CN108277452B - 铂加工品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
制造不使用氯化钠和氯化钾而使铂的表面硬化的铂加工品。铂加工品的制造方法，其具有以下工序：制造包含碳化硼、碳化硅和石膏的处理剂的工序；在容器中收纳熔岩的工序；在所述熔岩上载置所述处理剂的工序；在所述处理剂上载置第1铂制的构件的工序；在所述第1铂制的构件上载置所述处理剂的工序；将所述处理剂上用熔岩进行覆盖的工序；在将所述处理剂上用所述熔岩进行覆盖后，将所述容器加热规定的时间的工序；和在将所述容器加热的规定的时间后，将所述容器冷却规定的时间的工序。
Description
技术领域
本发明涉及铂加工品的制造方法
背景技术
以往，通过使金属或非金属扩散渗透，从而进行使金属的表面硬化的处理。专利文献1中公开了以下方法：在碳化硼、硼砂的混合物中，添加氯化钠、氯化钾的盐类，在坩埚内混合，在其混合物内投入铂(Pt)，在电炉内加热，由此将铂(Pt)的表面硬化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-104974号公报
发明内容
本发明所要解决的课题
专利文献1中记载的方法中，发生了由于使用氯化钠、氯化钾的盐类，因此坩埚、炉子容易发生劣化的问题。因此，要求使用其他的材料将铂的表面硬化的方法。
因此，本发明是鉴于这些方面而做出的，其目的在于，提供一种不使用氯化钠和氯化钾、而将铂的表面硬化的铂加工品的制造方法。
用于解决课题的技术手段
本发明的第1方案中，提供一种铂加工品的制造方法，其具有以下工序：制造包含碳化硼、碳化硅和石膏的处理剂的工序；在容器中收纳熔岩的工序；在上述熔岩上载置上述处理剂的工序；在上述处理剂上载置第1铂制的构件的工序；在上述第1铂制的构件上载置上述处理剂的工序；将上述处理剂上用熔岩进行覆盖的工序；在将上述处理剂上用上述熔岩进行覆盖后，将上述容器加热规定的时间的工序；和在将上述容器加热规定的时间后，将上述容器冷却规定的时间的工序。
另外，于在上述第1铂制的构件上载置上述处理剂的工序、和用上述熔岩进行覆盖的工序之间，进一步具有以下工序：将上述第1铂制的构件用上述处理剂进行覆盖的工序、在将上述第1铂制的构件覆盖的上述处理剂上载置第2铂制的构件的工序、和在上述第2铂制的构件上载置上述处理剂的工序，在用上述熔岩进行覆盖的工序中，将在上述第2铂制的构件上载置的上述处理剂上用上述熔岩进行覆盖。
另外，在制造上述处理剂的工序中，可以制造包含9.1重量％的碳化硼、18.2重量％的碳化硅和72.7重量％的上述石膏的上述处理剂。
在本发明的第2方案中，提供一种铂加工品的制造方法，其具有以下工序：制造包含碳化硼、碳化硅和熔岩的处理剂的工序；将上述处理剂收纳于容器的工序；在收纳于上述容器的上述处理剂上载置第1铂制的构件的工序；将上述第1铂制的构件用上述处理剂进行覆盖的工序；在将上述第1铂制的构件用上述处理剂进行覆盖后，将上述容器加热规定的时间的工序；和在将上述容器加热规定的时间后，将上述容器冷却规定的时间的工序。
另外，在用上述处理剂进行覆盖的工序后，还可以具有以下工序：在将上述第1铂制的构件覆盖的上述处理剂上载置第2铂制的构件的工序；和将上述第2铂制的构件用上述处理剂进行覆盖的工序。
另外，在制造上述处理剂的工序中，可以制造包含14.3重量％的碳化硼、28.6重量％的碳化硅和57.1重量％的上述熔岩的上述处理剂。另外，在制造上述处理剂的工序中，可以制造包含9.1重量％的碳化硼、18.2重量％的碳化硅和72.7重量％的上述熔岩的上述处理剂。
发明效果
通过本发明，实现了以下效果：可以制造不使用氯化钠和氯化钾而使铂的表面硬化的铂加工品。
附图说明
图1表示第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法的程序。
图2示意性地表示用于制造第1实施方式所涉及的铂加工品的容器的内部的状态。
图3表示第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法中的炉子的加热·除热的程序。
图4表示第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法的程序。
图5示意性地表示用于制造第2实施方式所涉及的铂加工品的容器的内部的状态。
图6示意性地表示用于制造第2实施方式所涉及的多个铂加工品的容器的内部的状态。
