JP2005029879A

JP2005029879A - インジウムを含有する宝飾品用硬化白金合金及び製品

Info

Publication number: JP2005029879A
Application number: JP2003273809A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takayanagi; 猛高柳; Yumio Kobayashi; 勇美雄小林; Takaaki Murata; 敬昭村田
Original assignee: Kuwayama KK
Current assignee: Kuwayama KK
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】高硬度で耐磨耗性に優れて表面に疵が付きにくく、耐変形性に優れた白金合金製品を宝飾品市場へ提供することを目的とする。
【解決手段】純白金（Ｐｔ）及び、これに下記の元素を各々の添加範囲内で１種もしくは２種以上加えた白金合金に対して、インジウム（Ｉｎ）を０.２〜１２重量％添加して高強度と高硬度化を図った白金合金とその宝飾品（装身具）。
パラジウム（Ｐｄ）＝１〜１４.５重量％、ロジウム（Ｒｈ）＝０.５〜１４重量％、イリジウム（Ｉｒ）＝１〜１４重量％、ルテニウム（Ｒｕ）＝０.５〜１４重量％、金（Ａｕ）＝１〜１４重量％、銅（Ｃｕ）＝１〜１４重量％。

Description

本発明は、従来方式の合金元素による白金合金の特性に匹敵する硬さと美麗な輝きを有し、表面の耐磨耗性及び耐変形性に優れる新たな高硬度白金合金材料組成の技術分野に関するものである。

指輪、ペンダント、イヤリング、ブローチ、チェーン等の宝飾品は金、銀、白金を基本とする合金によって作られているが、中でも清楚なホワイトと重量感、高級感のある白金とその合金による宝飾品が本邦では特に好まれている。白金系の宝飾品は白金の純度によって４品位に区分けされ、Ｐｔ＝９９.９％以上の純白金（Ｐｔ１０００）、そして合金系では白金の純度が９５％のＰｔ９５０、９０％のＰｔ９００、８５％のＰｔ８５０の合計４種である。純白金、すなわち、Ｐｔ１０００は柔らかいため（Ｈｖ＝５０）、これの製品には疵がつき易く、また、変形しやすいので実用面でのトラブルが起きたりする。この点に対する最も一般的な従来の対処法はパラジウムの添加による材質の改善であり、白金製品の多くにはパラジウムを添加して合金化したものが使われているが、この合金系では硬度不足になるため、通常はこの合金系の宝飾表面にロジウムメッキを行って硬化膜を形成し、硬度の不足を補っている。

しかしこれよりもさらに硬くして前記の欠点をより改善しようとの観点からパラジウム、金、銅等の元素を１種以上添加した白金合金が提案されている。また、白金族系の元素ではイリジウム、ルテニウムが硬化元素として用いられているが、合金の溶融点が上昇して鋳造性が悪くなる欠点がある（例えば、特許文献１、非特許文献１参照。）。
特開２００１−３３５８６３号公報田中清一郎監修「貴金属の科学応用編」田中貴金属工業株式会社出版、１９８５年１１月３０日、Ｐ.２〜８。

従来使われてきた白金の高強度、高硬度化目的に使われている合金元素の欠点を克服するために、従来の宝飾用白金合金にはほとんど含まれない新たな元素を合金化させることによって鋳造性の向上、高硬度で耐磨耗性に優れ、表面に疵が付きにくく、また、耐変形抵抗性にも優れた高強度、高硬度の白金合金及びそれによる製品の製造を目指した。

純白金及び従来使われてきた白金合金へ、インジウム（Ｉｎ）を添加することによって融点を下げ、鋳造性を向上させて従来の白金合金の耐磨耗、耐変形特性に匹敵するか、それ以上の白金合金の製造が可能となる。

本発明によるインジウム添加の硬化白金合金の宝飾品は鋳造品質及び合金自体の硬度が向上して表面の損傷に対する抵抗が高くなり、しかも製品の変形抵抗性も大きくなって宝飾品の商品価値が長期間に渡って損なわれることがない。したがって、インジウム入り白金合金の宝飾品はこれまでの白金合金製品以上に優れたジュエリーとして宝飾品市場で高い評価を受けることになろう。

下記に実施例を上げ、発明の詳細を説明する。

白金（Ｐｔ）９５ｇ
パラジウム（Ｐｄ）３ｇ
インジウム２ｇ
高純度のＰｔ（純度＝９９.９重量％）、Ｐｄ（純度＝９９.９重量％）、Ｉｎ（純度＝９９.９重量％）の各小塊を上記の配合比で総量１００ｇとなるように計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入し、溶解室を一端真空に引いてからアルゴンガス置換を行い、その雰囲気中で溶解することによって合金のインゴットを作製した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの上下の反転を３回繰り返して、インゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあて装入材の均一な合金化を図った。インゴットは炉内冷却後取り出してその表面の５ヶ所についてビッカース硬度を測定した。測定値の平均値はＨｖ＝１４０あり、実用上、十分な硬度の白金合金（Ｐｔ９５０）が得られた。さらに、このインゴットを用い、指輪（マリッジリング）製造用の鋳型をセットした遠心鋳造機により指輪の鋳造を行った。得られた指輪の硬度を指輪周辺の５ヶ所で測定したところそれらの平均値はＨｖ＝１３７でボタンインゴットに近い硬度であった。

