JP2008513607A - Copper-boron mother alloy and method of use for making silver-copper alloy - Google Patents

Copper-boron mother alloy and method of use for making silver-copper alloy Download PDF

Info

Publication number
JP2008513607A
JP2008513607A JP2007532976A JP2007532976A JP2008513607A JP 2008513607 A JP2008513607 A JP 2008513607A JP 2007532976 A JP2007532976 A JP 2007532976A JP 2007532976 A JP2007532976 A JP 2007532976A JP 2008513607 A JP2008513607 A JP 2008513607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
boron
silver
copper
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007532976A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ジョンズ,ピーター,ゲイモン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MIDDLESEX SILVER COLIMITED
Original Assignee
MIDDLESEX SILVER COLIMITED
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB0421179A external-priority patent/GB2418432A/en
Application filed by MIDDLESEX SILVER COLIMITED filed Critical MIDDLESEX SILVER COLIMITED
Publication of JP2008513607A publication Critical patent/JP2008513607A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/06Alloys based on silver
    • C22C5/08Alloys based on silver with copper as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper

Abstract

銀と混ぜることで77wt%以上のAgと0.5wt%以上のGeを含んだ合金をつくるために用いる母金属材料は、CuおよびGeおよび硼素と併せて、合金に使う任意のさらなる成分と、夾雑物のすべてとを含む。また、77wt%以上の量のAg(銀)と、1〜7.2wt%のCu(銅)と、0.5wt%以上のGeと、Bとを含み、合金に使う任意のさらなる成分と、任意の不純物とを含むような銀合金をつくる方法も提供し、この方法には、純銀と、少なくとも銅とゲルマニウムと硼素の三元合金である母金属材料(例えば、92.5〜92.8wt%のAgと、6.0〜6.3wt%と、約1.2wt%のGeと、結晶微細化剤としての1〜15ppmの硼素との合金)とを共に熔融するステップ、が含まれる。得られる銀合金は、良好な耐曇性と火焼け(firestain)への抵抗性とを示し、また、ゆっくりと空気中で冷却することで、充分な析出硬化をさせることができる。本発明のさらなる特徴は、銀合金製品を造るために使う、銅に基づく母合金の製造方法に関し、この方法においては、熔融した母合金を、固化する前に分解性硼素化合物(水素化硼素もしくは水素化硼素金属など)で処理する。
【選択図】なし
The base metal material used to make an alloy containing 77 wt% Ag and 0.5 wt% Ge by mixing with silver is mixed with any additional components used in the alloy, together with Cu and Ge and boron. Including all of things. And any additional components used in the alloy, including 77 wt% or more Ag (silver), 1 to 7.2 wt% Cu (copper), 0.5 wt% or more Ge, and B; There is also provided a method of making a silver alloy containing impurities, which includes pure silver and a parent metal material (eg, 92.5-92.8 wt% Ag) that is a ternary alloy of at least copper, germanium, and boron, Melting 6.0 to 6.3 wt%, about 1.2 wt% Ge, and an alloy of 1 to 15 ppm boron as a crystal refiner. The resulting silver alloy exhibits good anti-fogging properties and resistance to firestain, and can be sufficiently precipitation hardened by slow cooling in air. A further feature of the present invention relates to a method for producing a copper-based master alloy used to make a silver alloy product, in which the molten master alloy is decomposed prior to solidification (such as boron hydride or hydride). Treatment with boron metal hydride).
[Selection figure] None

Description

本発明は、銀と混ぜて合金をつくる上で適する母金属材料(master metal composition)に関し、また、この母金属材料を使った銀合金の製造方法にも関し、また、成形製品をつくるためおよび/もしくは析出硬化作用を得るために、この合金をさらに任意に処理することにも関する。   The present invention relates to a master metal composition suitable for mixing with silver to form an alloy, and also relates to a method for producing a silver alloy using the parent metal material, for producing a molded product and It also relates to the further optional treatment of the alloy in order to obtain a precipitation hardening action.

(原文に記載無し) (Not mentioned in the original)

本発明は、銀と混ぜて合金をつくるための、銅に基づく母合金を提供し、この母合金は、ゲルマニウムと硼素を含み、且つ、任意に他の合金成分(銀および/もしくは亜鉛および/もしくは珪素および/もしくはインジウムを含む)も含めることができる。   The present invention provides a copper based master alloy for mixing with silver to form an alloy, the master alloy comprising germanium and boron, and optionally other alloy components (silver and / or zinc and / or Or silicon and / or indium).

また、本発明は、2wt%以下の硼素を含んだ、実質的に純粋な銅または銅合金(Cu-GeもしくはCu-Zn-GeもしくはCu-Ge-SiもしくはCu-Ge-Zn-Siの合金など)であって、この硼素が、熔融した銅中でin situで分解して硼素となりえるような化合物を手段として使って、銅中に導入されるような銅または銅合金、を提供する。これらの化合物は、アルキル硼素化合物、水素化硼素、硼素ハロゲン化物、硼素含有水素化金属、硼素含有金属ハロゲン化物、およびそれらの混合物から成る群から選択できる。in situ分解は、現行の銅-硼素母合金の作成方法(則ち、銅と硼素細粒を急速に融かし混ぜて、硼素ハードスポットができやすくなってしまうような方法)よりも優れていると思われる。いくつかの実施形態においては、母合金を混ぜ込んだ合金に多量の硼素成分を与えることができ、しかもハードスポットの成長は許容しうる程度に低く抑えられるような、有用な母合金を得ることが可能である。こうした合金中の硼素成分は、現在入手可能であるCu-B合金の2wt%という水準にまで高めることもでき、あるいは、硼素を結晶微細化剤として使用する際に得られる貴金属合金の場合よりも少なくすることもできる。いくつかの実施形態では、銅の熔融もしくは鋳造を促進する上で充分な量の銀を含んだ、Ag-Cu-Ge-B、Ag-Cu-B、Ag-Cu-B-Si、もしくはAg-Cu-Ge-B-Siが提供され、例えば、この銀の量は、1〜30wt%のAg、典型的には1〜25wt%のAg、より典型的には10〜25wt%のAgとすることができる。   The present invention also provides a substantially pure copper or copper alloy (Cu-Ge or Cu-Zn-Ge or Cu-Ge-Si or Cu-Ge-Zn-Si alloy containing less than 2 wt% boron. A copper or copper alloy that is introduced into copper using as a means a compound that can be decomposed in situ in molten copper to form boron. These compounds can be selected from the group consisting of alkyl boron compounds, boron hydrides, boron halides, boron-containing metal hydrides, boron-containing metal halides, and mixtures thereof. In situ decomposition is superior to the current method for making copper-boron master alloys (that is, a method in which copper and boron fine particles are rapidly melted and mixed, making it easy to form boron hard spots). It seems that there is. In some embodiments, to obtain a useful master alloy that can provide a large amount of boron component to the alloy mixed with the master alloy and that the hard spot growth is kept to an acceptable level. Is possible. The boron content in these alloys can be increased to a level of 2 wt% of currently available Cu-B alloys, or more than in the case of noble metal alloys obtained when using boron as a crystal refiner. It can also be reduced. In some embodiments, Ag-Cu-Ge-B, Ag-Cu-B, Ag-Cu-B-Si, or Ag containing a sufficient amount of silver to promote copper melting or casting. -Cu-Ge-B-Si, for example, the amount of silver is 1-30 wt% Ag, typically 1-25 wt% Ag, more typically 10-25 wt% Ag can do.

本発明の或る実施形態は、銀と混ぜて、77wt%以上のAgと0.5wt%以上のGeを含む銀合金を得るために用いられる母金属材料に関連し、この母金属材料は、Cuと、Geと、0.001〜0.5wt%(典型的には0.005〜0.3wt%)の硼素とを含み、それらに加えて、得られる合金のためのさらなる任意の成分と夾雑物のすべてを共に含む。   An embodiment of the present invention relates to a parent metal material used to obtain a silver alloy that is mixed with silver to contain 77 wt% or more of Ag and 0.5 wt% or more of Ge, the parent metal material comprising Cu And Ge and 0.001 to 0.5 wt% (typically 0.005 to 0.3 wt%) boron, in addition to all of the additional optional components and contaminants for the resulting alloy. .

さらにまた本発明は、77wt%以上のAgと、1〜7.2wt%のCu(銅)と、0.5wt%以上のGeと、0.005〜0.3wt%のBとを含み、且つさらに銀合金のためのさらなる任意の成分と夾雑物のすべてとを共に含んだ銀合金をつくるための方法も提供し、この方法には、純銀と、上述した母金属材料とを、共に熔融するステップが含まれる。   Furthermore, the present invention includes 77 wt% or more of Ag, 1 to 7.2 wt% of Cu (copper), 0.5 wt% or more of Ge, and 0.005 to 0.3 wt% of B, and further for a silver alloy. There is also provided a method for making a silver alloy that includes all of the additional optional components and all of the contaminants, the method including melting together pure silver and the parent metal material described above.

本発明のなおも別の実施形態では、銀製品の製造に用いる母合金をつくるための方法であって、銅(と任意のゲルマニルムまたは他の合金成分と)を熔融するステップと、アルキル硼素化合物、水素化硼素、硼素ハロゲン化物、硼素含有水素化金属、硼素含有金属ハロゲン化物、およびそれらの混合物から成る群から選択される化合物の形態としての硼素を熔湯中に添加するステップとを含むような方法も提供する。また本発明は、例えば、母合金(Cu-Ge-B母合金やCu-B母合金など)の製造にも適用可能である。   In yet another embodiment of the present invention, a method for making a master alloy for use in the manufacture of silver products, comprising melting copper (and any germanium or other alloy components), and an alkyl boron compound Adding boron in the form of a compound selected from the group consisting of boron hydride, boron halides, boron-containing metal hydrides, boron-containing metal halides, and mixtures thereof to the melt. Provide a simple method. The present invention can also be applied to, for example, the manufacture of a master alloy (such as a Cu—Ge—B master alloy or a Cu—B master alloy).

母合金の使用方法は、多数の技術的な利点を提供する。硼素は非常に軽い元素であり、熔融過程中に簡単に失われてしまう。合金中の硼素の量が多すぎるか、または硼素が充分に溶け込んでいないような場合には、硼素のハードスポットが生じ、銀製品を研磨したときにその表面に擦瑕ができてしまう。そうではあるのだが、熔融中の損失を補償するためとして、必要量以上の硼素を加えることが当たり前となっている。添加した硼素がどうなるのかについては、現在のところ不明であるが、ひとつの可能性としては、硼素が銀中に存在する酸素と反応しているのではないかとも考えられる。また別の可能性としては、通常はその中で合金を融かすグラファイト坩堝の物質が、硼素と反応しているのではないかとも考えられる。第三の可能性としては、硼素が熔湯の表面を越えて放出され、大気中に存在する酸素によって酸化されるのだとも考えられる。しかしながら、母合金中でゲルマニウムと硼素を組み合わせると、保護効果が得られ、また、ゲルマニウムが銅を保護するのと同様のやりかたで、ゲルマニウムは硼素も保護すると考えられる。   The use of the master alloy provides a number of technical advantages. Boron is a very light element and is easily lost during the melting process. If the amount of boron in the alloy is too large or the boron is not sufficiently dissolved, a hard spot of boron is generated and the surface of the silver product is abraded when it is polished. Nevertheless, it is common to add more boron than necessary to compensate for the loss during melting. It is currently unknown what happens to the added boron, but one possibility is that boron reacts with the oxygen present in the silver. Another possibility is that the material of the graphite crucible which normally melts the alloy in it reacts with boron. A third possibility is that boron is released beyond the surface of the melt and is oxidized by oxygen present in the atmosphere. However, when germanium and boron are combined in the master alloy, a protective effect is obtained, and germanium is considered to protect boron in the same manner as germanium protects copper.

いくつかの実施形態においては、合金にする成分を加えてゆく順序が重要となりえる。銅合金に対して、まずゲルマニウムを加えてから硼素を加えることは困難である。これは、硼素源として硼化銅を使うときには、硼素を合金中に溶解させる上で高温が必要になってくるために、合金のゲルマニウム成分が過熱されてしまうリスクに曝されることに因る問題である。そこで、本発明に係る母合金では、通常は、まず最も融点が高い元素を最初に融かし混ぜ、続いて低い融点の元素を加えながら加工を行う。別の手法として、母合金の熔融した金属に触れると分解する水素化硼素もしくは水素化硼素金属などとして硼素を添加して、硼素を合金中に分散することによって、ハードスポットなどが成長する機会を奪うことができる。   In some embodiments, the order in which the ingredients are alloyed can be important. It is difficult to add boron to a copper alloy first after adding germanium. This is because when copper boride is used as a boron source, a high temperature is required to dissolve boron in the alloy, so that the germanium component of the alloy is exposed to the risk of being overheated. It is a problem. Therefore, in the mother alloy according to the present invention, usually, the element having the highest melting point is first melted and mixed first, and then the processing is performed while adding the element having the lower melting point. Another method is to add boron as boron hydride or boron hydride metal, which decomposes when it touches the molten metal of the master alloy, and disperse boron in the alloy, thereby giving the opportunity to grow hard spots etc. I can take it away.

さらにまた、本発明は、少なくともCuとBを含んだ母合金を鋳造するための方法も提供し、この方法には、
(a) 少なくともCuを含んだ前駆母熔湯(precursor master melt)を形成するステップと、
(b) アルキル硼素化合物、水素化硼素、硼素ハロゲン化物、硼素含有水素化金属、硼素含有金属ハロゲン化物、およびそれらの混合物から成る群から選択される化合物を、母熔湯の全体に亘って分散するステップと、
(c) 熔湯を固化させるステップと
が含まれる。
Furthermore, the present invention also provides a method for casting a master alloy containing at least Cu and B.
(A) forming a precursor master melt containing at least Cu;
(B) A compound selected from the group consisting of alkyl boron compounds, boron hydrides, boron halides, boron-containing metal hydrides, boron-containing metal halides, and mixtures thereof, is dispersed throughout the mother melt. And steps to
(C) solidifying the molten metal.

