JP2011132569A

JP2011132569A - プラチナ合金及びそれを用いた装飾品

Info

Publication number: JP2011132569A
Application number: JP2009292483A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kataoka; 明彦片岡; Yuichi Nishigaki; 雄一西垣
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-07-07

Abstract

【課題】硬度が高くなると鋳造性が低下し、鋳造時の凝固収縮に伴う引け巣、ガス吸収によるピンホールやクラック等が発生するおそれがあった。
【解決手段】Ｐｔを主成分とし、Ｉｎと、ＣｏおよびＮｉから選ばれる一種以上の元素とを含有すること。
【選択図】なし

Description

本発明はプラチナ合金及びそれを用いた装飾品に関するものである。

装飾品として利用されているプラチナ合金は柔らかく、傷が付き易く、強度が低く変形し易すい。

したがって鋳造品においては、その硬度を向上させるためにＩｎと、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｃｕの元素を含有させたプラチナ合金が提案されていた（特許文献１参照）。

特開２００５−２９８７９号公報

しかしながら特許文献１では、鋳造時の凝固収縮に伴う引け巣、ガス吸収によるピンホールやクラック等が発生するおそれがあったため、外観上優れた装飾品を鋳造できない場合がある。

上記に鑑みて本発明のプラチナ合金は、Ｐｔを主成分とし、Ｉｎと、ＣｏおよびＮｉから選ばれる一種以上の元素とを含有するものである。

さらに、前記Ｐｔが９０．０〜９９．６重量％含まれることを特徴とするものである。

さらに、前記Ｉｎが０．３〜５重量％含まれることを特徴とするものである。

さらに、前記元素が合計で０．１〜５重量％含まれることを特徴とするものである。

さらに、ビッカース硬度が１３０ＨＶ以上であることを特徴とするものである。

そして、本発明の装飾品は前記プラチナ合金を用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、Ｐｔを主成分とし、Ｉｎと、ＣｏおよびＮｉから選ばれる一種以上の元素とを含有することで、高いプラチナ品位を維持するとともに、鋳造時の凝固収縮に伴う引け巣、ガス吸収によるピンホールやクラック等が発生することを低減し、かつ、高い硬度を有することができる。

以下、本発明のプラチナ合金の各実施形態について説明をする。

本発明のプラチナ合金の一実施形態は、Ｐｔを主成分とし、Ｉｎと、ＣｏおよびＮｉから選ばれる一種以上の元素とを含有するものである。

これにより、鋳造時の凝固収縮に伴う引け巣、ガス吸収によるピンホールやクラック等が発生することを低減できるとともに、硬度を向上することができる。

これは状態図における固相線と液相線の幅を広げて凝固時の時間を長くすることができるためである。

ある実施形態においては、前記Ｐｔが９０．０〜９９．６重量％含まれる。

これにより、高いプラチナ品位を維持することができる。

ある実施形態においては、前記Ｉｎが０．３〜５重量％含まれる。

ある実施形態においては、前記元素が合計で０．１〜５重量％含まれる。

さらに、前記元素がＣｏ単体あるいはＮｉが単体の場合、２．５〜５重量％含まれるのがより好ましい。

また、前記元素がＣｏおよびＮｉがともに含まれる場合でも、２．５〜５重量％含まれるのがより好ましい。

これにより、さらに硬度を向上することができる。

また、さらに鋳造時の凝固収縮に伴う引け巣、ガス吸収によるピンホールやクラック等が発生することを低減できる。

ある実施形態においては、ビッカース硬度が１３０ＨＶ以上である。

これにより、高いプラチナ品位を維持するとともに、鋳造時の凝固収縮に伴う引け巣、ガス吸収によるピンホールやクラック等が発生することを低減した状態で、高い硬度を有することができるので、傷の付きにくい装飾品を得ることができる。