具体实施方式
<第1实施方式>
[制造方法的程序]
图1是表示第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法的程序的图。图2是表示用于制造第1实施方式所涉及的铂加工品的容器的内部的状态的示意图。图3是表示第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法中的炉子的加热·除热的程序的图。第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法是制造使铂制的构件硬化了的铂加工品的方法。第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法为，在加工铂制的构件时所使用的处理剂中，混合粉碎为粉末状的熔岩(以下，有时也称为“熔岩粉末”)的方式，以下的说明中有时称为“混合方式”。
熔岩是：基于在火山喷发时从火山口喷出的岩浆而生成的物质中，作为流体流出的熔融物质固化而生成的岩石。对于熔岩的成分的详细情况，之后进行叙述，但占据约50％重量的主要成分是二氧化硅(SiO2)，作为其他成分，至少包含氧化铝(Al2O3)、氧化钙(CaO)和氧化铁(Fe2O3)。
铂制的构件中，有表1所示那样的种类。另外，示出各自的处理前的硬度。铂制的构件例如为戒指等环状物。硬度为维氏硬度(HV)。
[表1]
| 金属种类 | 处理前的硬度HV |
| Duro 999-Pt | 62 |
| Pt 950 RuPd | 95 |
| Pt 900 RuPd | 98 |
Duro 999-Pt是包含99.92重量％的铂(Pt)、0.02重量％的钛(Ti)和0.06重量％的铟(In)的、本公司铂合金的原生金属(日文：新地金)。Pt 950 RuPd包含95.0重量％的铂(Pt)、5.0重量％的钌(Ru)和钯(Pd)。Pt 900 RuPd包含90.0重量％的铂(Pt)、10.0重量％的钌(Ru)和钯(Pd)。
以下，参照图1和图2，对第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法进行说明。
首先，将熔岩粉碎为粉末状(步骤S1)。接着，将碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)和粉碎为粉末状的熔岩混合来制造处理剂A(步骤S2)。接着，如图2(a)所示，将所制造的处理剂A收纳于容器(步骤S3)。容器例如为陶瓷制的坩埚(30ml左右)。
接着，如图2(b)所示，在收纳于容器的处理剂A上载置第1铂制的构件(步骤S4)。接着，如图2(c)所示，将第1铂制的构件用处理剂A进行覆盖(步骤S5)。然后，将第1铂制的构件用处理剂A进行覆盖后，给容器盖上盖(步骤S6)。
接下来，将铂制的构件用处理剂A进行覆盖并盖上盖子的容器设置于充满空气的炉内，以充满空气的状态加热规定的时间(步骤S7)。如图3所示，例如，将容器加热40分钟至规定温度，然后，在900℃保持恒温状态2.5小时，进行加热。
然后，如图3所示，将容器加热规定的时间后，停止加热，将容器以规定的时间(例如12小时)在炉内自然冷却(步骤S8)。然后，打开炉子，取出容器，例如，在空气中放置容器，自然冷却至常温(步骤S9)。然后，从冷却至常温的容器取出铂制的构件(步骤S10)。通过以上的程序加工铂制的构件，由此可以增大铂制的构件的硬度。
需要说明的是，上述实施方式中，配置于坩埚内的铂制的构件是一个，但配置于坩埚内的铂制的构件也可以是多个。例如可以是：在步骤S5中，在将第1铂制的构件用处理剂A进行覆盖后，如图2(d)所示，实施载置第2铂制的构件的工序，然后，如图2(e)所示，实施将第2铂制的构件用处理剂A进行覆盖的工序。
[实施例]
接着，示出通过混合方式使铂制的构件硬化的试制结果。试制中使用的熔岩的成分如以下表2所示。
[表2]
| 熔岩(中国产)[wt％] | 富士山熔岩[wt％] | |
| 氧化硼(B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) | 1.83 | 2.37 |
| 碳(C) | 2.59 | 2.68 |
| 氧化钠(Na<sub>2</sub>O) | 4.20 | 2.97 |
| 氧化镁(MgO) | 4.49 | 3.71 |