〔母合金〕
母合金には、80〜95wt%のCu(もしくは、後述する合金のためのさらなる任意の成分と併さったCu)と、20〜5wt%のGeとを含めることができる。好ましい類の合金には、80〜86.7wt%のCu(もしくは、後述する合金のためのさらなる任意の成分と併さったCu)と、20〜13.3wt%のGeとを含める。なおもさらに好ましい類の合金は、82〜84.55wt%のCuおよび合金のためのさらなる任意の成分と、15.5〜18wt%のGeとを含む。約0.03wt%のBを有する合金を用いて、その合金を混ぜ入れる銀合金に所望の硼素成分を与えることが可能である。好ましい類の母合金は、銅、ゲルマニウム、硼素、および夾雑物のみを含む。
[Mother alloy]
The master alloy can include 80-95 wt% Cu (or Cu along with further optional components for the alloys described below) and 20-5 wt% Ge. A preferred class of alloys includes 80-86.7 wt% Cu (or Cu along with further optional components for the alloys described below) and 20-13.3 wt% Ge. A still more preferred class of alloys comprises 82-84.55 wt% Cu and further optional components for the alloy and 15.5-18 wt% Ge. An alloy having about 0.03 wt% B can be used to provide the desired boron component to the silver alloy into which the alloy is incorporated. A preferred class of master alloys includes only copper, germanium, boron, and impurities.

母合金は、銀合金に必要な銅のすべてを供給可能である。別の手法として、銅と、上記で定義した種類の母合金とを混ぜ融かすことによっても、銀合金をつくることができる。   The master alloy can supply all of the copper required for the silver alloy. As another method, a silver alloy can also be made by mixing and melting copper and a master alloy of the type defined above.

〔金属銅もしくは銅母合金への硼素の混入〕
硼素を加えんとする母合金前駆体は、純銅もしくはCu-Geとすることもでき、あるいは、鋳造をやりやすくし且つ表面の割れと粗鬆を抑制する効果のある少量の鋳造補助剤(casting adjuvants)(SiもしくはAgなど)をさらに含めたCuまたはCu-Geとすることもできる。銅もしくは合金は、通常は、鋳造もしくは鋳込みのための名目温度(nominal temperature)(例えば約1150〜1200℃)に置く。熔融温度は、硼素の蒸発の動力学に影響し、鋳造母合金中の最終的な硼素濃度を決定する。選択する温度は、連続鋳造法間の型(die)中での凝固、もしくは、結晶作成の際の結晶函(grain box)中での凝固を抑制するために、合金の液相線温度よりも充分に高い温度とすべきである。合金は大気圧下で容易に鋳造できるものであるが、大気圧よりも高い圧もしくは低い圧であっても、本発明の利点には影響しない。しかしながら、硼素の蒸発の動力学には影響しうる。さらに言えば、貴金属に混ぜ融かして、鋳造用結晶(casting grain)をつくってからさらに融かしてロッドもしくはワイヤーをつくるか、またはインベストメント鋳造法にかけるような母合金については、多くの硼素成分が含まれることが望ましい。
[Borne mixing in copper or copper master alloy]
The mother alloy precursor to which boron is added can be pure copper or Cu-Ge, or a small amount of casting aid (casting) that facilitates casting and suppresses surface cracks and roughness. adjuvants) (Si or Ag etc.) and Cu or Cu-Ge. The copper or alloy is usually placed at a nominal temperature for casting or casting (eg about 1150-1200 ° C.). The melting temperature affects the kinetics of boron evaporation and determines the final boron concentration in the cast mother alloy. The temperature to be selected is higher than the liquidus temperature of the alloy in order to suppress solidification in the die during continuous casting or in the grain box during crystal formation. The temperature should be high enough. Alloys can be easily cast at atmospheric pressure, but pressures higher or lower than atmospheric pressure do not affect the advantages of the present invention. However, it can affect the kinetics of boron evaporation. Furthermore, for master alloys that are mixed and melted with precious metals to form casting grains and then further melted to form rods or wires, or investment casting, there are many Desirably, a boron component is included.

或る実施形態においては、充分な硼素を母合金に加えて、鋳造する貴金属合金もしくは母合金に有効量の硼素が残留するようにすることで、有効な結晶微細化効果および脱酸効果を与えることができる。典型的には、母合金の硼素含量は100ppm〜1600ppmの範囲とし、また、鋳造用母合金中の公称硼素含量(nominal boron content)は約250ppmとするのがより典型的である。典型的には、0.01%〜0.16%の硼素を、前駆合金熔湯に加えるのが有効である。   In some embodiments, sufficient boron is added to the master alloy so that an effective amount of boron remains in the noble metal alloy or master alloy to be cast, thereby providing effective crystal refinement and deoxidation effects. be able to. Typically, the boron content of the master alloy is in the range of 100 ppm to 1600 ppm, and the nominal boron content in the casting master alloy is more typically about 250 ppm. Typically, it is effective to add 0.01% to 0.16% boron to the precursor alloy melt.

硼素は、本発明に係る母合金中に混ぜ込んで、最終的な銀合金中において酸素捕捉剤および/もしくは結晶微細化剤として使われる。硼素は、金属硼化物(硼化銅など)として添加することが可能である。また、硼素を、例えば50wt%以上のCu(と任意に付随的成分と)を含んだ熔融した母合金(Cu、Cu-Ge、Ag-Cu-Ge、Ag-Cu-Si、もしくはAg-Cu-Ge-Siなど)に対して添加する別の手法として、非反応性ガス(アルゴンなど)と併せた気体ボラン(ジボランなど)を母合金中に通すことによって加えることもできる。あるいは、母合金中に外気温で固体であるボラン(デカボラン B10H14, m.p. 100℃, b.p. 213℃ など)を導入することによって硼素を加えることもでき、あるいは、アルキル化ボラン(トリエチルボランもしくはトリ-n-ブチルボランなど)を添加することによって硼素を加えることもできる(但し、後者の試薬は自然発火するため、その取り扱いには注意が必要である)。とは言え、硼素は、水素化硼素金属として添加するのが好ましく、例えば、水素化硼素アルカリ金属、水素化硼素擬アルカリ(pseudo-alkali)金属、水素化硼素アルカリ土類金属など(水素化硼素リチウムなど)として硼素を添加するのが好ましい。特に好ましいのは水素化硼素ナトリウムであって、これは広汎に市販されており、また比較的大きな丸剤(ペレット)の形態で入手できるため、貴金属熔解工程中に取り扱いしやすい。 Boron is mixed in the mother alloy according to the present invention and used as an oxygen scavenger and / or crystal refiner in the final silver alloy. Boron can be added as a metal boride (such as copper boride). Also, a molten mother alloy (Cu, Cu-Ge, Ag-Cu-Ge, Ag-Cu-Si, or Ag-Cu containing boron, for example, 50 wt% or more of Cu (and optionally ancillary components). As another method of adding to -Ge-Si, etc., gas borane (such as diborane) combined with non-reactive gas (such as argon) can be added by passing it through the master alloy. Alternatively, boron can be added by introducing borane (decaborane B 10 H 14 , mp 100 ° C., bp 213 ° C., etc.) that is solid at ambient temperature into the master alloy, or alkylated borane (triethylborane or Boron can also be added by adding tri-n-butylborane, etc. (however, the latter reagent ignites spontaneously and its handling is necessary). However, boron is preferably added as a boron hydride metal, such as an alkali metal borohydride, a pseudo-alkali metal hydride, an alkaline earth metal borohydride, etc. (boron hydride). Boron is preferably added as lithium). Particularly preferred is sodium borohydride, which is widely available on the market and is available in the form of relatively large pills (pellets) and is therefore easy to handle during the noble metal melting process.

前述したように、気体の硼素化合物は、熔融した銅もしくは銅合金中に導入するわけであるが、ここで好ましくは、気体の硼素化合物をキャリアーガスと混合して、熔融した銅もしくは銅合金中に攪拌する流れをつくりだし、この合金中に混合気体の硼素成分を分散させる援けが得られるようにする。適切なキャリアーガスとしては、例えば水素、窒素、およびアルゴンが含まれる。気体の硼素化合物およびキャリアーガスは、熔融した銅もしくは銅合金を収めた容器の上から導入可能である。例えば、銅熔解炉内の坩堝、鋳込み用取瓶、または溜堰に対して、冶金用ランス(metallurgical lance)(グラファイトなどの耐熱性物質でできた細長い管、もしくは耐熱性物質で覆った金属管など)を、その下端を熔融した銅もしくは合金の中に潜らせるようにして用いることで、気体の硼素化合物およびキャリアーガスを導入することができる。このランスには、熔融した銅もしくは銅合金の深部に、気体の硼素化合物およびキャリアーガスを注入する上で充分な長さを具えさせるのが好ましい。別の手法として、例えば、ガス透過性バブリングバルブ、もしくは潜降させた注入用ノズルを使って、硼素含有ガスを、熔融した銅または銅合金の側部もしくは下部から導入することもできる。例えば、Rautomead International of Dundee, Scotlandでは、半仕上げの製品の連続鋳造を行うための、横型連続鋳造機(RMK系列)を製造している。加熱する銅もしくは合金は、固体グラファイトの坩堝に入れて、不活性ガス雰囲気(5ppm未満の酸素と2ppm未満の水分を含む、酸素を含まない窒素など)で保護し、且つ、グラファイトブロックを使った抵抗加熱法によって加熱することができる。こうした炉は、不活性ガスを熔湯に通すための組み込み設備を有する。   As described above, the gaseous boron compound is introduced into the molten copper or copper alloy. Preferably, however, the gaseous boron compound is mixed with a carrier gas to melt the molten boron or copper alloy. A flow of stirring is created to assist in dispersing the boron component of the gas mixture in the alloy. Suitable carrier gases include, for example, hydrogen, nitrogen, and argon. Gaseous boron compounds and carrier gases can be introduced from above a container containing molten copper or copper alloy. For example, a metallurgical lance (elongated tube made of a heat-resistant material such as graphite, or a metal tube covered with a heat-resistant material for a crucible in a copper melting furnace, a casting bottle, or a storage weir Etc.) is used so that its lower end is immersed in the molten copper or alloy, a gaseous boron compound and a carrier gas can be introduced. This lance is preferably provided with a length sufficient to inject a gaseous boron compound and a carrier gas into the deep portion of the molten copper or copper alloy. Alternatively, the boron-containing gas can be introduced from the side or bottom of the molten copper or copper alloy using, for example, a gas permeable bubbling valve or a submerged injection nozzle. For example, Rautomead International of Dundee, Scotland manufactures horizontal continuous casters (RMK series) for continuous casting of semi-finished products. Copper or alloy to be heated is put in a crucible made of solid graphite and protected with an inert gas atmosphere (such as nitrogen containing less than 5ppm oxygen and less than 2ppm water, oxygen-free nitrogen), and using a graphite block It can be heated by a resistance heating method. Such furnaces have built-in equipment for passing an inert gas through the melt.

熔湯に通す不活性ガスに、熱分解性の硼素含有ガスを少量加えることにより、熔融した金属中もしくは合金中に、硼素を所望の数ppmから数百ppm、さらには数千ppmに至るまでの範囲で容易に導入することができる。硼素化合物を、或る期間に亘って希薄ガス流として銅もしくは銅合金へと導入することによって、このガス流中のキャリアーガスが熔融した銅もしくは合金を攪拌するので、硼素化合物を比較的大きなひとつもしくは複数の塊として導入する場合に較べ、金属もしくは合金での硼素ハードスポットの発生を抑制するという見地からして好ましく、また、こうして得られる硼素含有合金を、ハードスポットの成長を抑える貴金属合金製造のための母合金として使うことができる。熔融した銅中もしくはその合金中にこのようにして導入できる化合物としては、三弗化硼素、ジボラン、もしくはトリメチル硼素が含まれ、これらは水素、アルゴン、窒素、もしくはヘリウムを加えて高圧ガス容器に入れた状態で入手可能である。このうちでジボランは、他の硼素類とは異なり、合金中に入り込む他の元素が水素のみとなるため、好ましいと言える。なおも別の方策としては、キャリアーガスを熔融した銅もしくはその合金に通すことで、それらを攪拌する作用を齎しつつ、固体硼素化合物(NaBH4もしくはNaBF4など)を、エアロゾルを構成する微細粉末として流動ガス流に加える、ということも可能である。 By adding a small amount of thermally decomposable boron-containing gas to the inert gas passed through the molten metal, the desired amount of boron in the molten metal or alloy is reduced from several ppm to several hundred ppm, and even several thousand ppm. It can be easily introduced in the range. By introducing the boron compound into the copper or copper alloy as a dilute gas stream over a period of time, the carrier gas in the gas stream agitates the molten copper or alloy, so that the boron compound is a relatively large one. Or it is preferable from the viewpoint of suppressing the generation of boron hard spots in the metal or alloy as compared with the case where it is introduced as a plurality of lumps. Can be used as a master alloy for. Compounds that can be introduced in this way into molten copper or its alloys include boron trifluoride, diborane, or trimethyl boron, which are added to hydrogen, argon, nitrogen, or helium in a high pressure gas container. It is available in the put state. Among these, unlike other boron compounds, diborane can be said to be preferable because the only other element that enters the alloy is hydrogen. Yet another measure is to pass the carrier gas through the molten copper or its alloy, so that the stir action of the carrier gas is reduced while the solid boron compound (NaBH 4 or NaBF 4 or the like) is made into a fine powder that constitutes the aerosol. It is also possible to add to the flowing gas stream.

