JP2000265225A - 貴金属高強度焼結体の製造方法及び貴金属高強度焼結体 - Google Patents

貴金属高強度焼結体の製造方法及び貴金属高強度焼結体

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JP2000265225A
JP2000265225A JP11068274A JP6827499A JP2000265225A JP 2000265225 A JP2000265225 A JP 2000265225A JP 11068274 A JP11068274 A JP 11068274A JP 6827499 A JP6827499 A JP 6827499A JP 2000265225 A JP2000265225 A JP 2000265225A
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JP
Japan
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noble metal
metal powder
sintered body
high strength
sintered compact
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Makoto Miyata
真 宮田
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Aida Chemical Industries Co Ltd
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Aida Chemical Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度特性に優れた高品位貴金属物品又は薄膜
とすることができる貴金属高強度焼結体の製造方法、及
び貴金属高強度焼結体を提供する。 【解決手段】 金,白金,パラジウム,銀などの貴金属
粉、貴金属合金粉の一種以上からなる貴金属粉末99.
9〜99.5wt%と、該貴金属粉末と固容体を形成し
て焼結後の硬度を向上させる金属粉末0.01〜0.5
wt%と、必要に応じて10.0%を越えない範囲で加
える有機系バインダとを混練し、適宜形状に成形し、或
いは有機系バインダを含有する組成物を造形又は物品に
付着させて乾燥し、焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度特性に優れた
高品位貴金属物品又は薄膜とすることができる貴金属高
強度焼結体の製造方法、及び貴金属高強度焼結体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、粉末冶金で製造される焼結体は、
ロストワックス法などで製造される鋳造体等に比べて強
度が低いことが知られている。また、金などはそれ自体
の強度が低いため、これを粉末化し、焼成した焼結体
は、著しく強度が低いものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
のような欠点を解決するために、金などのようにそれ自
体の強度が低い貴金属の焼結体を製造するに際しても、
焼結体の強度を向上することができる方法を目的とする
ものである。尚、鋳造体では、金などの強度の低い金属
に、例えば銀や銅を溶かし込んで硬質の地金を作製し、
これを原料として成形する方法が知られ、特に18金の
製品は広く知られているところである。しかし、この手
法を粉末冶金に応用しようとすると、硬質の合金地金を
作製し、さらにこれを粉末化する必要があるため、コス
トが膨大なものとなる。また、例えば18金では金以外
の元素が25%も含有されているので、貴金属製品とし
ては価値が低いものであった。したがって、本発明は上
述のように余計な工程を増やすことなく、しかも貴金属
の品位を殆ど下げずに製造し得ることをも目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、金,白金,パラジウム,銀などの貴金属
粉、貴金属合金粉の一種以上からなる貴金属粉末99.