| 氧化铝(Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) | 17.3 | 19.5 |
| 氧化硅(二氧化硅)(SiO<sub>2</sub>) | 48.2 | 46.4 |
| 五氧化二磷(P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) | 0.508 | 0.255 |
| 三氧化硫(SO<sub>3</sub>) | 0.019 | 0.018 |
| 氯(Cl) | 0.008 | 0.044 |
| 氧化钾(K<sub>2</sub>O) | 2.18 | 0.686 |
| 氧化钙(CaO) | 8.67 | 10.5 |
| 氧化钛(TiO<sub>2</sub>) | 1.6 | 1.13 |
| 五氧化二钒(V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) | 低于检测下限值 | 0.034 |
| 氧化铬(Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) | 0.035 | 0.013 |
| 氧化锰(MnO) | 0.102 | 0.141 |
| 氧化铁(Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) | 8.12 | 9.44 |
| 氧化镍(NiO)) | 0.014 | 0.006 |
| 氧化铜(CuO) | 0.007 | 0.024 |
| 氧化锌(ZnO) | 0.009 | 0.009 |
| 氧化镓(Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) | 0.003 | 0.003 |
| 氧化铷(Rb<sub>2</sub>O) | 0.003 | 0.001 |
| 氧化锶(SrO) | 0.070 | 0.049 |
| 氧化钇(Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) | 0.022 | 低于检测下限值 |
| 氧化锆(ZrO<sub>2</sub>) | 0.017 | 0.016 |
表3是通过混合方式使铂制的构件硬化的结果。
[表3]
如表3所示，实施例1中，制造包含14.3重量％的碳化硼(B4C)、28.6重量％的碳化硅(SiC)和57.1重量％的熔岩的处理剂A。实施例1中，如表3所示，铂制的构件是Duro 999-Pt。如表3所示，实施例1中，铂制的构件的硬度为204。另外，通过实施例1制造的铂制的构件的表皮粗糙(日文：肌あれ)大。表皮粗糙是指，在铂制的构件的表面所形成的微小的凹凸形状。
实施例1至实施例3中，制造包含14.3重量％的碳化硼(B4C)、28.6重量％的碳化硅(SiC)和57.1重量％的熔岩的处理剂A。制造包含14.3重量％的碳化硼(B4C)、28.6重量％的碳化硅(SiC)和57.1重量％的熔岩的处理剂A的情况下，与其他实施例相比，硬度提高的最大，但与其他实施例相比，表皮粗糙变大。
实施例4至实施例6中，制造包含9.1重量％的碳化硼(B4C)、18.2重量％的碳化硅(SiC)和72.7重量％的熔岩的处理剂A。制造包含9.1重量％的碳化硼(B4C)、18.2重量％的碳化硅(SiC)和72.7重量％的熔岩的处理剂A的情况下，与实施例1至实施例3相比，硬度变小，但表皮粗糙也变小。麻孔(日文：ゴマス)在实施例4中没有，在实施例5和实施例6中变得并非极少。麻孔是指，在铂制的构件的表面形成的无数的极小的空洞。
作为参考例1，实施例7中，制造包含12.5重量％的碳化硼(B4C)、25.0重量％的碳化硅(SiC)和62.5重量％的石膏(CaSO4·2H2O)的处理剂A1。实施例7与其他实施例相比硬度较小，麻孔较多。另一方面，表皮比实施例4至实施例6要好。
作为参考例2，实施例8至实施例10是混合9.1重量％的碳化硼(B4C)、18.2重量％的碳化硅(SiC)和72.7重量％的石膏(CaSO4·2H2O)来制造处理剂A1的情况的实施例。实施例8至实施例10与实施例4至实施例6相比硬度变小。
[由第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法产生的效果]