また、液体である硼素化合物を、熔融した銅中もしくは銅合金中に導入することもでき、その際にはそのまま導入してもよく、あるいは不活性有機溶媒に溶かして導入してもよい。このやりかたで導入できる化合物としては、アルキルボラン類もしくはアルコキシ-アルキルボラン類が含まれ、例えば、トリエチルボラン、トリプロピルボラン、トリ-n-ブチルボラン、およびメトキシジエチルボランが含まれる。これらを安全に取り扱うためには、ヘキサンもしくはTHFに溶かすのがよい。液体硼素化合物は、カプセルもしくは包(sachets)に見立てて銅箔でつくった容器の中に、既知の液体/カプセルもしくは液体/包を充填するための装置と、充填されたカプセルもしくは包または他の小容器(通常は容量0.5〜5ml、より好ましくは約1〜1.5ml)をつくるための保護雰囲気とを使って、充填して密封することができる。別の手法として、カプセルもしくは包を、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリマーでつくることもできる。そうして充填した適切な数のカプセルもしくは包は、熔融した銅中もしくはその合金中に、個別に入れ込んでもよいし、あるいはひとつもしくは複数の群にして入れ込んでもよい。なおも別の方策として、液体の硼素含有化合物を、上述したように熔融した銅もしくは銅合金を攪拌するために用いられるキャリアーガス流中に噴霧することもできる。硼素含有化合物の小滴は、キャリアーガス中でエアロゾルの形態となるか、あるいはキャリアーガス中で揮発しうる。   Moreover, the boron compound which is a liquid can also be introduce | transduced in the molten copper or copper alloy, In that case, you may introduce | transduce as it is or you may melt | dissolve in an inert organic solvent and introduce | transduce. Compounds that can be introduced in this manner include alkylboranes or alkoxy-alkylboranes, such as triethylborane, tripropylborane, tri-n-butylborane, and methoxydiethylborane. In order to handle these safely, it is better to dissolve in hexane or THF. Liquid boron compounds can be used in containers made of copper foil in the form of capsules or sachets, as well as devices for filling known liquids / capsules or liquids / capsules, filled capsules or capsules or other It can be filled and sealed using a protective atmosphere to create a small container (usually 0.5-5 ml in volume, more preferably about 1-1.5 ml). Alternatively, the capsule or sachet can be made of a polymer such as polyethylene or polypropylene. The appropriate number of capsules or wraps so filled may be placed individually in molten copper or alloys thereof, or may be placed in one or more groups. As yet another alternative, a liquid boron-containing compound can be sprayed into a carrier gas stream used to stir the molten copper or copper alloy as described above. The boron-containing compound droplets can be in the form of an aerosol in a carrier gas or volatilize in the carrier gas.

また、前述したように、硼素化合物は固体として熔融した銅中もしくは銅合金中に導入するのが好ましく、例えば、デカボラン B10H14(m.p. 100℃, b.p. 213℃)などの固体ボランを使うことができる。しかしながら、硼素を添加するにあたっては、硼素含有水素化金属もしくは硼素含有金属弗化物または他のハロゲン化物、のいずれかの形態を使うのが好ましい。硼素含有水素化金属を使用する場合には、適切な金属としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、およびそれらの混合物が含まれる。硼素含有金属弗化物を使用する場合には、ナトリウムが好ましい金属である。最も好ましいのは水素化硼素ナトリウム NaBH4 (分子量37.85)であって、硼素を28.75%の割合で含み、しかも比較的大きめのペレットの形態として入手可能であるので、貴金属熔融工程中に取り扱いしやすい。 As described above, the boron compound is preferably introduced into the molten copper or copper alloy as a solid. For example, solid borane such as decaborane B 10 H 14 (mp 100 ° C, bp 213 ° C) should be used. Can do. However, it is preferred to use any form of boron-containing metal hydride or boron-containing metal fluoride or other halide when adding boron. When boron-containing metal hydrides are used, suitable metals include sodium, lithium, potassium, calcium, zinc, and mixtures thereof. Sodium is the preferred metal when boron-containing metal fluorides are used. Most preferred is sodium borohydride NaBH 4 (molecular weight 37.85), which contains boron in a proportion of 28.75% and is available in the form of relatively large pellets that are easy to handle during the precious metal melting process. .

硼素は、高温の熔融した銅もしくは銅合金から揮発して失われてしまいやすいものであるため、結晶微細化に要する充分な濃度を維持するために、硼素を後から添加する必要が生じることがある。硼素化合物が、銅中もしくは銅合金中にもっと混ざりやすくするために、薄い銅箔もしくは薄い不活性物質(則ち、熔融した銀中で、実質的に残滓を出すこと無く、分解する物質。紙もしくは樹脂シートなど)の箔で、硼素化合物を包むこともできる。箔にするために好ましい金属は銅であるが、そのほかにも、銀は鋳造特性を補う効果を持つため、箔として使用してもよい。この箔の厚さは、約0.01mm〜約0.3mmの範囲とするのが好ましく、箔で包んだ硼素化合物が、箔が融けきる前に熔解した銅もしくは合金の中に充分に沈んで、硼素化合物を放出できるようにする。硼素化合物の成分は、放出されると熔湯中の酸素と結合し、熔湯を効果的に脱酸する。また、(本発明の効果はこの理論の正しさに依るものでは無いが)硼素は熔湯中の元素のいくつかと反応して、散けた不溶性粒子を形成し、基材全体に分散すると考えられ、この不溶性粒子が結晶核生成部として機能して、大きさが均一であって且つ成長しづらい微細結晶の形成を促進している、と考えられる。   Boron is likely to be volatilized and lost from high-temperature molten copper or copper alloys, so it may be necessary to add boron later to maintain a sufficient concentration for crystal refinement. is there. A thin copper foil or thin inert material (that is, a material that decomposes in molten silver with virtually no residue left) to make it easier for boron compounds to mix in copper or copper alloys. Alternatively, the boron compound can be wrapped with a foil of a resin sheet or the like. The preferred metal for forming the foil is copper, but silver may also be used as the foil because it has the effect of supplementing the casting properties. The thickness of the foil is preferably in the range of about 0.01 mm to about 0.3 mm, and the boron compound wrapped in the foil is sufficiently submerged in the molten copper or alloy before the foil melts, so that the boron Allow the compound to be released. When released, the boron compound combines with the oxygen in the melt and effectively deoxidizes the melt. Boron reacts with some of the elements in the melt to form scattered insoluble particles and is dispersed throughout the substrate (although the effect of the present invention is not dependent on the correctness of this theory). This insoluble particle is considered to function as a crystal nucleation part, promoting the formation of fine crystals that are uniform in size and difficult to grow.

硼素を熔融した金属に添加するにあたって、例えばジボランを使う場合には、化合物は(例えば)以下のように硼素と水素に分解される。

B2H6 → 2B(s) + 3H2(g)

この水素が熔湯を効果的に脱酸する。
For example, when diborane is used to add boron to the molten metal, the compound is decomposed into boron and hydrogen (for example) as follows.

B 2 H 6 → 2B (s) + 3H 2 (g)

This hydrogen effectively deoxidizes the molten metal.

まず水素化硼素ナトリウムを熔融金属へと加える場合には、最初の反応は硼素含有結晶微細化剤の分解であると考えられる。

(1) NaBH4(s) → Na(g) + B(s) + 2H2(g)

分解後に生じるナトリウムと水素と硼素のすべては、以下のように熔湯の脱酸をするために役立つ。

(2) Na(g) + 0.5O2(g) → Na2O(s)
(3) H2(g) + 0.5O2(g) → H2O(g)
(4) B(s) + 0.5O2(g) + 0.5H2(g) → HBO(g)

均一な鋳造を行うためには、1分間を超える攪拌(通常は1〜5分間)をして、熔融金属全体に亘って硼素を分散させるのがよい。攪拌は、熔融金属を汚さないような任意の手段(グラファイトの攪拌棒など)を使って行うことができる。
When sodium borohydride is first added to the molten metal, the first reaction is considered to be decomposition of the boron-containing crystal refiner.

(1) NaBH 4 (s) → Na (g) + B (s) + 2H 2 (g)

All of the sodium, hydrogen and boron produced after decomposition is useful for deoxidizing the melt as follows.

(2) Na (g) + 0.5O 2 (g) → Na 2 O (s)
(3) H 2 (g) + 0.5O 2 (g) → H 2 O (g)
(4) B (s) + 0.5O 2 (g) + 0.5H 2 (g) → HBO (g)

In order to perform uniform casting, it is preferable to stir for more than 1 minute (usually 1 to 5 minutes) to disperse boron throughout the molten metal. Stirring can be performed using any means that does not contaminate the molten metal (such as a graphite stirring rod).

得られる母合金は、所望の製品を成形する上で適切な方法を使って鋳造する。こうした有用な製品のひとつが、鋳造用結晶である。鋳造用結晶とは、宝飾品製造業者へと販売される小粒であって、母合金の結晶と貴金属の結晶とを併せて行うインベストメント鋳造によって、所望の宝飾品が成形されることになるものである。攪拌の後に、熔融した母合金を底に開口部を持つ容器である結晶函に鋳込み、結晶函を通して液体金属を流して、所望の形状と結晶の大きさをつくりだす。結晶函は、坩堝と同様の物質から作成することができ、例えば、グラファイト、粘土/グラファイト、セラミック、およびシリコンカーバイドなどを使うことができるが、これらに限定はされない。熔融した母合金を、結晶函中で散けた小滴にして開口部から流し、水の入った結晶タンク(grain tank)の水の中に母合金の小滴を垂らし入れて凝固させることで、だいたい球状である粒子として固化をさせる。その後、母合金の鋳造用結晶を結晶タンクから取り出して、(遠心力と熱風などによって)乾燥させる。得られるだいたい球状である結晶の直径は、通常は約0.1mm〜約5mmの範囲である。   The resulting master alloy is cast using a method suitable for forming the desired product. One such useful product is a casting crystal. A casting crystal is a small grain sold to a jewelry manufacturer, and a desired jewelry is formed by investment casting in which a master alloy crystal and a precious metal crystal are combined. is there. After stirring, the molten master alloy is poured into a crystal box, which is a container having an opening at the bottom, and a liquid metal is poured through the crystal box to produce a desired shape and crystal size. The crystal box can be made of the same material as the crucible. For example, graphite, clay / graphite, ceramic, silicon carbide, and the like can be used, but the invention is not limited thereto. By melting the molten master alloy into small droplets scattered in the crystal box and flowing from the opening, by dropping the master alloy droplet into the water of the crystal tank (water) containing water and solidifying it, Solidify as roughly spherical particles. Thereafter, the casting crystal of the mother alloy is taken out of the crystal tank and dried (by centrifugal force and hot air). The diameter of the roughly spherical crystals obtained is usually in the range of about 0.1 mm to about 5 mm.

〔本発明に係る母合金から製造できる合金〕
本発明に係る母合金は、銀合金の製造に用いることができる。
[Alloy that can be produced from the master alloy according to the present invention]
The mother alloy according to the present invention can be used for producing a silver alloy.

本発明に係る母合金は、75wt%以上のAg成分と、0.5〜3wt%のGe成分と、付随的な成分と夾雑物のすべてを除いた残余分としての銅とを有し、結晶微細化剤として硼素を含む、銀/ゲルマニウム合金をつくるために使うことが可能である。所望であれば、この銅成分の一部を、Al、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Er、Ga、In、Mg、Mn、Ni、Pb、Pd、Pt、Si、Sn、Ti、V、Y、Yb、Zn、およびZrから選択される、ひとつまたは複数の、付随的であり且つ火焼け(firestain)と曇りへの抵抗性に関するゲルマニウムの効果に過度に影響しないような成分元素で置き換えることもできる。ゲルマニウムに対する付随的成分の重量比は、100:0〜80:20の範囲、好ましくは100:0〜60:40の範囲とすることができる。「付随的な成分」("incidental ingredients")という語には、合金内部での補助的な機能性(色合いもしくは鋳った際の外観の改良など)を有する成分をあてはめることができ、また、この語には或る量の金属もしくは半金属を含めることができ、例えば、「脱酸」("deox")に適するSi、Zn、Sn、もしくはInを含めることができる。   The master alloy according to the present invention has an Ag component of 75 wt% or more, a Ge component of 0.5 to 3 wt%, and copper as a residue excluding all incidental components and impurities, and crystal refinement It can be used to make silver / germanium alloys containing boron as an agent. If desired, part of this copper component can be replaced with Al, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Er, Ga, In, Mg, Mn, Ni, Pb, Pd, Pt, Si, Sn, Ti, V Replace with one or more incidental elements selected from Y, Yb, Zn, and Zr that do not unduly affect germanium's effect on firestain and haze resistance You can also. The weight ratio of the incidental component to germanium can be in the range of 100: 0 to 80:20, preferably in the range of 100: 0 to 60:40. The term "incidental ingredients" can be used to refer to ingredients that have an auxiliary functionality within the alloy (such as a tint or improved appearance when cast) The term can include a certain amount of metal or metalloid, for example, Si, Zn, Sn, or In suitable for “deox”.

本発明によってつくることができる合金としては、硬貨鋳造用品位、品位800(品位830および品位850などを含む)、ならびに標準スターリング銀、ならびに、火焼けおよび/もしくは曇りを低減する上で有効な量のゲルマニウムを含む銀合金、が含まれる。本発明に係る方法によって適切につくることができるAg-Cu-Ge三元合金、Ag-Cu-Zn-Ge四元合金、およびAg-Cu-Ge-Si四元合金は、合金の重量に対して80%以上、好ましくは92.5%以上であって98%を上限(好ましくは97%を上限)とする銀成分を有する。Ag-Cu-(Zn)-Ge合金もしくはAg-Cu-(Si)-Ge合金のゲルマニウム含量は、0.1wt%以上とすべきであって、好ましくは0.5wt%以上、より好ましくは1.1wt%以上である。ゲルマニウム成分は、合金の重量に対して1.5%を超えないようにするのが好ましく、より好ましくは4wt%以下であって、上限は好ましくは6.5wt%とする。   Alloys that can be made in accordance with the present invention include coin casting grade, grade 800 (including grade 830 and grade 850, etc.), and standard sterling silver, and amounts effective to reduce fire and / or haze A silver alloy containing germanium. The Ag-Cu-Ge ternary alloy, Ag-Cu-Zn-Ge quaternary alloy, and Ag-Cu-Ge-Si quaternary alloy that can be appropriately produced by the method according to the present invention are based on the weight of the alloy. 80% or more, preferably 92.5% or more, and has a silver component with 98% as the upper limit (preferably 97% as the upper limit). The germanium content of the Ag-Cu- (Zn) -Ge alloy or Ag-Cu- (Si) -Ge alloy should be 0.1 wt% or more, preferably 0.5 wt% or more, more preferably 1.1 wt% That's it. It is preferable that the germanium component does not exceed 1.5% with respect to the weight of the alloy, more preferably 4 wt% or less, and the upper limit is preferably 6.5 wt%.