9〜99.5wt%と、該貴金属粉末と固容体を形成し
て焼結後の硬度を向上させる金属粉末(以下、固容体効
果金属粉末という)0.01〜0.5wt%と、必要に
応じて10.0%を越えない範囲で加える有機系バイン
ダとを混練し、適宜形状に成形し、或いは有機系バイン
ダを含む組成物を造形又は物品に付着させて乾燥し、焼
成することを特徴とする貴金属高強度焼結体の製造方
法、及びそれにより得られる貴金属高強度焼結体に関す
るものである。即ち、本発明の製造方法において、有機
系バインダを用いない場合は前記貴金属粉末と固容体効
果金属粉末とを混合し、プレス等にて成形した後、焼成
すれば良く、有機系バインダを用いる場合は、前記貴金
属粉末と固容体効果金属粉末と有機系バインダと水と必
要に応じて適宜成分を添加して混練することにより、造
形用粘土組成物又は水で希釈した付着用組成物とし、こ
の造形用粘土組成物を適宜に造形したり、或いは付着用
組成物を物品の表面に付着させて乾燥し、焼成する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に用いる貴金属粉末とし
て、金(Au),銀(Ag),白金(Pt),白金(P
d)等から選ばれる純貴金属又はそれらの貴金属合金の
一種以上を主成分として使用する。なお、貴金属粉末
は、粒径1〜100μmのものが全体の90%以上を占
めるものが好ましい。特に平均粒径が5〜30μmで適
度な粒度分布幅を持つものが望ましい。これは大きな粒
子同士間に生ずる間隙を小さな粒子が埋めることによ
り、粒子全体が高密度化し、従って焼結時に発生する収
縮率の低い貴金属焼結体を得ることができる。
【0006】本発明に用いる貴金属粉末と固容体を形成
して焼結後の硬度を向上させる金属粉末(以下、固容体
効果金属粉末という)としては、亜鉛(Zn),アンチ
モン(Sb),ニッケル(Ni),銅(Cu)等がある
が、使用する前記貴金属粉末の種類によって適宜に選定
すればよい。この固容体効果金属粉末の添加量は前記の
ように0.01〜0.5wt%が好適である。これは
0.01wt%以下ではその添加効果がほとんどなく、
0.5wt%以上では得られる焼結体が純金属(高品位
金属)とはいえなくなるからである。
【0007】本発明に必要に応じて用いられる有機系バ
インダとしては、水溶性セルロース類や水溶性アクリル
類,ポリビニルアルコール(PVA)、デンプンやデキ
ストリン等の多糖類など、公知の水溶性粘結剤が用いら
れる。例えば有機系バインダーとして、保水剤としての
水溶性セルロース系樹脂0.022〜3.0wt%と、
粘稠剤としてのデンプン(α化デンプン)0.02〜
3.0wt%又はフェニルプロパンを骨格とする構成単
位体が縮合してなる網状高分子0〜0.5wt%とを用
いることにより、充分な可塑性(造形性、造膜性)を得
ることができる。
【0008】水溶性セルロース系樹脂の配合は、生地割
れを防止する効果及び粘土が手に付着することを防止す
る効果を果たし、その配合量が前記範囲より少ないと配
合効果が充分に発揮されない。また、前記範囲より多い
と再度粘土が手に付着し易くなると共に、収縮率も増大
する。この水溶性セルロース系樹脂としては、メチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス等が用いられる。
【0009】デンプンの配合は、乾燥時の強度を向上す
る効果を果たし、例えば注射筒から押し出す等して極細
線状のものを三次元的に成形しても、造形体の乾燥時に
変形したり、破壊したりすることがない。その配合量が
前記範囲より少ないと乾燥時の強度不足をまねき、型外
しの際にも割れ易くなる。また、前記範囲より多いと弾
力性が出て所望の形状に造形しにくくなると共に、生地
割れが発生し、さらに収縮率も増大する。
【0010】フェニルプロパンを骨格とする構成単位体
が縮合してなる網状高分子としては、具体的にはリグニ
ン等があり、これらの配合は、保水性及び粘土が手に付
着することを防止する効果を果たし、その配合量が前記
範囲より少ないと配合効果を十分に発揮することができ
ない。また、配合量が前記範囲より多いと再度粘土が手
に付着しにくくなると共に、収縮率も増大する。
【0011】さらに、貴金属粉末と有機系バインダーと
