JP6112644B1 - 宝飾用Ｐｔ合金 - Google Patents
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Abstract
Ｐｔ合金の宝飾品においては高質位の合金が好まれるために、質量比で９５％のＰｔを含む合金（Ｐｔ９５０）が求められているが、このＰｔ９５０合金は硬度が低いために、使用中に傷がつき易い、変形しやすい等の問題がある。Ｇａ０．５〜４．５ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、残りを９５ｍａｓｓ％Ｐｔとした宝飾用Ｐｔ合金によって上記問題を解決する。
Description
本発明は、ブローチ、指輪、ネックレス、ペンダント、イヤリング等の宝飾品に使用されるＰｔ９５０合金に関する。
白色貴金属としての宝飾品では、Ｐｔが好まれるが、純Ｐｔは硬度がＨｖ３０〜４０程度であって宝飾用としては硬度が足りないという問題がある。
しかし、Ｐｔは諸特性、特に耐変色性に富んだ金属であることからＰｔ合金が好まれている。
この宝飾用Ｐｔ合金については、ＪＩＳ規格で規定されたＰｔ８５０、Ｐｔ９００、Ｐｔ９５０の合金があるが、添加金属については規定がなく、一般的にはＰｄ、Ｒｕ、ＡｇもしくはＩｒを含む複数の金属よりなる合金が用いられている（例えば、特許文献、特許文献２）。
宝飾品においては高品質の合金が好まれるために、質量比で９５％のＰｔを含む合金（Ｐｔ９５０）が求められているが、このＰｔ９５０合金は硬度の問題が解決しにくく、使用中の傷つきや変形等が問題視されている。
Ｐｔ９５０合金において一般的に添加されているＰｄは、非常に柔らかく、傷がつき易いという問題があるが、加工性が良いということで長い間使用されている。
Ｐｔ９５０合金では添加金属の添加量はわずか５ｍａｓｓ％の範囲であり、一般的に使用されているＰｄの添加では、Ｈｖ７０前後の硬さであり、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｃｕ等の単体または合金として添加しても、質量比で５ｍａｓｓ％の添加量ではＨｖ１２０〜１４０の硬さが限度であり、柔らかい、傷がつき易い、変形しやすいという問題は解決されない。
そこで質量比５ｍａｓｓ％の添加量で、高い硬さがありかつ加工性に優れ，従来のＰｔ９５０合金と比較して価格的に大きく変わらないＰｔ９５０合金材料が求められている。
本発明は、このような問題を解決することを課題とする。
そこで本発明は、Ｇａ０．５〜４．５ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜４．５ｍａｓｓ％、残りを９５ｍａｓｓ％ＰｔとしたＰｔ合金とする。
さらに、Ｇａ０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ａｇ０．５〜３．０ｍａｓｓ％、残りを９５ｍａｓｓ％ＰｔとしたＰｔ合金とする。
さらに、Ｇａ０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｓｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、残りを９５ｍａｓｓ％ＰｔとしたＰｔ合金とする。
さらに、Ｇａ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｓｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ａｇ０．５〜３．０ｍａｓｓ％、残りを９５ｍａｓｓ％ＰｔとしたＰｔ合金とする。
ここで、Ｇａを添加する目的は、その添加によりＰｔＧａ等の金属間化合物の形成が顕著であり、この形成により硬さが大きく増す効果があるためである。
さらに、ＰｄやＲｕを含む一般的なＰｔ合金の融点温度が１７５０〜１８００℃であるのに対し、Ｇａを添加することにより溶融温度を１５５０〜１６５０℃に低下させることができ、Ｇａの沸点が２２０８℃と高いことで高温域での溶解にもフュ−ム化（蒸発）して含有量が減少するなどのマイナス点もなく、鋳造欠陥を減少させる効果が得られるためである。
その添加量は、０．５ｍａｓｓ％未満であると添加の効果がない。一方、添加量の上限は、Ｐｔを９５ｍａｓｓ％に確保し、そこにＩｎ等の他の金属を添加させるために添加量が制限されるためである。
また、Ｉｎを添加する目的は、その添加によりＰｔＩｎ、ＰｔＩｎ2等の金属間化合物を形成し、硬さが大きく増し、鋳造性においては微量の添加で合金の流動性を高める効果があるためである。