特に、珪素は、例えば0.5wt%以下、典型的には0.5〜3wt%、より普遍的には0.1〜0.2wt%で銀合金へと添加することができるものであって、好ましくは例えば約10wt%のSiを含んだ銅-珪素母合金の形態として入手できる。例えば銀-銅-ゲルマニウム三元合金の鋳造用結晶中に、珪素を混ぜ込むことによって、輝きのある外観のインベストメント鋳造物を、鋳型からすぐに取り外せるようになる。例えばインベストメント鋳造の前に、珪素を鋳造用結晶に添加することもでき、あるいは、最初の熔解時に銀の中に珪素を混ぜ入れて合金をつくることもできる。   In particular, silicon can be added to the silver alloy at, for example, 0.5 wt% or less, typically 0.5-3 wt%, more universally 0.1-0.2 wt%, preferably about 10 wt%, for example. Available in the form of a copper-silicon master alloy containing 1% Si. For example, by incorporating silicon into a casting crystal of a silver-copper-germanium ternary alloy, an investment casting with a lustrous appearance can be readily removed from the mold. For example, silicon can be added to the casting crystals prior to investment casting, or an alloy can be made by mixing silicon into silver during the initial melting.

Ag-Cu-Ge三元合金のうちの、夾雑物と付随的成分とすべての結晶微細化剤とを除いた残余分は、銅から成ることになり、最終的な合金の重量に対して0.5%以上存在するべきであって、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上、最も好ましくは4%以上で存在する。「品位800」の三元銀合金では、銅含量は例えば18.5%が適切である。適切な量の銅を母合金に混ぜ込むと、通常、銅は母合金の50wt%以上を占める。   The remainder of the Ag-Cu-Ge ternary alloy, excluding impurities, ancillary components, and all grain refiners, will consist of copper, 0.5% of the final alloy weight. % Should be present, preferably 1% or more, more preferably 2% or more, and most preferably 4% or more. For a ternary silver alloy of “Grade 800”, a suitable copper content is, for example, 18.5%. When an appropriate amount of copper is mixed into the master alloy, copper usually accounts for more than 50 wt% of the master alloy.

Ag-Cu-Zn-Ge四元合金のうちの、夾雑物とすべての結晶微細化剤を除いた残余分は、銅(合金の重量に対して0.5%以上存在するべきであって、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上、最も好ましくは4%以上で存在する)と、亜鉛(銅に対する重量比が1:1を超えないように存在するべき)とから成ることになる。したがって、亜鉛は、銀-銅合金中に任意に存在し、その量は銅成分の重量の0〜100%となる。「品位800」の四元銀合金では、例えば、銅含量が10.5%、亜鉛含量が8%であるのが適切である。亜鉛が存在する場合には、亜鉛を母合金に混ぜ込むことができる。   The remainder of the Ag-Cu-Zn-Ge quaternary alloy, excluding impurities and all crystal refiners, should be copper (0.5% or more based on the weight of the alloy, preferably 1% or more, more preferably 2% or more, most preferably 4% or more) and zinc (should be present so that the weight ratio to copper does not exceed 1: 1). Therefore, zinc is optionally present in the silver-copper alloy, the amount of which is 0-100% of the weight of the copper component. For a “grade 800” quaternary silver alloy, for example, it is appropriate that the copper content is 10.5% and the zinc content is 8%. If zinc is present, it can be mixed into the master alloy.

この銀合金には、銀と銅とゲルマニウムと任意成分である亜鉛とに加えてさらに、合金の処理工程中に結晶の成長を抑える結晶微細化剤を含めるのが好ましく、こうした結晶微細化剤は母合金の一部として添加する。適切な結晶微細化剤としては、硼素、イリジウム、鉄、およびニッケルが含まれ、中でも硼素が特に好ましい。結晶微細化剤(好ましくは硼素)は、Ag-Cu-(Zn)-Ge合金中もしくはAg-Cu-(Si)-Ge合金中に、合金の重量に対して1ppm〜100ppmの範囲で存在することができ、好ましくは2ppm〜50ppm、より好ましくは4ppm〜20ppmの範囲とする。   In addition to silver, copper, germanium, and optional zinc, the silver alloy preferably further includes a crystal refining agent that suppresses crystal growth during the processing of the alloy. Add as part of the master alloy. Suitable crystal refiners include boron, iridium, iron, and nickel, with boron being particularly preferred. The grain refiner (preferably boron) is present in the Ag-Cu- (Zn) -Ge alloy or Ag-Cu- (Si) -Ge alloy in the range of 1 ppm to 100 ppm relative to the weight of the alloy. Preferably, the range is 2 ppm to 50 ppm, more preferably 4 ppm to 20 ppm.

好ましい実施形態においては、銀合金を、夾雑物およびすべての結晶微細化剤を除き、銀合金の重量に対して80%〜96%の銀と0.1%〜5%のゲルマニウムと1%〜19.9%の銅とから成る三元合金とする。より好ましい実施形態においては、銀合金を、夾雑物および結晶微細化剤を除き、合金の重量に対して92.5%〜98%の銀と0.3%〜3%のゲルマニウムと1%〜7.2%の銅と、さらに結晶微細化剤としての1ppm〜40ppmの硼素とから成る三元合金とする。さらに好ましい実施形態においては、銀合金を、夾雑物および結晶微細化剤を除き、合金の重量に対して92.5%〜96%の銀と0.5%〜2%のゲルマニウムと1%〜7%の銅と、さらに結晶微細化剤としての1ppm〜40ppmの硼素とから成る三元合金とする。特に好ましい銀の三元合金は、Argentium(商標)として市販されており、92.7〜93.2wt%のAgと、6.1〜6.3wt%のCuと、約1.2wt%のGeとを含む。   In a preferred embodiment, the silver alloy is 80% to 96% silver, 0.1% to 5% germanium and 1% to 19.9%, based on the weight of the silver alloy, excluding impurities and all grain refiners. A ternary alloy consisting of copper. In a more preferred embodiment, the silver alloy, excluding impurities and crystal refiners, is 92.5% to 98% silver, 0.3% to 3% germanium and 1% to 7.2% copper, based on the weight of the alloy. And a ternary alloy consisting of 1 ppm to 40 ppm boron as a crystal refiner. In a more preferred embodiment, the silver alloy, excluding impurities and crystal refiner, is 92.5% to 96% silver, 0.5% to 2% germanium and 1% to 7% copper, based on the weight of the alloy. And a ternary alloy consisting of 1 ppm to 40 ppm boron as a crystal refiner. A particularly preferred silver ternary alloy is commercially available as Argentium ™ and contains 92.7-93.2 wt% Ag, 6.1-6.3 wt% Cu, and about 1.2 wt% Ge.

本発明に係る母合金を使う、硼素の添加による利点を得られる合金(Cu-BもしくはCu-Ge-B)として特に知られているものには、以下に挙げるものが含まれる。   Specific examples of alloys (Cu-B or Cu-Ge-B) that can benefit from the addition of boron using the master alloy according to the present invention include the following.

(i) US-A-3811876(Harigawa et al., K. K. Suwa Seikosha, その記載はこの参照により本開示に含まれる)。SnとInとZnとの相乗作用によって曇りを軽減する銀合金を開示している。ここでは、4〜10wt%のSnと、0.5〜12wt%のInと、0.1〜5wt%のZnと、残余分として銀と、から本質的に成る合金を記載し請求している。ここではまた、Ti、Zr、Be、Cr、Si、Al、Ge、および/もしくはSbを添加して、これらが優先的に酸化されて安定な酸化物をつくることにより、銀合金の表面を保護し、機械的強度と耐曇性が増大する、とも主張している。これらの添加元素の量が0.001wt%未満であると、効果的では無い。また、1wt%を超える量のTi、Zr、Be、Cr、もしくはSiを加えると、合金が脆くなってしまうと述べられており、さらに不溶性成分が形成されて研磨に影響が出るとも述べられている。0.001〜5wt%のAl、Ge、およびSbの添加によって、加工性を落とすこと無く耐曇性が増すことができると述べられている。この合金は銅を含まないので火焼けの被害を蒙らない、と述べられてはいるが、この合金は軟らかい。 (I) US-A-3811876 (Harigawa et al., K. K. Suwa Seikosha, the description of which is included in this disclosure by this reference). Disclosed is a silver alloy that reduces fogging by the synergistic action of Sn, In, and Zn. Here, an alloy consisting essentially of 4-10 wt% Sn, 0.5-12 wt% In, 0.1-5 wt% Zn, and the balance silver is described and claimed. Here too, Ti, Zr, Be, Cr, Si, Al, Ge, and / or Sb are added to protect the surface of the silver alloy by preferentially oxidizing to form a stable oxide. It is also claimed that mechanical strength and anti-fogging are increased. When the amount of these additive elements is less than 0.001 wt%, it is not effective. It is also stated that adding Ti, Zr, Be, Cr, or Si in an amount exceeding 1 wt% will make the alloy brittle, and that insoluble components will be formed, affecting polishing. Yes. It is stated that the addition of 0.001 to 5 wt% Al, Ge, and Sb can increase the anti-fogging property without reducing the workability. Although it is stated that the alloy does not contain copper and is not subject to fire burns, it is soft.

(ii) US-A-4973446(Bernhard et al., United Precious Metal Refining, その開示はこの参照により本開示に含まれる)。Sn、In、Zn型であって、さらに銅および硼素を含む銀合金材料を開示している。この銀合金は、89〜93.5wt%のAgと、0.01〜2wt%のSiと、約0.001〜2wt%のBと、約0.5〜5wt%のZnと、約0.5〜6wt%のCuと、約0.25〜2wt%のSnと、約0.01〜1.25wt%のInとを含む。珪素は脱酸剤(de-oxidant)として加える。硼素は、熔融した合金の表面張力を低減して、均一に混ぜられるようにするために加える。亜鉛は、合金の融点を下げるためと、白みを足すためと、銅の代わりとして使うためと、脱酸剤として使うためと、合金の流動性を改善するために加える。銅は、従来から知られている銀の硬化剤として、さらには他の物質の主な担持剤としても機能するものとして加える。錫は、耐曇性の改善のためと、錫の有する硬化作用を得るために加える。インジウムは、結晶微細化剤として、且つ合金のぬれ性(wetability)を改善するためのものとして加える。銀は、硬貨鋳造用銀もしくはスターリング銀として認められるために最低限必要なパーセンテージで存在しなくてはならない。また、上述した銀合金材料をつくるために用いられる母合金も開示されており、0.91〜30.77wt%のSiと、0.001〜30.77wt%のBと、4.54〜76.93wt%のZnと、4.54〜92.31wt%のCuと、2.27〜30.77wt%のSnと、0.09〜19.24wt%のInとを含むことができるとされている。典型的な母合金には、約25wt%のZnと、約54wt%のSnと、約0.75wt%のInと、約19.44wt%のCuと、約0.135wt%のBと、約0.675wt%のSiとが含まれる。本発明の発明者の経験から述べると、この合金は、或る程度の耐曇性を示すだけではなく、さらにインベストメント鋳造の際の火焼けを或る程度軽減するものの、その一方で、銅成分を含むためにはんだづけもしくは焼き鈍しの際の火焼けへの耐性に欠ける。US-A-5039479(Bernhard et al., この参照により本開示に含まれる)の記載についても同様である。 (Ii) US-A-4973446 (Bernhard et al., United Precious Metal Refining, the disclosure of which is hereby incorporated by reference). A silver alloy material of Sn, In, Zn type and further containing copper and boron is disclosed. This silver alloy is composed of 89-93.5 wt% Ag, 0.01-2 wt% Si, about 0.001-2 wt% B, about 0.5-5 wt% Zn, about 0.5-6 wt% Cu, about 0.25 to 2 wt% Sn and about 0.01 to 1.25 wt% In. Silicon is added as a de-oxidant. Boron is added to reduce the surface tension of the molten alloy so that it can be mixed uniformly. Zinc is added to lower the melting point of the alloy, to add whiteness, to replace copper, as a deoxidizer, and to improve the fluidity of the alloy. Copper is added to function as a conventionally known silver curing agent and also as a main carrier for other substances. Tin is added to improve anti-fogging property and to obtain the hardening action of tin. Indium is added as a crystal refiner and to improve the wetability of the alloy. Silver must be present in the minimum percentage necessary to be recognized as coin-casting silver or sterling silver. Also disclosed is a master alloy used to make the silver alloy material described above, 0.91 to 30.77 wt% Si, 0.001 to 30.77 wt% B, 4.54 to 76.93 wt% Zn, 4.54 to It is said that it can contain 92.31 wt% Cu, 2.27-30.77 wt% Sn, and 0.09-19.24 wt% In. Typical master alloys include about 25 wt% Zn, about 54 wt% Sn, about 0.75 wt% In, about 19.44 wt% Cu, about 0.135 wt% B, and about 0.675 wt%. Si and included. According to the experience of the inventors of the present invention, this alloy not only shows a certain degree of anti-fogging, but also reduces the burns during investment casting to some extent, while the copper component Insufficient resistance to burning during soldering or annealing. The same applies to the description of US-A-5039479 (Bernhard et al., Incorporated herein by reference).