共に混合される水は必要量加えるものとし、造形用粘土
組成物とする場合、付着用組成物とする場合に応じて適
当な量を添加する。造形用粘土組成物とする場合には、
水が少なすぎると粘土として造形が困難なほど硬くな
り、多すぎるとコシが弱く保形性が無くなり造形が困難
になる。付着用組成物とする場合には、水が少なすぎる
と延展性が少なく、物品への付着ができなくなり、多す
ぎると均一に造膜できなくなる。
【0012】前述のように本発明では、有機系バインダ
を用いずにプレス等で成形して焼成する場合と、有機系
バインダを用いて造形用粘土組成物又は付着用組成物と
し、この造形用粘土組成物を適宜形状に造形したり、付
着用組成物を物品の表面に付着した後、例えば50〜8
0℃で1時間程度乾燥して焼成する場合とがあるが、後
者における乾燥条件は一例に過ぎず、用いる手段や方
法、条件に関しては何等制限されるものではない。後者
の手法は、成形(造形、付着)を任意に実施できること
が最大の利点であり、勿論この成形に何等制限を設ける
ものではなく、例えばペンダントトップ、指輪、ブロー
チ、ピアス等の種々の形状、デザインに造形することが
できる。また、鋳造等により作製した金属材料等を併用
してもよく、例えばロストワックス法等により金属リン
グを造形補助物品として作製しておき、この金属リング
などの表面に付着用組成物を付着してもよいし、宝石等
を取り付けるために用いるコーン状、円環状、脚付き、
爪付き、ピン状等種々の形状の石留め金具やマルカン、
バチカン、ブローチ金具等の取り付け用金具を一体に固
定するための接着剤として用いても良い。
【0013】焼成条件は、特に限定するものではなく、
例えば貴金属粉末の融点より70℃低い温度以下で30
分〜1時間、或いはそれ以上の時間加熱して焼成しても
良いし、貴金属の融点から融点より70℃低い温度の雰
囲気にて急速加熱して焼成しても良い。或いはガスバー
ナーを用いて急速加熱して焼成しても良い。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。
【0015】(1)まず、貴金属粉末として金を用い、
バインダーを添加しない状態にて固容体効果金属粉末を
添加した効果を調べた。
【0016】[実施例1]貴金属粉末として平均粒径2
0μmの純金粉末99.9wt%と、固容体効果金属粉
末として平均粒径20μmの亜鉛粉末0.1wt%とを
十分混合し、プレス成形により径2mm、長さ40mm
の円柱状に成形し、990℃まで1時間かけて昇温し、
990℃で30分焼成した。得られた焼結体の抗折強度
は439.50kgf/cm2 であった。
【0017】[実施例2]貴金属粉末として金99.9
5wt%を、固容体効果金属粉末として亜鉛0.05w
t%を用いた以外は前記実施例1と同様にして焼結体を
得た。得られた焼結体の抗折強度は338.84kgf
/cm2 であった。
【0018】[実施例3]貴金属粉末として金99.9
9wt%を、固容体効果金属粉末として亜鉛0.01w
t%を用いた以外は前記実施例1と同様にして焼結体を
得た。得られた焼結体の抗折強度は275.37kgf
/cm2 であった。
【0019】[実施例4]貴金属粉末として金99.9
wt%を、固容体効果金属粉末としてアンチモン0.1
wt%を用いた以外は前記実施例1と同様にして焼結体
を得た。得られた焼結体の抗折強度は449.00kg
f/cm2 であった。
【0020】[比較例1]固容体効果金属粉末を用いな
かった以外は前記実施例1と同様にして焼結体を得た。
得られた焼結体の抗折強度は194.64kgf/cm
2 であった。
【0021】(2)次に、貴金属粉末として金を用い、
バインダーを添加した状態にて固容体効果金属粉末を添
加した効果を調べた。
【0022】[実施例5]貴金属粉末として平均粒径2
0μmの純金粉末99.5wt%と、固容体効果金属粉
末として平均粒径20μmの亜鉛粉末0.5wt%と、
外割でメチルセルロース0.6wt%、デンプン0.4
wt%、水4.3wt%、リグニン0.1wt%からな
る有機系バインダ液とを用いて十分混練して造形用粘土
状組成物を作製し、径2mm、長さ40mmの円柱状に
造形し、990℃まで1時間かけて昇温し、990℃で
30分焼成した。得られた焼結体の抗折強度は467.
