JP2897974B2

JP2897974B2 - 時効硬化性金合金

Info

Publication number: JP2897974B2
Application number: JP16614594A
Authority: JP
Inventors: 郁夫石黒; 真樹大津
Original assignee: PAIROTSUTO KK
Current assignee: PAIROTSUTO KK
Priority date: 1994-06-26
Filing date: 1994-06-26
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0813060A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は時効硬化性金合金に関
し、特に、高硬度、高弾性を有する装飾用および工業用
製品等の分野に係わる時効硬化性金合金に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術と問題点】装身具類はいわゆる軽簿短小の形
態が望まれる場合が多い。そして、このような製品は、
製造工程中には特に機械加工性に優れており、かつ、製
品となったときには高硬度、高強度であることが要求さ
れている。従来、リング，ピアス等に用いられている金
合金のうち、スタンダード１８Ｋと称されているもの
（比較例９、Ａu ７５.0％（以下％は重量％）、Ａg １
２.5％、Ｃu １２.5％）は軟質であるため機械的強度が
不足し、特に薄肉の装身具部品等は潰れや変形が発生し
たり、バネ強さに欠ける場合が多かった。そのため、硬
質かつ機械的強度のある金色系の１８Ｋ金合金（比較例
１０および比較例１１；特公昭４９−４８８１３号等）
が提案され使用されている。また、いくつかの部品を組
合わせてなる装身具製品の場合は、それぞれ同色が要求
され、特にスタンダード１８Ｋ金合金の色が要望されて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の硬質、かつ機械的強度のある金色系１８Ｋ金合金（比
較例１０）は、スタンダード１８Ｋと同じ黄金色が得ら
れないので、やむを得ずその表面に金メッキ処理を施し
て用いていたが、この金メッキ処理はコストアップにな
るとともに、キズや摩滅等により下地の色が露呈し著し
く製品の品位を低下せしめる原因となっていた。また、
比較例１１はスタンダード１８Ｋと同じ黄金色が得られ
なかった。したがって、現状では、加工性に富み高硬
度、高強度の特性を具備し、かつ、スタンダード１８Ｋ
金合金と同色が得られる金合金はなく、その開発が当業
者にとって大きな課題であった。

【０００４】本発明はかかる状況に鑑み、高硬度、高強
度が得られるＡu が７５重量％（１８Ｋ）近傍でありな
がら、スタンダード１８Ｋ金合金と同色の黄金色が得ら
れる金合金を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【発明が解決するための手段】本発明者等は、かかる目
的を達成するものとして機械的加工性に富み、かつ、製
品の高硬度、高強度が得られる時効硬化性合金に着目
し、時効硬化性に優れ、かつ、スタンダード１８Ｋ金合
金と同じ黄金色が得られる金合金を開発すべく、合金成
分、合金組成等の研究を重ねた結果、それらの要求をす
べて満たす新規な時効硬化性金合金を開発するに至っ
た。

【０００６】すなわち、本発明に係わる時効硬化性金合
金は、請求項１の発明が、重量比でＡｕ７５％以上、Ｃ
ｕ１５．０〜１９．０％、Ａｇ４．０〜１０．０％、Ａ
ｌ，Ｍｇの少なくとも１種が０．３〜１．０重量％から
なるものであり、請求項２の発明が、重量比でＡｕ７５
％以上、Ｃｕ１５．０〜１９．０％、Ａｇ４．０〜１
０．０％、Ｚｎ０．３〜２．０％、Ａｌ，Ｍｇの少なく
とも１種が０．３〜１．０％からなるものであり、請求
項３の発明が、重量比でＡｕ７５％以上、Ｃｕ１５．０
〜１９．０％、Ａｇ４．０〜１０．０％、Ｚｎ０．３〜
２．０％、Ａｌ，Ｍｇの少なくとも１種が０．３〜１．
０％、Ｒｕ，Ｃｏの少なくとも１種が０．１〜１．０％
からなるものである。

【０００７】本発明のＣｕ含有量が１５〜１９％である
のは、時効硬化の発現を高めるためであり、Ｃｕの含有
量が多いほうが時効硬化の発現はそれだけ高くなるが、
その含有量が１９％を越すと機械的加工性が悪くなると
ともに、色調が赤金色となってスタンダ−ド１８Ｋの色
と離れて所望の色が得られなくなり、また、含有量が１
５％に満たないと時効硬化の発現が小さいため所望の高
硬度、高強度が得られなくなる。