(iii) GB-B-2255348(Rateau, Albert and Johns; Metaleurop Recherche, その開示はこの参照により本開示に含まれる)。Ag-Cu合金に特有の硬化特性と光沢特性を引き継ぎつつ、銅成分の酸化されやすさから生じる問題を低減する銀合金を開示している。この合金は、92.5wt%以上のAgと、0.5〜3wt%のGeと、夾雑物を除く残余分として銅とを含む、Ag-Cu-Ge三元合金である。この合金は、従来の生産工程、変形工程、および仕上げ工程の間に、外気中で錆びることが無く、また、冷間変形が容易であり、また、鑞づけしやすく、また、大きな鋳縮みを起こさない。さらにこの合金は、優れた延性と引っ張り強度も呈する。ゲルマニウムは保護機能を示し、これは新規な合金が示す特性と有用に組み合わせることができる。また、ゲルマニウムは、銀相と銅相の双方に固溶していた。この合金の微細構造は二つの相から成っており、銀中のゲルマニウムと銅の固溶体が、ゲルマニウムと銀と銅とのフィラメント状の固溶体に取り囲まれた構造になっている。銅リッチ相中のゲルマニウムが、GeOおよび/もしくはGeO2の薄い保護膜を形成して、この相の表面の酸化を抑制し、鑞づけおよび火炎焼き鈍しの際に火焼けの発生を抑えている。さらに、ゲルマニウムの添加によって、曇りの拡大を大きく遅らせることができ、また、表面の黒みがやや黄みがかったように変わり、生じた曇りは普通の水道水を使って簡単に除去することができる。この合金は、特に宝飾品として有用である。 (Iii) GB-B-2255348 (Rateau, Albert and Johns; Metaleurop Recherche, the disclosure of which is hereby incorporated by this reference). Disclosed is a silver alloy that reduces the problems caused by the oxidization of copper components while inheriting the hardening and gloss properties unique to Ag-Cu alloys. This alloy is an Ag—Cu—Ge ternary alloy containing 92.5 wt% or more of Ag, 0.5 to 3 wt% of Ge, and copper as a remainder excluding impurities. This alloy does not rust in the open air during the conventional production process, deformation process, and finishing process, is easy to cold deform, is easy to braze, and has a large shrinkage. Do not wake up. Furthermore, this alloy also exhibits excellent ductility and tensile strength. Germanium exhibits a protective function, which can be usefully combined with the properties exhibited by the novel alloys. Further, germanium was dissolved in both the silver phase and the copper phase. The microstructure of this alloy is composed of two phases, and a solid solution of germanium and copper in silver is surrounded by a filamentous solid solution of germanium, silver and copper. The germanium in the copper-rich phase forms a thin protective film of GeO and / or GeO 2 to suppress the oxidation of the surface of this phase and suppress the occurrence of burning during brazing and flame annealing. In addition, the addition of germanium can greatly delay the haze expansion, the surface blackish turns slightly yellow, and the resulting haze can be easily removed using normal tap water. . This alloy is particularly useful as a jewelry.

(iv) US-A-6168071(Johns, その開示はこの参照により本開示に含まれる)。特に、合金重量に対して77wt%以上のAg成分と、合金重量に対して0.5〜3wt%のGe成分と、すべての夾雑物を除く残余分として銅とを有する銀/ゲルマニウム合金であって、結晶微細化剤としての硼素を約20ppmまでの濃度で含むような合金について記載し請求している。所望であれば、開示されているCuB母合金に代わって、アルキル硼素化合物、水素化硼素、硼素ハロゲン化物、硼素含有水素化金属、硼素含有金属ハロゲン化物、およびそれらの混合物を使って、合金に硼素成分を与えることもできる。 (Iv) US-A-6168071 (Johns, the disclosure of which is hereby incorporated by this reference). In particular, a silver / germanium alloy having an Ag component of 77 wt% or more with respect to the alloy weight, a Ge component of 0.5 to 3 wt% with respect to the alloy weight, and copper as a remainder excluding all impurities, Alloys are described and claimed which contain boron as a grain refiner in concentrations up to about 20 ppm. If desired, alloys can be used in place of the disclosed CuB master alloy by using alkyl boron compounds, boron hydrides, boron halides, boron-containing metal hydrides, boron-containing metal halides, and mixtures thereof. A boron component can also be provided.

(v) US-A-6406664(Diamond, その開示はこの参照により本開示に含まれる)。火焼けおよび曇りへの耐性を有すると謳われ、且つ92.5〜96wt%のAgと、0.1〜0.38wt%のGeと、0.5〜3.8wt%のSnと、0.001〜0.008wt%のBと、0.001〜0.1wt%のNiと、残余分として銅と、結晶微細化剤として用いる硼素と、ゲルマニウムの量を減らすことができるとされている錫およびニッケル成分とを含む、銀合金を開示している。この合金は、時効硬化、はんだづけ、熔接、成形、鋳造、および機械的加工ができるとされている。その製品は、昇温をともなう工程において、収縮せず、粗鬆にならず、且つ焼け曇り(fire scale)を生じない、と謳われている。 (V) US-A-6406664 (Diamond, the disclosure of which is hereby incorporated by reference). It is said to be resistant to fire and cloudiness and is 92.5-96 wt% Ag, 0.1-0.38 wt% Ge, 0.5-3.8 wt% Sn, 0.001-0.008 wt% B, 0.001 Disclosed is a silver alloy comprising -0.1 wt% Ni, copper as the balance, boron used as a crystal refiner, and tin and nickel components said to reduce the amount of germanium . This alloy is said to be age hardened, soldered, welded, molded, cast, and mechanically processed. It is said that the product does not shrink, does not become rough, and does not cause a fire scale in a process involving an increase in temperature.

(vi) US 6726877(Eccles, その開示はこの参照により本開示に含まれる)。焼け曇りへの耐性を持つと主張されている、加工硬化特性を持つ宝飾用銀合金材料を開示している。この合金は、86wt%以上のAgと、0.5〜7.5wt%のCuと、0.07〜6wt%のZnおよびSiの混合物(ここでSiは0.02〜2wt%である)と、0.01〜2.0wt%のGeとを含む。また、この合金には、熔融した合金の鋳造性および/もしくはぬれ性を改善するために加える、流動性改変剤とその他の添加剤も含めることができる。例えば、In、B、もしくはそれらの混合物から選択される改良用添加剤を、合金の重量に対して約3.5%を上限としてこの合金に加えることで、結晶微細化および/もしくは熔融した合金のぬれ性を増大させることができる。この材料は、純銀を母合金に加えてつくることができ、ここで例えば母合金は52.5〜99.85wt%のCuと、0.1〜35wt%のZnと、0.05〜12.5wt%のGeとを含む。 (Vi) US 6726877 (Eccles, the disclosure of which is hereby incorporated by this reference). Disclosed is a silver alloy material for jewelry with work-hardening properties that is alleged to be resistant to scorching. This alloy has more than 86wt% Ag, 0.5-7.5wt% Cu, 0.07-6wt% Zn and Si mixture (where Si is 0.02-2wt%), 0.01-2.0wt% Including Ge. The alloy can also include flow modifiers and other additives added to improve the castability and / or wettability of the molten alloy. For example, a refinement additive selected from In, B, or mixtures thereof may be added to the alloy up to about 3.5% based on the weight of the alloy to refine the crystal and / or wet the alloy. Can be increased. This material can be made by adding pure silver to the master alloy, where, for example, the master alloy contains 52.5-99.85 wt% Cu, 0.1-35 wt% Zn, and 0.05-12.5 wt% Ge.

(vii) US 6841012(Croce; Steridyne Laboratories, その開示はこの参照によりその記載は本開示に含まれる)。銀の重量に対して約85%以上の銀と、亜鉛、銅、インジウム、錫、および鉄を含み且つさらに任意に金、珪素、マンガン、硼素、ビスマス、コバルト、クロム、および鉛のうちの少なくともひとつを含むような合金の残余分とを含んだ、耐曇性を謳う銀合金を開示している。亜鉛の存在により、合金に白みを加えることができると述べられている。銅は、従来技術に係る硬化剤として機能し且つ可鍛性を加えるために機能すると述べられている。インジウムは、合金に輝きと延性を与え、さらに合金の鋳造をしやすくする、と述べられている。錫は、合金の硬度と可鍛性と延性とはんだづけのしやすさのために添加する、と述べられている。鉄は、合金の硬度のために添加する、と述べられている。硼素は、焼け曇りの除去に寄与すると述べられている。 (Vii) US 6841012 (Croce; Steridyne Laboratories, the disclosure of which is hereby incorporated by reference). About 85% or more of silver by weight of silver and zinc, copper, indium, tin, and iron, and optionally further at least of gold, silicon, manganese, boron, bismuth, cobalt, chromium, and lead Disclosed is a silver alloy having high antifogging properties, including the remainder of the alloy including one. It is stated that the presence of zinc can add whiteness to the alloy. Copper is said to function as a hardener according to the prior art and to add malleability. Indium is said to give the alloy shine and ductility, further facilitating the casting of the alloy. Tin is stated to be added for the hardness, malleability, ductility and ease of soldering of the alloy. Iron is said to be added for the hardness of the alloy. Boron is said to contribute to the removal of burnt haze.

(viii) US 6913657(Ogasa, その記載はこの参照によりその記載は本開示に含まれる)。種々の貴金属の合金を開示している。或る実施形態において、この文献は主に銀合金から成る硬い貴金属合金の構成物を開示しており、この銀合金は、80.0wt%以上の銀成分と、50ppm以上15000ppm未満の量のガドリニウムとを含む。0.01〜0.1wt%の量の硼素を、この合金のうちのいくつかに対して加える。 (Viii) US 6913657 (Ogasa, the description of which is hereby incorporated by reference). Various noble metal alloys are disclosed. In certain embodiments, this document discloses a composition of a hard noble metal alloy mainly composed of a silver alloy, the silver alloy comprising 80.0 wt% or more of a silver component and an amount of gadolinium of 50 ppm or more and less than 15000 ppm. including. An amount of 0.01-0.1 wt% boron is added to some of the alloys.

(ix) US-A-2004/0219055(Croce, その記載はこの参照により本開示に含まれる)。Zn、Cu、In、Sn族の抗曇性銀合金を開示しており、この合金は85wt%以上のAgを有し、残余分としてFeも含む。硼素は任意添加成分である。 (Ix) US-A-2004 / 0219055 (Croce, the description of which is included in this disclosure by this reference). A Zn, Cu, In, Sn group anti-fogging silver alloy is disclosed, this alloy has an Ag of 85 wt% or more and also contains Fe as a balance. Boron is an optional additive component.

〔母合金を使って作成した製品の後処理〕
上述した母合金を使って作成し、焼き鈍し温度まで加熱した、Ag-Cu-Ge銀合金の加工片および成形した製品は、調節した空冷を使って自己硬化させることができ、焼き鈍しおよび/もしくは析出硬化の効果を得るための再加熱を必要とはせずに、有用な硬度の製品を得ることが可能になっている。しかも、本発明では、例えば180〜350℃(好ましくは250〜300℃)に再加熱することで、さらに硬化をすることも可能となっている。析出硬化中にAg-Cu-Ge銀合金の過時効が起こっても、得られた硬度が大きく下落することは無い。加工片の処理は、例えば、メッシュベルトコンベア炉内またはインベストメント鋳造中の、はんだづけもしくは焼き鈍しの一部として行うことができるため、必要な硬度の製品をつくる上で要る多くの工程を削減でき、特に、Ag-Cuスターリング銀では必要な、水などを使う焼入れ作業を行わずに済む。
[Post-processing of products made using the master alloy]
Ag-Cu-Ge silver alloy workpieces and molded products made with the master alloy described above and heated to annealing temperatures can be self-cured using controlled air cooling, annealed and / or precipitated. It is possible to obtain a product with useful hardness without requiring reheating to obtain a curing effect. Moreover, in the present invention, it is possible to further cure by reheating to, for example, 180 to 350 ° C. (preferably 250 to 300 ° C.). Even if the overaging of the Ag-Cu-Ge silver alloy occurs during precipitation hardening, the obtained hardness does not drop significantly. The processing of the workpiece can be performed, for example, in a mesh belt conveyor furnace or as part of soldering or annealing during investment casting, thus reducing the number of steps required to produce the required hardness product, In particular, it is not necessary to perform the quenching work using water, which is necessary for Ag-Cu sterling silver.

従来技術に係るスターリング銀合金と、或るときは他のAg-Cu二元合金、また或るときはAg-Cu-Ge合金とには、特性上の驚くべき差異が存在する。この差異というのは、二元スターリング型の合金を徐ろに冷却したときには、粗い析出が起きて、ごく限られた析出硬化しか得られず、その一方、Ag-Cu-Ge合金を徐ろに冷却したとき(特に結晶微細化剤の有効量を含んでいるとき)には、微細な析出が起きて、有用な析出硬化が得られる、ということである。さらに、ゲルマニウムをスターリング銀に添加すると、銀合金の熱伝導率が変化し、標準スターリング銀とは異なるようになる。また、国際軟銅規格(The International Annealed Copper Scale; IACS)は、金属の伝導率(conductivity)の基準となっている。この基準によれば、銅の値を100%とすると、純銀は106%であり、標準スターリング銀は96%となるが、1.1%のゲルマニウムを含んだスターリング合金では56%の伝導率となる。この事実が重要となるのは、Argentiumスターリングおよび他のゲルマニウム含有銀合金の熱散逸速度が、標準スターリング銀もしくはその同類であるゲルマニウム非含有物のそれよりも遅いために、加工片が冷えるまでに時間がかかるので、そのまま大気中で放冷させる間か、もしくは調節した空冷でゆっくり放冷させる間に、商業的に有用なレベル(好ましくは110Vickers硬度以上、より好ましくは115Vickers硬度以上)にまで析出硬化可能である、ということに依る。   There are surprising differences in properties between prior art sterling silver alloys and sometimes other Ag-Cu binary alloys and sometimes Ag-Cu-Ge alloys. The difference is that when the binary Stirling type alloy is slowly cooled, coarse precipitation occurs and only limited precipitation hardening is obtained, while the Ag-Cu-Ge alloy is gradually reduced. When cooled (especially when containing an effective amount of a crystal refiner), fine precipitation occurs and useful precipitation hardening is obtained. Furthermore, the addition of germanium to sterling silver changes the thermal conductivity of the silver alloy, making it different from standard sterling silver. The International Annealed Copper Scale (IAS) is a standard for metal conductivity. According to this standard, if the value of copper is 100%, pure silver is 106% and standard sterling silver is 96%, but a sterling alloy containing 1.1% germanium has a conductivity of 56%. This fact is important because the heat dissipation rate of Argentium sterling and other germanium-containing silver alloys is slower than that of standard sterling silver or its similar germanium-free material, so that the workpiece cools down. Since it takes time, it is deposited to a commercially useful level (preferably 110 Vickers hardness or higher, more preferably 115 Vickers hardness or higher) while it is allowed to cool in the atmosphere as it is or slowly cooled with controlled air cooling. It depends on being curable.

上述で定義した母合金を、地金製造業者から入手した例えば999純銀もしくは9999純銀からつくりだした銀合金に混ぜ入れた後にできる合金に対しては、合金の成形製品に炉中で焼き鈍しおよび/もしくは鑞づけをするさらなる工程と、その後の空冷による硬化の工程とを施すことが可能である。したがってこの合金は、600〜680℃(好ましくは600〜660℃、より好ましくは600〜650℃)の炉中で加熱することによって、焼き鈍しおよび/もしくは鑞づけすることができる。焼き鈍しはインベストメント鋳造中に行うことができ、また、インベストメントを空冷するかもしくは空気中で放冷することにより、硬化させることができる。仕上がった製品は、宝飾品もしくは贈答品にすることができる。   For alloys formed after the master alloy defined above is mixed with a silver alloy obtained from a bullion manufacturer, for example 999 pure silver or 9999 pure silver, the molded product of the alloy is annealed in a furnace and / or It is possible to apply a further step of brazing and a subsequent curing step by air cooling. Thus, the alloy can be annealed and / or brazed by heating in a furnace at 600-680 ° C (preferably 600-660 ° C, more preferably 600-650 ° C). Annealing can take place during investment casting and can be cured by air cooling the air or allowing it to cool in air. The finished product can be a jewelery or gift.