79kgf/cm2 であった。
【0023】[実施例6]貴金属粉末として金99.9
wt%を、固容体効果金属粉末として亜鉛0.1wt%
を用いた以外は前記実施例5と同様にして焼結体を得
た。得られた焼結体の抗折強度は、412.58kgf
/cm2 であった。
【0024】[実施例7]貴金属粉末として金99.9
5wt%を、固容体効果金属粉末として亜鉛0.05w
t%を用いた以外は前記実施例5と同様にして焼結体を
得た。得られた焼結体の抗折強度は341.29kgf
/cm2 であった。
【0025】[実施例8]貴金属粉末として金99.9
9wt%を、固容体効果金属粉末として亜鉛0.01w
t%を用いた以外は前記実施例5と同様にして焼結体を
得た。得られた焼結体の抗折強度は261.97kgf
/cm2 であった。
【0026】[実施例9]固容体効果金属粉末による硬
化を十分に促進するため、前記実施例7の焼結体をさら
に250℃、6時間焼成した。得られた焼結体の抗折強
度は380.58kgf/cm2 であった。
【0027】[比較例2]固容体効果金属粉末を用いな
かった以外は前記実施例5と同様にして焼結体を得た。
得られた焼結体の抗折強度は196.63kgf/cm
2 であった。
【0028】(3)さらに、貴金属粉末として銀を用
い、バインダーを添加した状態にて固容体効果金属粉末
を添加した効果を調べた。
【0029】[実施例10]貴金属粉末として平均粒径
20μmの純銀粉末99.5wt%と、固容体効果金属
粉末として平均粒径20μmの亜鉛粉末0.5wt%
と、外割でメチルセルロース0.6wt%、デンプン
0.4wt%、水4.3wt%、リグニン0.1wt%
からなる有機系バインダ液とを用いて十分混練して造形
用粘土状組成物を作製し、径2mm、長さ40mmの円
柱状に成形し、800℃まで1時間かけて昇温し、80
0℃で30分焼成した。得られた焼結体の抗折強度は3
25.12kgf/cm2 であった。
【0030】[比較例3]固容体効果金属粉末を用いな
かった以外は前記実施例10と同様にして焼結体を得
た。得られた焼結体の抗折強度は278.46kgf/
cm2 であった。以上の実施例1〜10及び比較例1〜
3、及びそれらの結果については表1にまとめて示し
た。
【表1】
【0031】表1より明らかなように、本発明の実施例
である実施例1〜10は、固容体効果金属粉末を添加し
ていない比較例1〜3に比べて何れも高い抗折強度を有
していた。
【0032】以上本発明の実施例を示したが、本発明は
前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲
に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施する
ことができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の貴金属高強
度焼結体の製造方法は、金などのようにそれ自体の強度
が低い貴金属の焼結体を製造する際に、焼結体の強度を
向上することができ、合金化工程などの余計な工程を増
やすことなく、しかも貴金属の品位(純度)を殆ど下げ
ずに強度に優れた高品位貴金属物品又は薄膜とすること
ができるものである。
【0034】また、上述の製造方法により得られる貴金
属高強度焼結体は、強度特性に優れた高品位貴金属物品
又は薄膜であるため、宝飾品として極めて価値が高く、
実用的耐久性を有している。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金,白金,パラジウム,銀などの貴金属
    粉、貴金属合金粉の一種以上からなる貴金属粉末99.
    9〜99.5wt%と、該貴金属粉末と固容体を形成し
    て焼結後の硬度を向上させる金属粉末0.01〜0.5
    wt%と、必要に応じて10.0%を越えない範囲で加
    える有機系バインダとを混練し、適宜形状に成形し、或
    いは有機系バインダを含有する組成物を造形又は物品に
    付着させて乾燥し、焼成することを特徴とする貴金属高
    強度焼結体の製造方法。
  2. 【請求項2】 金,白金,パラジウム,銀などの貴金属
    粉、貴金属合金粉の一種以上からなる貴金属粉末99.
    9〜99.5wt%と、該貴金属粉末と固容体を形成し
    て焼結後の硬度を向上させる金属粉末0.01〜0.5
    wt%とから成ることを特徴とする貴金属高強度焼結
    体。
JP11068274A 1999-03-15 1999-03-15 貴金属高強度焼結体の製造方法及び貴金属高強度焼結体 Pending JP2000265225A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101215458B1 (ko) * 2004-02-10 2012-12-26 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 고결정성 은분 및 그 제조 방법

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