【０００８】Ａｇはスタンダード１８Ｋ金合金の審美観
に富む優美な色の保持に最適な元素であり、約１２．５
％で黄金色となるが、Ｃｕを１２．５％より増量すると
Ａｇが減って黄金色は得られず赤金色を呈するようにな
るが、Ａｇの減少分に代わってＡｇとともにＡｌおよび
／又はＭｇを０．３〜１．０％を添加すると、スタンダ
−ド１８Ｋ金合金と同色の黄金色が得られる。その含有
量が１％を越すと緑系の黄金色となって加工性も低下す
る傾向となり、含有量が０．３％に満たないと赤金色と
なってスタンダード１８Ｋ金合金と同色にならない。Ａ
ｌおよび／又はＭｇが０．３〜１．０％の範囲ならばス
タンダード１８Ｋ金合金と同色が得られ、かつ、加工性
に富むようになる。また、Ａｌ，ＭｇのいずれもＡｕお
よびＣｕとの結晶構造の相互作用により硬度および強度
向上に効果がある。Ａｇの含有量は、審美観に富む優美
な色感を得るためには出来るだけ多いことが望ましい
が、その含有量が１０％を越すと高硬度、高強度が得ら
れず、また、含有量が４％に満たないと優美な黄金色が
得られない。

【０００９】Ｚｎは本発明の黄金色化作用を助けるもの
である。Ｚｎは時効硬化にも若干効果があるが、その含
有量が２％を越すと機械的強度が斬減する傾向があり、
０.3％に満たないと色の改善効果、時効硬化の発現等に
効果が乏しくなる。

【００１０】本発明の金合金の残部に、微量のＲｕ，Ｃ
ｏを含ませると、結晶が微細となり、かつ機械的強度が
向上する。しかし、その含有量が１％を越すと色、機械
加工性等に悪影響をもたらし、また、０.1％未満では微
細化の発現に対し無効となる。

【００１１】

【作用】本発明に係わる金合金は、前述のように時効硬
化作用を有するＣu 、黄金色化作用を有するＡg 、黄金
色化作用および高硬度・高強度・易加工性を有するＡ
l，Ｍｇ、黄金色化作用、時効硬化作用を有するＺｎ、
高強度を有するＲu ，Ｃoの含有量を適正化することに
より、１８Ｋ以上のものでも、高硬度・高強度で機械加
工性の良い金合金でありながら、スタンダ−ド１８Ｋと
同色の審美観に富む優美な色感が得られるようになっ
た。

【００１２】

【発明の実施例】次に、本発明の金合金を表１に掲げた
実施例（１〜８）および比較例（９〜１１）に基づき明
らかにする。なお、比較例９はスタンダード１８Ｋ金合
金であり、比較例１０は高硬度、高強度の金色系１８Ｋ
金合金として装身具部材に用いられている公知の７５Ａ
ｕ−２０Ｃｕ−５Ａｇの金合金であり、色は赤金色であ
るため機械加工後、金メッキ処理を施して用いるもので
ある。また、比較例１１も高硬度、高強度の金色系１８
Ｋ金合金（特公昭４９−４８８１３）で装身具部材に用
いられているものである。

【００１３】

【表１】

【００１４】各実施例および各比較例の金合金は、表１
に示す各配合組成で配合し、それをすべて高周波誘導加
熱炉を用いてＡｒ雰囲気中で溶解したものであり、溶解
には黒鉛ルツボを使用し、鋳造は黒鉛鋳型を用いた。こ
うして得たそれぞれのインゴットを冷間圧延と焼鈍（７
２０℃×２０ｍｉｎ→水中急冷）を繰り返して厚さ０.3
mmの各板片を作成した。尚、最終圧延の圧延率を６０％
とした後、アルゴン雰囲気中で時効硬化処理（３００℃
×６０ｍｉｎ）を行った。なお、比較例１１のみは時効
硬化処理条件をこの金合金の最良の条件である２００℃
×６０ｍｉｎとした。