本発明に係る銀合金は析出硬化できるため、合金中の銅成分を減らすことができる。少量であっても銅成分を有する合金の場合、鋳造時に比較的軟らかくなるので、例えば200〜300℃といった低めの温度まで再加熱することで、通常のスターリング銀と同等かさらにそれ以上の硬度を得るようにしている。実際のところ、耐腐蝕性の観点からすると、銅成分は合金の中でもっとも有害なものと言えるが、標準スターリング合金では、銅成分を減らすと硬度が許容できない程度にまで落ちてしまう。したがって、本発明に係る合金のこの特性は大きな利点である。銅成分を減らす場合には、単純に銀成分を増やすのが好ましい選択である。他の選択肢としては、ゲルマニウム成分の増加、または、亜鉛もしくは他の合金用元素の添加、といったものが含まれる。973/1000でAgを有し、且つ、約1.0wt%のGeと、残余分として銅とを含む銀合金は、焼き鈍し温度からの徐な空冷によってうまく析出硬化することが示されており、この量の銀成分を含んだAg-Cu-Ge合金もまた析出硬化可能であると考えられる。母合金中の銅は、銀成分によって調節することができる。   Since the silver alloy according to the present invention can be precipitation hardened, the copper component in the alloy can be reduced. In the case of an alloy having a copper component even in a small amount, it becomes relatively soft at the time of casting, so reheating it to a lower temperature such as 200 to 300 ° C. can give a hardness equivalent to or higher than that of ordinary sterling silver. Trying to get. Actually, from the viewpoint of corrosion resistance, it can be said that the copper component is the most harmful among the alloys, but in standard Stirling alloys, if the copper component is reduced, the hardness falls to an unacceptable level. This property of the alloy according to the invention is therefore a great advantage. When reducing the copper component, simply increasing the silver component is the preferred choice. Other options include increasing the germanium component or adding zinc or other alloying elements. A silver alloy having Ag at 973/1000 and containing about 1.0 wt% Ge and the remainder copper has been shown to precipitate and harden well by slow air cooling from the annealing temperature. Ag-Cu-Ge alloys containing a certain amount of silver component are also considered to be precipitation hardenable. Copper in the mother alloy can be adjusted by the silver component.

硬化作用を得るための焼入れを必要としないという利点は、本発明に係る母合金からつくられる銀合金にとって、大きな有用性である。実際の製造においては、銀細工職人が仕上げ間近にまで加工した金属片の焼入れを安全に行えることはまず無い。高温から焼入れを行うと、歪みが生じる危険と、はんだづけをした熔接部に損傷を与える危険があるため、この焼入れ工程は商業的に適切なものとはならない可能性がある。事実、標準スターリングは、焼入れの後にしか析出硬化できない。このことは、析出硬化をスターリング銀に使うことができない理由のひとつとなっている。   The advantage of not requiring quenching to obtain a hardening action is of great utility for silver alloys made from the master alloy according to the present invention. In actual manufacturing, it is unlikely that a silver piece craftsman can safely quench a metal piece that has been processed close to the finish. This quenching process may not be commercially appropriate due to the risk of distortion and damage to the soldered weld when quenched from high temperatures. In fact, standard Stirling can only be precipitation hardened after quenching. This is one reason why precipitation hardening cannot be used for sterling silver.

本発明を実施するための手法について、例示のみを目的としつつ、以下の実施例においてさらに詳述してゆく。   The techniques for practicing the present invention will be described in further detail in the following examples, for the purpose of illustration only.

〔実施例1〕
79wt%のCuと、18wt%のGeと、3wt%のCu/B合金(2wt%の硼素を含む)とを融かし混ぜて、母合金をつくる。Cuは、Cu/B母合金と共に融かす。損なわれるような他の元素が無いので、高温を使用できる。その後に温度を下げてゆき、Geの融点のすぐ上の温度にまで達したところでゲルマニウムを加える。すると、融点の降順、即ち銅/銅-硼素母合金/ゲルマニウムの順に熔解する。得られる母合金は、夾雑物を除き、且つ熔融で失われる50%の硼素分を考慮して、約82wt%のCuと、約18wt%のGeと、約0.03wt%の硼素とを含み、さらにすべての夾雑物を含む。
Example 1
79wt% Cu, 18wt% Ge and 3wt% Cu / B alloy (including 2wt% boron) are melted and mixed to make a master alloy. Cu melts with the Cu / B master alloy. High temperatures can be used because there are no other elements to be damaged. The temperature is then lowered, and germanium is added when the temperature reaches just above the melting point of Ge. Then, melting occurs in the descending order of the melting point, that is, in the order of copper / copper-boron mother alloy / germanium. The resulting master alloy contains about 82 wt% Cu, about 18 wt% Ge, and about 0.03 wt% boron, excluding impurities and taking into account the 50% boron content lost by melting, In addition, all impurities are included.

その後に、72gの上述した母合金と、928gの純度9999の純銀とを併せて、純銀の融点のすぐ上の温度(例えば約960〜1200℃)で融かし混ぜ、50%の硼素の損失を経て、約92.8wt%のAgと、5.90wt%のCuと、1.30wt%のGeと、約11ppmの硼素との組成物である所望の銀/銅/ゲルマニウム三元合金が得られる。母合金を熔融するために、秤量して坩堝に入れ、純銀も秤量してその坩堝に入れてから、望まざる酸化を防ぐために天然ガスを流して保護しつつ加熱して、銀と母合金を融かす。銀は酸素に親和性を持ち、しかも昇温すると親和性が増す、ということが知られている。大気に曝すと、熔融した銀は、その体積の約二十二倍もの酸素を吸収しうる。また、銀と同様に、銅も酸素に対して高い親和性を持ち、通常は酸化銅を形成する。したがって、スターリング銀および他の銀-銅合金の形成または再熔融をするにあたっては、酸化の抑止に気を遣る必要がある。混合物が熔融した際には、例えばカーボンの棒などで攪拌して、溜堰を介して水中に鋳込むことで、銀が、スターリング銀の通常の販売形態である、約3〜6mmの直径の弾丸状の小粒もしくはペレットとして固化する。   After that, 72g of the above-mentioned master alloy and 928g of pure silver with a purity of 9999 were melted and mixed at a temperature just above the melting point of pure silver (eg about 960-1200 ° C), resulting in a 50% boron loss. To obtain the desired silver / copper / germanium ternary alloy which is a composition of about 92.8 wt% Ag, 5.90 wt% Cu, 1.30 wt% Ge, and about 11 ppm boron. To melt the master alloy, weigh it and put it in a crucible, weigh pure silver and put it in the crucible, and then heat it while flowing natural gas to protect it from unwanted oxidation. Melt. It is known that silver has an affinity for oxygen, and that the affinity increases as the temperature rises. When exposed to the atmosphere, molten silver can absorb about 22 times its volume of oxygen. Also, like silver, copper has a high affinity for oxygen and usually forms copper oxide. Therefore, care must be taken to prevent oxidation when forming or remelting sterling silver and other silver-copper alloys. When the mixture is melted, it is stirred with, for example, a carbon rod and cast into water through a storage weir, so that the silver has a diameter of about 3 to 6 mm, which is a normal sales form of sterling silver. Solidify as bullet-shaped granules or pellets.

得られる合金小粒は、従来技術に係る手法を以ってインベストメント鋳造に用い、950〜980℃の温度且つ676℃以下の鋳枠温度且つ保護雰囲気下で鋳造される。比較的小さい熱伝導率を持つインベストメント物質を使うと、鋳造片をゆっくりと冷却することができる。15〜25分間の空冷をするインベストメント鋳造で15〜25分間の空冷をした後に、インベストメント鋳枠を水でクエンチすると、約70Vickers硬度を持つ鋳造片が得られ、この硬度はスターリング銀の硬度にほぼ等しい。この製品は、曇りと火焼けへの優れた耐性を示し、且つ、硼素成分を有するため、微細結晶構造を持つ。また、鋳枠を大気中で室温まで放冷することで、さらに硬度の高い鋳造片の作成が可能であることが発見されており、鋳型から取り出したこの鋳造片は約110Vickers硬度を有する。スターリング銀で行った実験結果とは対照的に、硬度は必要であれば析出硬化によりさらに高めることができ、例えば、鋳造物もしくはツリー全体を、約300℃に設定した炉内に20〜45分間に亘って入れておくことで、熱処理された鋳造物の硬度を125Vickersにまで上げることが可能である。ゲルマニウム含量は、本発明に係る0.925型の合金で望ましいと考えられる上限近くとなる。   The obtained alloy particles are used for investment casting by a technique according to the prior art, and are cast at a temperature of 950 to 980 ° C., a mold temperature of 676 ° C. or less, and a protective atmosphere. Using an investment material with a relatively low thermal conductivity, the cast piece can be cooled slowly. After casting for 15 to 25 minutes with air casting for 15 to 25 minutes and quenching the investment casting frame with water, a cast piece with about 70 Vickers hardness is obtained, which is almost equal to the hardness of sterling silver equal. This product has an excellent resistance to fogging and burning, and has a fine crystal structure because it has a boron component. Further, it has been discovered that a cast piece with higher hardness can be produced by allowing the cast frame to cool to room temperature in the atmosphere, and this cast piece taken out from the mold has a hardness of about 110 Vickers. In contrast to experimental results performed with sterling silver, the hardness can be further increased by precipitation hardening if necessary, for example, casting or the entire tree in a furnace set at about 300 ° C. for 20-45 minutes. It is possible to raise the hardness of the heat-treated casting to 125 Vickers by putting it over the range. The germanium content is close to the upper limit considered desirable for the 0.925 type alloy according to the present invention.

別の手法として、母合金と小粒状の純銀とを、坩堝に入れて混ぜ、直接インベストメント鋳型に鋳込むことで、上述したものと同様のものが得られる。   As another method, a master alloy and small granular pure silver are mixed in a crucible and directly cast into an investment mold to obtain the same as described above.

〔実施例2〕
純銀小粒と、実施例1で説明した比率の母合金とを、1150〜1200℃の連続鋳造で板金として成形する。板金片を互いに鑞づけして、鑞づけ炉の経路を通して成形製品をつくり、同時に焼き鈍しも行う。炉内の下流の冷却領域において、調節した徐空冷をすることにより、焼入れ工程をすること無く、析出硬化を進行させる。この目的のためには、200〜300℃の範囲の(析出硬化のために最も好ましい)温度に、材料を少なくとも8〜30分間に亘って曝すことが望ましい。このようなやりかたで炉内で鑞づけして、徐ろに冷却した製品は、110〜115Vickersの硬度を得られる。
(Example 2)
Pure silver particles and the mother alloy having the ratio described in Example 1 are formed as sheet metal by continuous casting at 1150 to 1200 ° C. Sheet metal pieces are brazed together to form a molded product through the path of the brazing furnace and simultaneously annealed. In the cooling region downstream in the furnace, controlled slow air cooling is performed, so that precipitation hardening proceeds without performing a quenching step. For this purpose, it is desirable to expose the material to a temperature in the range of 200-300 ° C. (most preferred for precipitation hardening) for at least 8-30 minutes. Products that are brazed in the furnace in this manner and cooled slowly can obtain a hardness of 110 to 115 Vickers.

〔実施例3〕
第二母合金を、81.5wt%のCuと、15.5wt%のGeと、3wt%のCu/B合金(2wt%の硼素を含む)とを融かし混ぜてつくる。得られる母合金は、夾雑物を除き、且つ熔融で失われる50%の硼素分を考慮して、約84.5wt%のCuと、約15.5wt%のGeと、約0.03wt%の硼素とを含み、さらに夾雑物を含む。
Example 3
The second master alloy is made by melting and mixing 81.5 wt% Cu, 15.5 wt% Ge, and 3 wt% Cu / B alloy (containing 2 wt% boron). The resulting master alloy contains about 84.5 wt% Cu, about 15.5 wt% Ge, and about 0.03 wt% boron, excluding impurities and taking into account the 50% boron content lost by melting. Including impurities.

その後、72gの第二母合金と、928gの9999銀とを、約960〜1200℃で融かし混ぜ、50%の硼素の損失を経て、約92.8wt%のAgと、6.08wt%のCuと、1.12wt%のGeと、約11ppmの硼素との組成物である所望の銀/銅/ゲルマニウム三元合金が得られる。こうして得られた後の合金が示す性能は、実施例1のそれと同様である。ゲルマニウム含量は、本発明に係る0.925型の合金で望ましいと考えられる下限近くとなる。   After that, 72 g of the second mother alloy and 928 g of 9999 silver were melted and mixed at about 960-1200 ° C., and after loss of 50% boron, about 92.8 wt% Ag and 6.08 wt% Cu And the desired silver / copper / germanium ternary alloy which is a composition of 1.12 wt% Ge and about 11 ppm boron. The performance of the alloy thus obtained is the same as that of Example 1. The germanium content is close to the lower limit considered desirable for the 0.925 type alloy according to the present invention.