さらに、好ましくは、硬度が１８０ＨＶ以上であることがより好ましい。

そして、本発明の装飾品は上記プラチナ合金を用いたものであり、指輪、ペンダント、イアリングなどの装飾品の他、時計のハウジングやバンド、眼鏡のフレーム及び万年筆のペン先などにも使用することができる。

次に、本発明の製造方法に採用した一実施形態を示す。

（原料工程）
本実施形態においては、Ｐｔと、Ｉｎと、ＣｏおよびＮｉから選ばれる一種以上の元素とが、配合比Ｐｔ９０．０〜９９．６重量％、Ｉｎ０．３〜５重量％、前記元素合計０．１〜５重量％となり、かつ、総量で３００ｇとなるように計量する。

（溶融工程）
本実施形態においては、高周波電気炉中に坩堝を置き、数分加熱させた後、原料を投入し、炉を密閉し、更に炉内を真空ポンプで排気して、更に数分７００〜９００℃で真空溶融加熱する。

（鍛造工程）
そして溶融工程の後の金属素材に圧力を加えて、塑性流動させて成形して鍛造する。

これにより、鍛流線が連続するために組織が緻密になり、鋳造するだけに比べて鋳巣ができにくいので、強度に優れた粗形材をつくることができる。

本実施形態においては、鍛造した板をインゴットとしたが、鍛造方法としては、型鍛造（鍛造用金型を用いて鍛造する）、自由鍛造（加工物を治具などにセットして、ハンマー等で成形する）などがあり、必要に応じて選択可能である。

鍛造の種類としては、熱間鍛造（素材の変形抵抗を減少させるために再結晶温度以上の高温に加熱して成形する）、冷間鍛造（再結晶温度以下の常温で成形することで、仕上がりの製品の寸法精度が熱間鍛造より優れる）、溶湯鍛造（凝固収縮による鋳巣の発生をふせぐため、半凝固状態で加圧する）などがあるが、本実施形態では熱間鍛造を用いる。

鍛造機械としては、エアハンマー、スプリングハンマー、鍛造プレスなどがあるが、本実施形態では圧延ロールを用いる。

（鋳造工程）
本実施形態においては、鍛造工程の後にインゴットを再度溶融加熱して、ロストワックス法により作製した温度８００℃の鋳型中に鋳込温度１８００〜１９００℃で指輪形状に遠心鋳造する。

溶湯の温度を１９００℃近くまで上昇させた後、るつぼの注湯口に鋳型の湯口が接するようにセットした溶融石英製の鋳型へ遠心力を加えて白金合金溶湯を注湯する。

注湯後は暫く待って白金合金溶湯が凝固した後、直ちにこの鋳型を水中へ投入して急冷する。

急冷方法としては、水冷の他に空冷のいずれでもよいが、最も巣の発生を低減できる条件（時間、温度など）を選択すればよい。

（研磨工程）
研磨手段としては、バフ研磨、化学研磨あるいはバレル研磨とバフ研磨と化学研磨の組み合わせなど、公知の研磨手段を用いればよく、特に本実施形態においては、最も指輪の研磨に適したバフ研磨を用いる。

（検査工程）
本実施形態においては、指輪の表面の中央部近くの３ヶ所においてビッカース硬度（Ｈｖ）の測定と、指輪表面の組織観察を行う。

ビッカース硬度を使用する理由は、材料の大小にかかわらず、すべての金属に使用することができて、硬さ試験法の中で最も汎用性が高いためである。

これは荷重が変わっても圧痕の形状が相似であるため、異なる種類の材料に対しても、荷重を変更するだけで同一の尺度で硬さが求められ、相互の比較ができるという利点があるからである。

検査方法としては、この他にロックウェル硬さ、ブリネル硬さ、ショア硬さで評価しても構わない。

（実施例１）
主成分となるＰｔ３００ｇに対して全体のＩｎ、Ｃｏ、Ｎｉの添加量を調整したＰｔ−Ｉｎ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金を真空溶融の後に圧延ロールを用い８００℃の鍛造処理でインゴットを作製した。

