃ）雰囲気中にて１１００℃で１０時間加熱して拡散浸透処理を行った。処理後、Ｐｔ９００ペンダント試料をバフにて製品レベルまで鏡面研磨した。研磨の済んだＰｔ９００ペンダント試料を厚み方向に切断しその断面を研磨後、該断面の硬度を測定したところ、表面硬度でＨｖ＝２０３を示し、内部にいくにしたがって硬度は減少し試料表面より約２５０μｍの位置で熱処理前硬度と同等のＨｖ＝１０２を示した。

以下に本発明の硬化白金装飾品を得る実施例１〜実施例１２の硬化処理実施結果を表４に示し、その結果、表より明らかな如く、内部硬度に比べて表面硬度が高い数値を示している。

また、Ｆｅ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＢｅＯまたはＴｈＯ_２のセラミックスにおいても実施例７〜１２で示した方法・条件で、同様の効果が得られた。

Claims

純白金及び白金合金の装飾品を、炭素（Ｃ）または窒化（Ｎ）雰囲気にて電気炉または誘導加熱炉を用い、５００℃〜１７００℃にて２分〜４０時間熱処理し、炭素（Ｃ）または窒素（Ｎ）を純白金及び白金合金表層部へ拡散浸透させることによって、表層のみ硬化させた高硬度、高変形強度を有することを特徴とした硬化白金装飾品。
純白金及び白金合金の装飾品を、Ａｌ_２Ｏ_３，Ｆｅ_２Ｏ_３，ＭｇＯ，ＺｒＯ_２，ＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，Ｃｒ_２Ｏ_３，ＣａＯ，ＢｅＯまたはＴｈＯ_２の中から選ばれる１種または２種以上のセラミックスと同時に、電気炉または誘導加熱炉にて、不活性ガス中で炭素（Ｃ）を燃焼させることによって得られる炭素（Ｃ）雰囲気中で、５００℃〜１７００℃にて２分〜４０時間熱処理することにより、炭素（Ｃ）の還元作用により分解されたセラミックスの任意の１種または２種以上の元素を純白金及び白金合金表層部へ拡散浸透させることによって、表層のみ硬化させた高硬度、高変形強度を有することを特長とした硬化白金装飾品。