〔実施例4〕
母合金を、銅とゲルマニウムとを実施例1で示した比率に従って融かし混ぜてつくる。銅は、還元雰囲気を与える木炭で熔湯雰囲気(melt cover)を流しつつ、ガス炎式炉内もしくは誘導炉内で約1150°まで加熱して融かす。ゲルマニウム片を銅箔に包み、グラファイトもしくは石墨の攪拌棒を使って熔湯の底部へと入れ込むことで、銅へのゲルマニウムの添加を行う。銅の追加が完了したら、温度を1100℃まで下げて、0.5wt%の硼素を与える水素化硼素ナトリウムのペレットを銅箔に包み、上述したグラファイトもしくは石墨の攪拌棒を使って熔湯の底部へと入れ込む。水素化硼素ナトリウムは水素を発生しながら1〜2分間で分解し、熔湯中には硼素といくらかのナトリウムが残る。
(Example 4)
A mother alloy is made by melting and mixing copper and germanium according to the ratio shown in Example 1. Copper is melted by heating to about 1150 ° in a gas flame furnace or induction furnace while flowing a melt cover with charcoal that gives a reducing atmosphere. Germanium is added to copper by wrapping a piece of germanium in copper foil and placing it in the bottom of the melt using a graphite or graphite stir bar. When the copper addition is complete, lower the temperature to 1100 ° C, wrap the pellets of sodium borohydride giving 0.5wt% boron in copper foil, and use the graphite or graphite stir bar as described above to the bottom of the melt And put in. Sodium borohydride decomposes in 1-2 minutes while generating hydrogen, leaving boron and some sodium in the melt.

硼素を添加した後に坩堝を傾けて、熔融した合金を、非常に細かい孔を底部につけた溜堰の中に鋳込めるようにする。熔融した合金を溜堰に鋳込み、細孔を通して細い流れとなるようにし、水の攪拌槽に落ちて小粒状に散けて固化して冷やされるようにする。鋳造粒を水槽から取り出して乾かし、鋳造用結晶としての母合金を得る。上述した母合金は、硼素を結晶微細化剤として含んだAg-Cu-Ge合金を製造するために使用でき、例えば、前述の実施例で述べた手順を使って製造できる。水素化硼素物を使って、母合金中に硼素を分散する手法は非常に効率的であり、得られる銀合金には、20ppmまでの硼素を含めることもでき、あるいは所望であれば20ppm以上の硼素をハードスポットの成長をさせずに含めることもできる。   After adding boron, the crucible is tilted so that the molten alloy can be cast into a reservoir weir with very fine holes in the bottom. The molten alloy is cast into a reservoir weir so that it flows in a thin stream through the pores, falls into a water agitation tank, is scattered in small particles and solidified to be cooled. The cast grain is taken out from the water tank and dried to obtain a mother alloy as a crystal for casting. The mother alloy described above can be used to produce an Ag—Cu—Ge alloy containing boron as a crystal refiner, and can be produced, for example, using the procedure described in the previous examples. The technique of using boron hydride to disperse boron in the master alloy is very efficient, and the resulting silver alloy can contain up to 20 ppm boron, or more than 20 ppm if desired. Boron can also be included without hard spot growth.

特に、実施例の手順を使って、約40ppmの硼素を含むスターリング型の合金のための、Ag-Cu-Ge鋳造用結晶を製造することができる。再熔融過程における硼素損失により、仕上がった鋳造合金の硼素含量は20ppm以下にまで減少するが、それでも結晶微細化のためには充分な量であって、また、この硼素成分によって、鋳造物、インベストメント鋳造物、もしくは他の製品にさらに一貫した微細構造と特性をつくりだせる可能性が得られる。   In particular, the example procedure can be used to produce Ag-Cu-Ge casting crystals for a Stirling type alloy containing about 40 ppm boron. Boron loss in the remelting process reduces the boron content of the finished cast alloy to less than 20 ppm, but it is still sufficient for crystal refinement, and this boron component also contributes to castings, The possibility to create more consistent microstructure and properties in castings or other products.

〔実施例5〕
硼素を添加する前に、珪素を、仕上げようとする合金に0.05〜0.2wt%のSiを付随的成分として含められるような量で添加すること以外は、実施例4の手順をくりかえす。
Example 5
The procedure of Example 4 is repeated except that silicon is added in an amount such that 0.05-0.2 wt% Si is included as an incidental component in the alloy to be finished before boron is added.

〔実施例6〕
56wt%のCuと、28wt%のAgと、13wt%のGeと、3wt%のCu/B合金(2wt%の硼素を含む)とを融かし混ぜて、母合金をつくる。Cu(m.p. 1085℃)は、Cu/B母合金と共に融かす。損なわれるような他の元素が無いので、高温を使用できる。その後に温度を下げてゆき、銀(m.p. 962℃)を加えてから、さらにGeの融点(m.p. 938℃)のすぐ上の温度にまで達したところでゲルマニウムを加える。すると、融点の降順、即ち銅/銅-硼素母合金/銀/ゲルマニウムの順に熔解する。得られる母合金は、約0.03wt%の硼素を含む。
Example 6
56 wt% Cu, 28 wt% Ag, 13 wt% Ge, and 3 wt% Cu / B alloy (including 2 wt% boron) are melted and mixed to make a master alloy. Cu (mp 1085 ° C) melts together with the Cu / B master alloy. High temperatures can be used because there are no other elements to be damaged. The temperature is then lowered, silver (mp 962 ° C.) is added, and germanium is added when the temperature reaches just above the melting point of Ge (mp 938 ° C.). Then, melting occurs in the descending order of the melting point, that is, in the order of copper / copper-boron mother alloy / silver / germanium. The resulting master alloy contains about 0.03 wt% boron.

その後に、100gの上述した母合金と、900gの純度9999の純銀とを併せて、純銀の融点のすぐ上の温度(例えば約960〜1200℃)で融かし混ぜ、50%の硼素の損失を経て、所望の銀/銅/ゲルマニウム三元合金が実施例1と同様に得られる。実施例1に記載したのと同様にして母合金を純銀に加え、実施例1に記載したようにしてインベストメント鋳造に用いることができる合金小粒を、実施例1に記載したように形成する。   Then, 100 g of the above-mentioned master alloy and 900 g of pure silver of 9999 purity are melted and mixed at a temperature just above the melting point of pure silver (for example, about 960 to 1200 ° C.), resulting in a loss of 50% boron. Then, the desired silver / copper / germanium ternary alloy is obtained in the same manner as in Example 1. In the same manner as described in Example 1, the mother alloy is added to pure silver, and as described in Example 1, alloy particles that can be used for investment casting are formed as described in Example 1.

〔実施例7〕
59wt%のCuと、28wt%のAgと、13wt%のGeとを融かし混ぜて、母合金をつくる。その後に実施例4に記載したようにして水素化硼素ナトリウムを合金中に導入し、硼素含量が約1000〜1100ppmとなるようにする。母合金は、実施例7に記載したようにして、スターリング品位の宝飾品もしくは銀細工用合金を製造するために使われる。
Example 7
59 wt% Cu, 28 wt% Ag, and 13 wt% Ge are melted and mixed to make a master alloy. Thereafter, sodium borohydride is introduced into the alloy as described in Example 4 so that the boron content is about 1000-1100 ppm. The mother alloy is used to produce Sterling grade jewelry or silverworking alloys as described in Example 7.

〔実施例8〕
実施例7の手法に倣いつつ、水素化硼素ナトリウムを銀箔に包んで、母合金中に導入するように修正する。
(Example 8)
While following the method of Example 7, modification is made so that sodium borohydride is wrapped in silver foil and introduced into the mother alloy.

Claims (40)