第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法具有：制造包含碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)和熔岩的处理剂A，将铂制的构件用处理剂A进行覆盖的工序。
这样，关于第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法，通过以使用了熔岩的处理剂A将铂制的构件进行覆盖，从而可以不使用氯化钠和氯化钾而有效地使铂制的构件硬化。因此，第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法可以防止坩埚、炉子发生劣化。需要说明的是，与表1的原料金属(日文：地金)硬度相比，本实施方式达成200％以上的硬度。考虑到硬化后的铂制的构件的加工，若评价硬化处理后的铂制的构件的麻孔有无和表皮粗糙，则表皮粗糙少的实施例4～6中，未产生麻孔的是实施例4，该实施例可以说是合适的。
<第2实施方式>
[制造方法的程序]
图4是表示第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法的程序的图。图5是表示用于制造第2实施方式所涉及的铂加工品的容器的内部的状态的示意图。第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法与第1实施方式所涉及的铂加工品的制造方法同样地，是制造使铂制的构件硬化了的铂加工品的方法。第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法是，在加工铂制的构件时所使用的处理剂中混合石膏，将覆盖了环状物的处理剂用粉碎为粉末状的熔岩从上下进行覆盖的方式，在以下的说明中，有时称为“三明治方式”。
首先，将熔岩粉碎为粉末状(步骤S21)。接着，将碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)和石膏(gypsum：CaSO4·2H2O)加入密闭容器中，进行混合搅拌，由此制造处理剂B(步骤S22)。接着，如图5(a)所示，在容器的底部收纳熔岩粉末(步骤S23)。容器例如是使陶瓷制的坩埚(30ml左右)。
接着，如图5(b)所示，在熔岩粉末上收纳处理剂B(步骤S24)。接着，如图5(c)所示，在处理剂B上载置第1铂制的构件(步骤S25)。接着，如图5(d)所示，在第1铂制的构件上，以埋没该铂制的构件的程度载置处理剂B(步骤S26)。接着，如图5(e)所示，将处理剂B上用熔岩粉末进行覆盖(步骤S27)。接着，在将处理剂B上用熔岩粉末进行覆盖后，给容器盖上盖子(步骤S28)。
将铂制的构件用处理剂B进行覆盖并盖上盖子的容器设置于充满空气的炉内，以充满空气的状态加热规定的时间(步骤S29)。如图3所示，例如，将容器加热40分钟至规定的温度(例如、900℃)，然后，例如，在900℃保持恒温状态2.5小时，进行加热。
然后，如图3所示，将容器加热规定的时间后，停止加热，将容器以规定的时间(例如12小时)在炉内自然冷却(步骤S30)。然后，打开炉子，取出容器，例如，在空气中放置容器，自然冷却至达到常温(步骤S31)。然后，从冷却至常温的容器取出铂制的构件(步骤S32)。通过以上的程序加工铂制的构件，由此可以增大铂制的构件的硬度
图6是表示用于制造第2实施方式所涉及的多个铂加工品的容器的内部的状态的示意图。图6(a)～图6(d)与图5(a)～图5(d)相同。制造多个铂加工品的情况下，可以是：图6(d)的状态中，如图6(e)所示，实施载置第2铂制的构件的工序，然后，如图6(f)所示，实施将第2铂制的构件用处理剂B进行覆盖的工序，然后，如图6(g)所示，实施将处理剂B上用熔岩粉末进行覆盖的工序。
[实施例]
接着，示出通过三明治方式使铂制的构件硬化的试制结果。如图4所示，在三明治方式中，得到实施例11至实施例13的结果。
[表4]
实施例11至实施例13中，制造包含9.1重量％的碳化硼(B4C)、18.2重量％的碳化硅(SiC)和72.7重量％的石膏(CaSO4·2H2O)的处理剂B。制造包含9.1重量％的碳化硼(B4C)、18.2重量％的碳化硅(SiC)和72.7重量％的石膏(CaSO4·2H2O)的处理剂B的情况下，与混合方式的实施例8至实施例10相比，硬度变大。