白金（Ｐｔ）９０ｇ
パラジウム（Ｐｄ）７ｇ
インジウム（Ｉｎ）３ｇ
高純度のＰｔ、Ｐｄ、Ｉｎの各小塊を上記の配合比で総量１００ｇとなるように計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入し、アルゴンガス雰囲気中で溶解を行って合金を作製した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を３回繰り返してインゴットの上下面をそれぞれ３回づつアークをあて装入材の均一な混合を行い白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してその表面の５ヶ所についてビッカース硬度を測定した。測定値の平均値はＨｖ＝１５７あり、実用上十分な硬度の白金合金（Ｐｔ９００）が得られた。さらに、このインゴットを用い遠心鋳造機によって指輪の鋳造を行った。得られた指輪の硬度を指輪周辺の５ヶ所で測定したところそれらの平均値はＨｖ＝１５２でボタンインゴットとほぼ同様の硬度であった。

白金（Ｐｔ）９５ｇ
パラジウム（Ｐｄ）２ｇ
銅（Ｃｕ）２ｇ
インジウム（Ｉｎ）１ｇ
上記の配合比に基づき、高純度のＰｔ、Ｐｄ、Ｃｕ（純度＝９９.９％）、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解を行って合金インゴットとした。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあて計６回の溶解によって装入素材の均一な合金化を図ってインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１３３であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）９５ｇ
イリジウム（Ｉｒ）３ｇ
インジウム（Ｉｎ）２ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｉｒ（純度＝９９.９重量％）、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあて装入素材の均一な混合を行い白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１４５であり、宝飾品として十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）８５ｇ
パラジウム（Ｐｄ）７ｇ
金（Ａｕ）３ｇ
銅（Ｃｕ）３ｇ
インジュウム（Ｉｎ）２ｇ
高純度のＰｔ、Ａｕ（純度＝９９.９９重量％）、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｉｎの小塊を上記の配合比で総量１００ｇを計量し、それらをボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあて計６回のアーク溶解を行って装入素材の均一な合金化を図った。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１７２であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ８５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）９５ｇ
パラジウム（Ｐｄ）２ｇ
ルテニウム（Ｒｕ）２ｇ
インジウム（Ｉｎ）１ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｒｕ（純度＝９９.９重量）、Ｐｄ、Ｉｎの小塊を重量で１００ｇ計量し、これらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあて計６回のアーク溶解によって装入素材の均一な混合を行った。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１７２であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）９０ｇ
パラジウム（Ｐｄ）７ｇ
ロジウム（Ｒｈ）２ｇ
インジウム（Ｉｎ）１ｇ
高純度のＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ（純度＝９９.９％）、Ｉｎの小塊を上記の配合比で総量１００ｇ計量し、それらをボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの両面にそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を行って白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１７５であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９００）が得られた。

白金（Ｐｔ）８５ｇ
パラジウム（Ｐｄ）１０ｇ
金（Ａｕ）３ｇ
インジウム（Ｉｎ）２ｇ
高純度のＰｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｉｎの小塊を上記の配合比で総量で１００ｇ計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を行って白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１６８であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ８５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）９５ｇ
パラジウム（Ｐｄ）３ｇ
金（Ａｕ）１.７ｇ
インジウム（Ｉｎ）０.３ｇ
上記の配合比を基に高純度のＰｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらをボタンアーク溶解炉中の水冷坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を行って白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１０６であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）９０ｇ
パラジウム（Ｐｄ）７ｇ
金（Ａｕ）２.５ｇ
インジウム（Ｉｎ）０.５ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらをボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を行って白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１１５であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９００）が得られた。

白金（Ｐｔ）８５ｇ
パラジウム（Ｐｄ）５ｇ
インジウム（Ｉｎ）１０ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を行い白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１８４であり、宝飾品として実用上十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ８５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）９５ｇ
インジウム（Ｉｎ）５ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面をそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を行って白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１８９であり、宝飾品として十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９５０）が得られた。

白金（Ｐｔ）９０ｇ
インジウム（Ｉｎ）１０ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入後、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面をそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を行って白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１９６であり、宝飾品として、十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９００）が得られたが、少々、脆化してくるようである。

白金（Ｐｔ）９０ｇ
ロジウム（Ｒｈ）７ｇ
インジウム（Ｉｎ）３ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｒｈ、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらをボタンアーク溶解炉中の水冷銅坩堝へ装入し、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を図って白金合金のインゴットとした。インゴットは炉内冷却後取り出してビッカース硬度を測定した。その結果、Ｈｖ＝１９８であり、宝飾品として十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９００）が得られた。

白金（Ｐｔ）９０ｇ
イリジウム（Ｉｒ）７ｇ
インジウム（Ｉｎ）３ｇ
上記の配合比で高純度のＰｔ、Ｉｒ、Ｉｎの小塊を総量で１００ｇ計量し、それらを一度にボタンアーク溶解炉中の水冷坩堝へ装入し、アルゴンガス雰囲気中で溶解し合金化した。溶解作業時にはレバー操作によって坩堝中のボタンインゴットの反転を繰り返してインゴットの上下面にそれぞれ３回づつアークをあてて装入素材の均一な混合を図って白金合金のインゴットとした。その結果、Ｈｖ＝１８５であり、宝飾品として十分な硬度を持つ白金合金（Ｐｔ９００）が得られた。

上記の実施例を従来例も含めて表１に示す。

Claims

純白金及び白金へ下記に示す元素を各々の添加範囲内で１種もしくは２種以上加えた白金合金に対して、インジウム（Ｉｎ）を０.２〜１４重量％添加して高強度及び高硬度化を図った宝飾品用硬化白金合金及び製品。
パラジウム（Ｐｄ）＝１〜１４.５重量％、ロジウム（Ｒｈ）＝０.５〜１４重量％、イリジウム（Ｉｒ）＝１〜１４重量％、ルテニウム（Ｒｕ）＝０.５〜１４重量％、金（Ａｕ）＝１〜１４重量％、銅（Ｃｕ）＝１〜１４重量％。