銀と混合して、77wt%以上のAgと0.5wt%以上のGeを含んだ銀の合金をつくるための母金属材料であって、
Cuと、Geと、任意に0〜30wt%のAgと、0.001〜0.3wt%の硼素とを、前記合金のためのさらなる任意の成分および夾雑物のすべてと共に含むことを特徴とする、母金属材料。
A base metal material for making a silver alloy containing 77 wt% or more of Ag and 0.5 wt% or more of Ge mixed with silver,
Base metal comprising Cu, Ge, optionally 0-30 wt% Ag, and 0.001-0.3 wt% boron, together with all further optional components and contaminants for the alloy material.
80〜95wt%のCu(もしくは前記合金のためのさらなる成分と併さったCu)と、20〜5wt%のGeと
を含むことを特徴とする、請求項1記載の金属。
Metal according to claim 1, characterized in that it contains 80-95wt% Cu (or Cu with further components for the alloy) and 20-5wt% Ge.
80〜86.7wt%のCu(もしくは前記合金のためのさらなる成分と併さったCu)と、20〜13.3wt%のGeと
を含むことを特徴とする、請求項1記載の金属。
Metal according to claim 1, characterized in that it contains 80-86.7wt% Cu (or Cu with further components for the alloy) and 20-13.3wt% Ge.
82〜84.5wt%のCuおよび前記合金のためのさらなる任意の成分と、15.5〜18wt%のGeと
を含むことを特徴とする、請求項1記載の金属。
The metal according to claim 1, characterized in that it comprises 82 to 84.5 wt% Cu and further optional components for said alloy and 15.5 to 18 wt% Ge.
約0.03wt%のBを含むことを特徴とする、上述の請求項のいずれか一項に記載の金属。   A metal according to any one of the preceding claims, characterized in that it contains about 0.03 wt% B. 銅とゲルマニウムと硼素と夾雑物のみを含むことを特徴とする、上述の請求項のいずれか一項に記載の金属。   The metal according to any one of the preceding claims, characterized in that it contains only copper, germanium, boron and impurities. 77wt%以上のAgと、1〜7.2wt%のCu(銅)と、0.5wt%以上のGeと、0.005〜0.3wt%のBとを含み、且つさらに合金のためのさらなる任意の成分と夾雑物のすべてとを共に含んだ銀合金をつくるための方法であって、
純銀と、少なくとも銅とゲルマニウムと硼素の三元合金である母金属材料とを、共に熔融するステップ
を含むことを特徴とする、方法。
Contains 77 wt% or more of Ag, 1 to 7.2 wt% of Cu (copper), 0.5 wt% or more of Ge, 0.005 to 0.3 wt% of B, and further contamination with further optional components for the alloy A method for making a silver alloy that contains everything together,
A method comprising melting together pure silver and a base metal material which is a ternary alloy of at least copper, germanium and boron.
前記銀合金が、銀と銅とゲルマニウムとの合金であることを特徴とする、請求項7記載の方法。   The method of claim 7, wherein the silver alloy is an alloy of silver, copper, and germanium. 前記合金が、夾雑物と付随的な成分とすべての結晶微細化剤とを除いて、前記合金の重量に対して80〜96%の銀と、0.1〜5%のゲルマニウムと、1〜19.9%の銅とから成ることを特徴とする、請求項8記載の方法。   The alloy is 80 to 96% silver, 0.1 to 5% germanium, and 1 to 19.9%, based on the weight of the alloy, except for impurities, incidental components, and all grain refiners. 9. A method according to claim 8, characterized in that it consists of 前記合金が、夾雑物と付随的な成分と結晶微細化剤とを除いて、前記合金の重量に対して92.5〜98%の銀と、0.3〜3%のゲルマニウムと、1〜7.2%の銅と、さらに結晶微細化剤としての1〜40ppmの硼素とから成ることを特徴とする、請求項8記載の方法。   The alloy is 92.5 to 98% silver, 0.3 to 3% germanium, and 1 to 7.2% copper, based on the weight of the alloy, excluding impurities, incidental components and crystal refining agents. And further comprising 1 to 40 ppm of boron as a crystal refining agent. 前記合金が、夾雑物と付随的な成分と結晶微細化剤とを除いて、前記合金の重量に対して92.5〜96%の銀と、0.5〜2%のゲルマニウムと、1〜7%の銅と、さらに結晶微細化剤としての1〜20ppmの硼素とから成ることを特徴とする、請求項8記載の方法。   The alloy is 92.5 to 96% silver, 0.5 to 2% germanium, and 1 to 7% copper, based on the weight of the alloy, excluding impurities, incidental components and crystal refining agents. And further comprising 1 to 20 ppm boron as a crystal refiner. 前記合金が、92.5〜92.8wt%のAgと、6.0〜6.3wt%のCuと、約1.2wt%のGeと、結晶微細化剤としての1〜15ppmの硼素とを含むことを特徴とする、請求項8記載の方法。   The alloy includes 92.5-92.8 wt% Ag, 6.0-6.3 wt% Cu, about 1.2 wt% Ge, and 1-15 ppm boron as a crystal refining agent, The method of claim 8. 前記銀合金の製品を、炉中で焼き鈍しおよび/もしくは鑞づけした後に、空冷して硬化させるステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項7〜12のいずれか一項に記載の方法。
13. The method according to any one of claims 7 to 12, further comprising the step of air cooling and hardening the silver alloy product after annealing and / or brazing in a furnace.
前記銀合金を、炉中で600〜680℃に加熱することによって、焼き鈍しおよび/もしくは鑞づけすることを特徴とする、請求項13記載の方法。   The method according to claim 13, characterized in that the silver alloy is annealed and / or brazed by heating to 600-680 ° C. in a furnace. 前記銀合金を、炉中で600〜660℃に加熱することによって、焼き鈍しおよび/もしくは鑞づけすることを特徴とする、請求項13記載の方法。   The method according to claim 13, characterized in that the silver alloy is annealed and / or brazed by heating to 600-660 ° C. in a furnace. 前記銀合金を、600〜650℃の温度で焼き鈍しおよび/もしくは鑞づけすることを特徴とする、請求項13〜15のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the silver alloy is annealed and / or brazed at a temperature of 600 to 650 ° C. インベストメント鋳造中に焼き鈍しを行ってから、このインベストメントを空冷するかもしくは空気中で放冷することにより硬化させることを特徴とする、請求項13記載の方法。   14. A method according to claim 13, characterized in that annealing is performed during investment casting and then the investment is cured by air cooling or by cooling in air. 前記製品が、宝飾品もしくは贈答品であることを特徴とする、請求項17記載の方法。   The method according to claim 17, wherein the product is a jewelry or a gift. 銀と混ぜて、77wt%以上のAgと0.5wt%以上のGeを含んだ銀の合金をつくるために用いる母金属材料であって、
Cuと、Geと、0.005〜0.5wt%の硼素とを、前記合金のためのさらなる任意の成分および夾雑物のすべてと共に含む
ことを特徴とする、母金属材料。
A base metal material used to make a silver alloy containing 77 wt% or more of Ag and 0.5 wt% or more of Ge mixed with silver,
A base metal material comprising Cu, Ge and 0.005-0.5 wt% boron, together with all further optional components and impurities for the alloy.
貴金属製品をつくるために用いる母合金の製造方法であって、
アルキル化ホウ素化合物、水素化硼素、硼素ハロゲン化物、硼素含有水素化金属、硼素含有金属ハロゲン化物、およびそれらの混合物から成る群から選択される化合物を用いて、固化する前の熔融した前記母合金を処理することを特徴とする、方法。
A method for producing a master alloy used to make a precious metal product,
The molten master alloy prior to solidification with a compound selected from the group consisting of alkylated boron compounds, boron hydrides, boron halides, boron-containing metal hydrides, boron-containing metal halides, and mixtures thereof A method characterized by processing.
前記母合金が、Cu、Cu-Ge、Cu-Ag、もしくはCu-Ag-Geに基づき、また、Al、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Er、Ga、In、Mg、Mn、Ni、Pb、Pd、Pt、Si、Sn、Ti、V、Y、Yb、Zn、およびZrから選択されるひとつまたは複数の付随的な成分元素を任意に含むことを特徴とする、請求項20記載の方法。   The mother alloy is based on Cu, Cu-Ge, Cu-Ag, or Cu-Ag-Ge, and Al, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Er, Ga, In, Mg, Mn, Ni, 21. The method according to claim 20, characterized by optionally including one or more incidental component elements selected from Pb, Pd, Pt, Si, Sn, Ti, V, Y, Yb, Zn, and Zr. Method. 前記母合金を、外気温において固体であるボランで処理することを特徴とする、請求項20もしくは21に記載の方法。   The method according to claim 20 or 21, characterized in that the master alloy is treated with borane which is solid at ambient temperature. 固化する前の前記母合金を、水素化硼素金属で処理することを特徴とする、請求項20もしくは21に記載の方法。   The method according to claim 20 or 21, characterized in that the mother alloy before solidification is treated with a metal borohydride. 固化する前の前記母合金を、水素化硼素ナトリウムで処理することを特徴とする、請求項20もしくは21に記載の方法。   The method according to claim 20 or 21, characterized in that the mother alloy before solidification is treated with sodium borohydride. 固化する前の前記母合金を、
外気温で固体であるボラン、もしくは水素化硼素金属を、銅箔または銀箔で包んでから、前記包んだボランもしくは前記水素化硼素金属を、前記熔融した貴金属中へと入れ込むこと
によって処理することを特徴とする、請求項20〜25のいずれか一項に記載の方法。
The mother alloy before solidifying,
Borane or borohydride metal that is solid at ambient temperature is wrapped in copper foil or silver foil, and then the wrapped borane or borohydride metal is treated by being put into the molten noble metal. 26. A method according to any one of claims 20 to 25, characterized in that
前記熔融した金属を、鋳造用結晶(casting grain)として固化させるステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項20〜25のいずれか一項に記載の方法。
26. A method according to any one of claims 20 to 25, further comprising solidifying the molten metal as casting grains.
少なくともCuとBを含んだ母合金を鋳造するための方法であって、
(a) 少なくともCuを含んだ前駆母熔湯(precursor master melt)を形成するステップと、
(b) 前記母熔湯の全体に亘り、アルキル硼素化合物、水素化硼素、硼素ハロゲン化物、硼素含有水素化金属、硼素含有金属ハロゲン化物、およびそれらの混合物から成る群から選択される化合物を分散するステップと、
(c) 前記熔湯を固化させるステップと
を含むことを特徴とする、方法。
A method for casting a master alloy containing at least Cu and B,
(A) forming a precursor master melt containing at least Cu;
(B) Dispersing a compound selected from the group consisting of alkyl boron compounds, boron hydrides, boron halides, boron-containing metal hydrides, boron-containing metal halides, and mixtures thereof throughout the mother melt. And steps to
And (c) solidifying the molten metal.
前記硼素化合物を、気体の水素化硼素もしくは硼素ハロゲン化物を含んだ不活性キャリアーガスを、前記熔湯中に通すことによって前記前駆熔湯中に分散するステップ
を含むことを特徴とする、請求項27記載の方法。
The step of dispersing the boron compound in the precursor melt by passing an inert carrier gas containing gaseous boron hydride or boron halide through the melt. 27. The method according to 27.
前記硼素化合物が、三弗化硼素、ジボラン、およびトリメチル硼素から選択されるひとつまたは複数のものであることを特徴とする、請求項28記載の方法。   29. The method of claim 28, wherein the boron compound is one or more selected from boron trifluoride, diborane, and trimethyl boron. 前記硼素化合物が、液相として且つ任意に不活性有機溶媒中に溶かされて、前記前駆熔湯中に導入され、また、前記硼素化合物が、銀箔もしくは銅箔からできているひとつもしくは複数の容器、あるいは不活性な熱分解性物質でできているひとつもしくは複数の容器に封入されていることを特徴とする、請求項27記載の方法。   The boron compound is dissolved in a liquid phase and optionally in an inert organic solvent and introduced into the precursor melt, and the boron compound is made of silver foil or copper foil. 28. The method of claim 27, wherein the method is enclosed in one or more containers made of an inert pyrolytic substance. 前記硼素化合物が、トリエチルボラン、トリプロピルボラン、トリ-n-ブチルボラン、メトキシジエチルボラン、ならびに、それらのいずれかをヘキサンもしくはTHF中に分散した系、から選択されることを特徴とする、請求項30記載の方法。   The boron compound is selected from triethylborane, tripropylborane, tri-n-butylborane, methoxydiethylborane, and a system in which any of them is dispersed in hexane or THF. 30. The method according to 30. 前記硼素化合物が、外気温において固体である高級ボランであることを特徴とする、請求項27記載の方法。   28. The method of claim 27, wherein the boron compound is a higher borane that is solid at ambient temperature. 前記硼素化合物が、デカボランであることを特徴とする、請求項32記載の方法。   33. A method according to claim 32, characterized in that the boron compound is decaborane. 前記硼素含有水素化金属の前記金属成分が、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、およびそれらの混合物から成る群から選択されるものであり、また、
前記硼素含有弗化金属の前記金属成分がナトリウムであることを特徴とする、請求項32記載の方法。
The metal component of the boron-containing metal hydride is selected from the group consisting of sodium, lithium, potassium, calcium, zinc, and mixtures thereof; and
The method of claim 32, wherein the metal component of the boron-containing metal fluoride is sodium.
前記化合物として、水素化硼素ナトリウムを選択することを特徴とする、請求項32記載の方法。   The process according to claim 32, characterized in that sodium borohydride is selected as the compound. 前記水素化硼素、前記硼素含有水素化金属、もしくは前記硼素含有金属ハロゲン化物を、前記前駆合金熔湯中に分散させる前に、銅箔中もしくは銀箔中に包むステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項32記載の方法。
The method further includes wrapping the boron hydride, the boron-containing hydride metal, or the boron-containing metal halide in a copper foil or a silver foil before being dispersed in the precursor alloy melt. 35. The method of claim 32.
前記金属箔として、厚さ0.01mm〜0.3mmのものを選択することを特徴とする、請求項36記載の方法。   37. The method according to claim 36, wherein a thickness of 0.01 mm to 0.3 mm is selected as the metal foil. 前記分散するステップ(b)が、
硼素が前記貴金属合金もしくは前記母合金の全体に亘って分散する上で有効な時間をかけて攪拌するステップ
を含むことを特徴とする、請求項32記載の方法。
The dispersing step (b)
33. The method of claim 32, comprising stirring for an amount of time effective to disperse boron throughout the noble metal alloy or the master alloy.
前記貴金属合金もしくは前記母合金を、結晶函(grain box)に移送するステップ
をさらに含むことを特徴とする、請求項27記載の方法。
28. The method of claim 27, further comprising transferring the noble metal alloy or the master alloy to a grain box.
前記前駆合金熔湯が、0〜30wt%のAgと、0〜20wt%のGeと、0〜2wt%のSiと、残余分として、銅、または、亜鉛に対する銅の重量比が1:1を超えないような銅と亜鉛の混合物、とを含むことを特徴とする、請求項27記載の方法。   The precursor alloy melt is 0-30 wt% Ag, 0-20 wt% Ge, 0-2 wt% Si, and as a balance, the weight ratio of copper or copper to zinc is 1: 1. 28. A method according to claim 27, comprising a mixture of copper and zinc not exceeding.
JP2007532976A 2004-09-23 2005-09-23 Copper-boron mother alloy and method of use for making silver-copper alloy Withdrawn JP2008513607A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0421179A GB2418432A (en) 2004-09-23 2004-09-23 Silver alloy and its production using a master metal
GB0508501A GB0508501D0 (en) 2004-09-23 2005-04-27 Metal alloy and its use
PCT/GB2005/050163 WO2006032933A1 (en) 2004-09-23 2005-09-23 Copper-boron master alloy and its use in making silver-copper alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008513607A true JP2008513607A (en) 2008-05-01

Family

ID=35432080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007532976A Withdrawn JP2008513607A (en) 2004-09-23 2005-09-23 Copper-boron mother alloy and method of use for making silver-copper alloy

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20080078484A1 (en)
EP (1) EP1794335B1 (en)
JP (1) JP2008513607A (en)
AT (1) ATE395442T1 (en)
AU (1) AU2005286209A1 (en)
CA (1) CA2580960A1 (en)
DE (1) DE602005006822D1 (en)
WO (1) WO2006032933A1 (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9222150B2 (en) 2004-06-02 2015-12-29 Peter Gamon Johns Process for making finished or semi-finished articles of silver alloy
GB2485374B (en) * 2010-11-11 2013-07-24 Argentium Internat Ltd Alloy for investment casting
WO2006123190A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Middlesex Silver Co. Limited Silver-copper-germanium alloy manufacturing
GB2426250A (en) * 2005-05-20 2006-11-22 Middlesex Silver Co Ltd Silver alloys
US20060231171A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-19 Davis Samuel A Method for adding boron to metal alloys
GB2428045A (en) * 2005-07-07 2007-01-17 Middlesex Silver Co Ltd Silver-copper-germanium alloy
GB2434376A (en) * 2006-01-23 2007-07-25 Middlesex Silver Co Ltd Making boron containing gold alloys using a master alloy
EP1930478B1 (en) * 2006-12-06 2013-06-19 Enthone, Inc. Electrolyte composition and method for the deposition of quaternary copper alloys
US8501088B2 (en) * 2007-07-25 2013-08-06 Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. Solder alloy, solder ball and electronic member having solder bump
WO2009034834A1 (en) * 2007-09-10 2009-03-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic multilayer substrate and method for producing the same
KR101283580B1 (en) * 2011-12-14 2013-07-05 엠케이전자 주식회사 Tin-based solder ball and semiconductor package including the same
JP2014047127A (en) * 2012-09-04 2014-03-17 Toyo Tanso Kk Metal-carbon composite material, manufacturing method of metal-carbon composite material, and sliding member
RU2513502C1 (en) * 2013-04-16 2014-04-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" White alloy based on 925-assay silver modified by silicon
CN103643072B (en) * 2013-11-20 2015-12-09 北海鑫利坤金属材料科技开发有限公司 A kind of silver alloy with excellent mechanical performances
CN107208186A (en) * 2014-11-28 2017-09-26 迭戈·佩雷蒂 Foundry alloy for manufacturing White gold alloy
GB2561376A (en) * 2017-04-12 2018-10-17 Argentium International Ltd Silver alloys, investment casting using the alloys and casting grain
BE1025772B1 (en) * 2017-12-14 2019-07-08 Metallo Belgium Improvement in copper / tin / lead production
US20230313340A1 (en) 2022-04-05 2023-10-05 Doggone Investment Co. LLC Apparatus and method for production of high purity copper-based alloys
CN114990378B (en) * 2022-06-14 2023-03-10 西安理工大学 Preparation method of high-conductivity and high-wear-resistance copper-boron alloy

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4406370A (en) * 1980-03-29 1983-09-27 Foseco International Limited Additive containers for metal casting
US5039479A (en) * 1990-09-05 1991-08-13 United Precious Metal Refining Co., Inc. Silver alloy compositions, and master alloy compositions therefor
US6726877B1 (en) * 1993-11-15 2004-04-27 Anthony Phillip Eccles Silver alloy compositions
US6168071B1 (en) * 1994-11-17 2001-01-02 Peter Gamon Johns Method for joining materials together by a diffusion process using silver/germanium alloys and a silver/germanium alloy for use in the method
US6217632B1 (en) * 1998-06-03 2001-04-17 Joseph A. Megy Molten aluminum treatment
GB9926313D0 (en) * 1999-11-05 2000-01-12 Johns Peter G A silver/copper/germanium alloy composition
GB0112623D0 (en) * 2001-05-23 2001-07-18 Johns Peter G Method of producing silver-copper alloys

Also Published As

Publication number Publication date
CA2580960A1 (en) 2006-03-30
US20080078484A1 (en) 2008-04-03
ATE395442T1 (en) 2008-05-15
DE602005006822D1 (en) 2008-06-26
AU2005286209A1 (en) 2006-03-30
EP1794335A1 (en) 2007-06-13
WO2006032933A1 (en) 2006-03-30
EP1794335B1 (en) 2008-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008513607A (en) Copper-boron mother alloy and method of use for making silver-copper alloy
CN100478469C (en) Method of producing a copper-germanium-boron master alloy and its use in making silver-copper alloys
US20060231171A1 (en) Method for adding boron to metal alloys
JP4190720B2 (en) Multi-component alloy
US5039479A (en) Silver alloy compositions, and master alloy compositions therefor
US10323310B2 (en) Process for making finished or semi-finished articles of silver alloy
GB2426250A (en) Silver alloys
KR101214939B1 (en) Grain refiner of magnesium alloys and method for grain refining, method for manufacturing of magnesium alloys using the same, and magnesium alloys prepared thereby
CN101437967A (en) Method for adding boron to metal alloys
US20080069722A1 (en) Metal alloy manufacturing
EP2453028B1 (en) Use of an Alloy in Investment Casting
WO2006123190A1 (en) Silver-copper-germanium alloy manufacturing
US7118707B2 (en) Silver-platinum alloy and methods of manufacturing same
WO2007083169A1 (en) Master alloy manufacturing
US20060260778A1 (en) Method for adding boron to metal alloys
EP0720967A1 (en) Metallurgical silicon and ferrosilicon of low oxygen content
WO2007007121A1 (en) Silver alloy
US9708691B2 (en) Process for investment casting and casting grain for use in the process
WO2022248842A1 (en) Silver alloy production
GB2561376A (en) Silver alloys, investment casting using the alloys and casting grain
BE485974A (en)
TH83499A (en) Method for adding boron to alloys

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20081202