特别是，就制造包含9.1重量％的碳化硼(B4C)、18.2重量％的碳化硅(SiC)和72.7重量％的石膏(CaSO4·2H2O)的处理剂B的实施例11而言，铂制的构件的硬度为135.4。通过实施例11至实施例13制造的铂制的构件的表皮比混合方式的实施例7略差，但比混合方式的实施例4至实施例6要好。另外，铂制的构件的表面所形成的麻孔消失。这样，实施例11至实施例13的铂制的构件的硬度提高，并且，表皮粗糙小，可以使麻孔消失。
[由第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法产生的效果]
第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法具有：制造包含碳化硼(B4C)、碳化硅(SiC)和石膏(CaSO4·2H2O)的处理剂B，将铂制的构件用处理剂B进行覆盖，进一步地，将被处理剂B覆盖的铂制的构件用熔岩粉末进行覆盖的工序。
这样，关于第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法，将铂制的构件用处理剂B进行覆盖的基础上、将处理剂B用熔岩粉末进行覆盖，由此可以不使用氯化钠和氯化钾，而有效地使铂制的构件硬化(例如、Duro 999-Pt中，原材料的218％)、且也不会产生麻孔，可以减小表皮粗糙。因此，第2实施方式所涉及的铂加工品的制造方法可以防止坩埚、炉子发生劣化。另外，委托硬化处理的用户可以在希望的场所容易地获得熔岩。
以上，使用实施方式说明本发明，但本发明的技术范围不受上述实施方式所述的范围的限定。本领域技术人员清楚，可以对上述实施方式施加多种多样的变更或改良。这种施加了变更或改良的方式也包含在本发明的技術范围中，这从本申请的权利要求书的记载可以清楚地得知。
Claims (5)
1.一种铂加工品的制造方法，其具有以下工序：
不使用氯化钠和氯化钾而制造包含碳化硼、碳化硅和石膏的处理剂的工序；
在容器中收纳熔岩的工序；
在所述熔岩上载置所述处理剂的工序；
在所述处理剂上载置第1铂制的构件的工序；
在所述第1铂制的构件上载置所述处理剂的工序；
将所述处理剂上用熔岩进行覆盖的工序；
在将所述处理剂上用所述熔岩进行覆盖后，将所述容器加热规定的时间的工序；和
在将所述容器加热规定的时间后，将所述容器冷却规定的时间的工序，
在所述制造处理剂的工序中，制造包含9.1重量％的碳化硼、18.2重量％的碳化硅和72.7重量％的所述石膏的所述处理剂。
2.根据权利要求1所述的铂加工品的制造方法，其中，
于在所述第1铂制的构件上载置所述处理剂的工序、和用所述熔岩进行覆盖的工序之间，进一步具有以下工序：
将所述第1铂制的构件用所述处理剂进行覆盖的工序；
在将所述第1铂制的构件覆盖的所述处理剂上载置第2铂制的构件的工序；和
在所述第2铂制的构件上载置所述处理剂的工序，
在用所述熔岩进行覆盖的工序中，将在所述第2铂制的构件上载置的所述处理剂上用所述熔岩进行覆盖。
3.一种铂加工品的制造方法，其具有以下工序：
不使用氯化钠和氯化钾而制造包含碳化硼、碳化硅和熔岩的处理剂的工序；
将所述处理剂收纳于容器的工序；
在收纳于所述容器的所述处理剂上载置第1铂制的构件的工序；
将所述第1铂制的构件用所述处理剂进行覆盖的工序；
在将所述第1铂制的构件用所述处理剂进行覆盖后，将所述容器加热规定的时间的工序；和
在将所述容器加热规定的时间后，将所述容器冷却规定的时间的工序，
在制造所述处理剂的工序中，制造包含14.3重量％的碳化硼、28.6重量％的碳化硅和57.1重量％的所述熔岩的所述处理剂。
4.一种铂加工品的制造方法，其具有以下工序：
不使用氯化钠和氯化钾而制造包含碳化硼、碳化硅和熔岩的处理剂的工序；
将所述处理剂收纳于容器的工序；
在收纳于所述容器的所述处理剂上载置第1铂制的构件的工序；
将所述第1铂制的构件用所述处理剂进行覆盖的工序；
在将所述第1铂制的构件用所述处理剂进行覆盖后，将所述容器加热规定的时间的工序；和
在将所述容器加热规定的时间后，将所述容器冷却规定的时间的工序，
在制造所述处理剂的工序中，制造包含9.1重量％的碳化硼、18.2重量％的碳化硅和72.7重量％的所述熔岩的所述处理剂。
5.根据权利要求3或4所述的铂加工品的制造方法，其中，
在用所述处理剂进行覆盖的工序后，进一步具有以下工序：
在将所述第1铂制的构件覆盖的所述处理剂上载置第2铂制的构件的工序；和
将所述第2铂制的构件用所述处理剂进行覆盖的工序。
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