さらに、微量の添加量で融点が１６３０〜１７００℃と低下し、Ｉｎの沸点２０７２℃は、Ｇａと同様にフューム化して添加量が減少してその効果を低下させることもなく、鋳造欠陥の減少という効果が得られた。
その添加量は、０．５ｍａｓｓ％未満であると添加の効果がない。一方、添加量の上限は、Ｐｔを９５ｍａｓｓ％に確保し、そこにＧａ等の他の金属を添加させるために添加量が制限されるためである。
つぎに、Ａｇを添加する目的は、その添加によりＰｔＡｇ、Ｐｔ3Ａｇ等の金属間化合物を形成するが、Ｐｔ−Ａｇ合金はＡｇの蒸気圧が高く、Ａｇのフューム化が著しいためにＰｔ−Ａｇの二元系合金としては不向きであるが、Ｇａ、Ｉｎ等との合金でＰｔの硬さに寄与するという効果が得られた。
その添加量は０．５ｍａｓｓ％未満であると添加の効果がなく、３．０ｍａｓｓ％を超えると融点が高くなり、硬さや鋳造性に影響をおよぼすことになる。
つぎに、Ｓｎを添加する目的は、その添加によりＰｔＳｎ、Ｐｔ3Ｓｎ、Ｐｔ2Ｓｎ3ＰｔＳｎ2、ＰｔＳｎ4等の金属間化合物を生成して硬さに寄与することが確認された。
また、Ｓｎの添加は、Ｇａ、Ｉｎと共に添加することにより、Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎの共晶合金にみられる共晶合金特有の低融点となり、Ｐｔの融点１７７３℃を大きく下げることが確認された。
また、Ｇａ−Ｉｎ、Ｇａ−Ｉｎ−ＳｎおよびＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇを添加合金としてＰｔに添加することで、これらの各共晶合金がＰｔの融点を下げ、また、この共晶合金を構成する各元素が結晶構造の異なる金属間で固溶体ができ、金属間化合物あるいは中間層が形成され、それが硬さに大きく貢献してＨｖ３００以上の高硬度の硬さを実現した。
鋳造性（流動性）は、試験片の角部、辺縁部に鋳込み不良があるものは「不良」とし、鋳巣が１０個以下の場合は「優」とし、１０個以上２０個以下の場合を「良」とし、２０個以上認められた場合には「不良」とした。
実施例を表１に示す。
表１の結果により、Ｇａ、Ｉｎの添加またはＧａ−Ｉｎ−Ｓｎの共晶合金を添加することにより、硬さの向上を確認することができた。
また、同様にこれらＧａ、Ｉｎ、Ｓｎの添加は、溶融点を低下させ、鋳造性の向上に寄与することも確認できた。
Claims (4)
- Ｐｔ合金において、Ｇａ０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｓｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％として、前記Ｇａ、Ｉｎ及びＳｎの合計含有量を５ｍａｓｓ％とし、残りを９５ｍａｓｓ％Ｐｔとした宝飾用Ｐｔ合金。
- Ｐｔ合金において、Ｇａ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｓｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ａｇ０．５〜３．０ｍａｓｓ％として、前記Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ及びＡｇの合計含有量を５ｍａｓｓ％とし、残りを９５ｍａｓｓ％Ｐｔとした宝飾用Ｐｔ合金。
- Ｐｔ合金において、Ｇａ０．５〜４．０ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｓｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％として、前記Ｇａ、Ｉｎ及びＳｎによるＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ（三元）系共晶合金の合計含有量を５ｍａｓｓ％とし、残りを９５ｍａｓｓ％Ｐｔとした宝飾用Ｐｔ合金。
- Ｐｔ合金において、Ｇａ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｉｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ｓｎ０．５〜３．５ｍａｓｓ％、Ａｇ０．５〜３．０ｍａｓｓ％として、前記Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ及びＡｇによるＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｇ（四元）系共晶合金の合計含有量を５ｍａｓｓ％とし、残りを９５ｍａｓｓ％Ｐｔとした宝飾用Ｐｔ合金。
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