この地金１２０ｇを８００℃に加熱された鋳型にセットし、鋳込温度１８３０℃で指輪形状にロストワックス法で遠心鋳造した（試料２〜６、１６〜１９）。

（実施例２）
主成分となるＰｔ３００ｇに対して全体のＩｎ、Ｃｏの添加量を調整したＰｔ−Ｉｎ−Ｃｏ系合金を真空溶融の後に圧延ロールを用い８００℃の鍛造処理でインゴットを作製した。

この地金１２０ｇを８００℃に加熱された鋳型をセットし、鋳込温度１８５０℃で指輪形状にロストワックス法で遠心鋳造した（試料８〜１１）。

（実施例３）
主成分となるＰｔ３００ｇに対して全体のＩｎ、Ｎｉの添加量を調整したＰｔ−Ｉｎ−Ｎｉ系合金を真空溶融の後に圧延ロールを用い８００℃の鍛造処理でインゴットを作製した。

この地金１２０ｇを８００℃に加熱された鋳型をセットし、鋳込温度１８８０℃で指輪形状にロストワックス法で遠心鋳造した（試料１２〜１５）。

一方、上記実施例１〜３に準じて、指輪形状にロストワックス法で遠心鋳造したＰｔ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金（試料１）、Ｐｔ−Ｉｎ系合金（試料７）を作製した。

（評価方法）
以上、試料１〜１９の指輪の鋳造品をバフ研磨し、指輪の表面の中央部近くの３ヶ所においてビッカース硬度（Ｈｖ）の測定を行った。

また、指輪表面３ヶ所を工場顕微鏡（２０倍）で引け巣、ピンホール、クラックを確認し、指輪表面の組織観察を行った。

この結果を表１に示す。

表１の外観の評価において、○は良好、△は使用可、×は使用不可であることを示すものである。

試料１ではＩｎが含まれないため、鋳造性が劣る結果となり外観が満足せず、また、硬度も満足しなかった。

試料７ではＣｏもしくはＮｉが含まれないため鋳造性が劣る結果となる外観が満足しなかった。

一方、その他の試料３，４，５，８，９，１０，１２，１３，１４，１６，１７，１８では十分な特性を得ることができた。

また、試料２はＩｎが少なく硬度が低めであったが、実使用上問題なく使用可能な範囲であった。

また、試料６はＣｏおよびＮｉの合計量が少なく、試料１１，１５，１９はＣｏおよびＮｉの合計量が多いことから、鋳造性がやや劣り外観に影響したが、実使用上問題なく使用可能な範囲であった。

このように本発明によれば、Ｉｎと、ＣｏおよびＮｉから選ばれる一種以上の元素を制御することにより、高いプラチナ品位を維持するとともに、鋳造時の凝固収縮に伴う引け巣、ガス吸収によるピンホールやクラック等が発生することを低減し、かつ、高い硬度を有することができる。

これによって、指輪、ペンダント、イアリングなどの装飾品の他、時計のハウジングやバンド、眼鏡のフレーム及び万年筆のペン先など、硬度や鋳造性が必要とされる製品にも好適に使用することができる。

Claims

Ｐｔを主成分とし、Ｉｎと、ＣｏおよびＮｉから選ばれる一種以上の元素とを含有するプラチナ合金。
Ｐｔが９０．０〜９９．６重量％含まれることを特徴とする請求項１に記載のプラチナ合金。
前記Ｉｎが０．３〜５重量％含まれることを特徴とする請求項１または２に記載のプラチナ合金。
前記元素が合計で０．１〜５重量％含まれることを特徴とする請求項１〜３にいずれかに記載のプラチナ合金。
ビッカース硬度が１３０ＨＶ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラチナ合金。
請求項１〜５のいずれかに記載のプラチナ合金を用いたことを特徴とする装飾品。