【００１５】得られた各実施例および各比較例の板片に
ついて、それぞれ硬さ、抗張力、ヤング率、色、機械加
工性の測定又は評価を行なった。その結果を表１に示
す。硬さは、耐キズ性、機械的強度の目安として重視さ
れる特性で、所望する装身具等の製品の硬さは少なくと
も２７０Ｈv 以上が望ましく、ビッカ−ス硬度計で測定
した。また、抗張力およびヤング率は、機械的加工性、
製品の強度等を表し得る特性であり、抗張力は少なくと
も１００Ｋg ／mm²以上、ヤング率は少なくとも９００
０Ｋg ／mm²以上が望ましく、抗張力は引張試験機で、
ヤング率は両持ばりに一定の荷重を加えることにより撓
みを生じさせ、そのときの「応力−歪み」より求める方
式のヤング率測定機でそれぞれ測定した。

【００１６】各特性値を表１で較べると、実施例（１〜
８）の硬さは比較例９（スタンダ−ド１８Ｋ金合金）に
較べて２６〜３０％高く、比較例１０，１１とほぼ同等
である。実施例（１〜８）の抗張力は比較例９に較べて
１７〜２０％高く、比較例１０，１１とほぼ同等であ
り、実施例（１〜８）のヤング率も比較例９に較べて
９.4〜１８％高く、比較例１０，１１とほぼ同等であ
る。

【００１７】色の測定および評価は、スペクトロ・カラ
−メ−タ（ＮＦ９０２；日本電色工業株式会社製）を用
いてＬ^*ａ^*ｂ^*ダイヤグラムを作成した。その結果を
図１に示し、各実施例および比較例１０，１１を比較例
９（スタンダ−ド１８Ｋ金合金）と比較して評価を行な
った。図１に見られるように、実施例（１〜８）の金合
金は比較例９のスタンダード１８Ｋ金合金と比較する
と、色相は全く同じで彩度が極く僅か低かったが、この
程度の微差は肉眼での識別が難しく同色であるといえ
る。比較例１０および１１の金合金の色相、彩度は、
ともに比較例９のスタンダード１８Ｋ金合金とは異なっ
た赤金色および淡赤金色を示すものであった。機械加工
性は厚さ６０μの薄肉ピアスキャッチを自動機で試作し
たときの材料の変形、割れ等による歩留状況から判定し
たものであり、実施例（１〜８）はいずれも良好であっ
たが、比較例（９〜１１）はやや不良であった。

【００１８】

【発明の効果】本発明の金合金は、１８Ｋ近傍でありな
がら、スタンダード１８Ｋ金合金に較べて高硬度、高強
度となるため、軽薄短小で強度が要求される装身具およ
びその部材、又は工業用部材等に好適に使用できるよう
になった。また、高硬度、高強度でありながら、色がス
タンダード１８Ｋ金合金と同じ黄金色となることから、
装身具製品においてスタンダード１８Ｋ金合金の部材と
組合わせて使用しても色違いを生ずることがなく、製品
の品位を高めることができるようになった。その結果、
装身具・その他の分野において従来の１８Ｋ金合金では
不可能とされて来た軽薄短小化のデザイン設計が可能と
なるため、該製品の高機能化、低コスト化、省資源等の
効果が期待できる。また、さらに機械加工性が良好であ
るため、製品の歩留が良く生産性向上が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例および比較例をスペクトロ・カ
ラ−メ−タで測定し作成したＬ^*ａ^*ｂ^*ダイヤグラム
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 5/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量比でＡｕ７５％以上、Ｃｕ１５．０〜
１９．０％、Ａｇ４．０〜１０．０％、Ａｌ，Ｍｇの少
なくとも１種が０．３〜１．０重量％からなることを特
徴とする時効硬化性金合金。
【請求項２】重量比でＡｕ７５％以上、Ｃｕ１５．０〜
１９．０％、Ａｇ４．０〜１０．０％、Ｚｎ０．３〜
２．０％、Ａｌ，Ｍｇの少なくとも１種が０．３〜１．
０％からなることを特徴とする時効硬化性金合金。
【請求項３】重量比でＡｕ７５％以上、Ｃu１５．０〜
１９．０％、Ａg４．０〜１０．０％、Ｚn０．３〜２．
０％、Ａl，Ｍgの少なくとも１種が０．３〜１．０％、
Ｒu，Ｃoの少なくとも１種が０．１〜１．０％からなる
ことを特徴とする時効硬化性金合金。