JP6789029B2 - 宝飾用の白金合金 - Google Patents

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本開示は、宝飾用の白金合金に関する。
宝飾向けに、白金合金が広く使われている(例えば、特許文献1又は2を参照。)。ISO9202(JIS H6309:1999「ジュエリー用貴金属合金の純度(品位)」)において、白金合金の純度(品位)として、850、900及び950の品位が規定されている。各品位は、それぞれ白金の百分率を10倍した数字で表記される。国際貴金属宝飾品連盟(Confederation internationale dela bijouterie, joaillerie orfevrevie des diamants,CIBJO)では、白金について850 900 950及び999の品位が認められている。白金999は、原則不純物を含まない純白金なので、白金合金の規格は850,900及び950が主である。
白金合金は、白金(以下Ptということもある。)以外の元素として「割り金」と呼ばれる添加金属を含む。主な添加貴金属は、例えば、金、銀、パラジウム(以下Pdということもある。)、ロジウム、イリジウム(以下Irということもある。)、ルテニウム(以下Ruということもある。)又はオスミウム(以下Osということもある。)である。また、添加非貴金属元素は、例えば、銅(以下Cuということもある。)、ニッケル、亜鉛、タングステン、チタン(以下Tiということもある。)、鉄、マンガン、アルミニウム、スズ、コバルト、カドミウム、マグネシウム、インジウム、ガリウム、ケイ素又はゲルマニウムである。
一般的に、この割り金としては、Pd、Ru又はCuが添加されることが多い(例えば、非特許文献1を参照。)。また、白金合金の割り金としてIrが添加されることもある。これらの割り金の添加は、鋳造などで製作した場合、鋳造によるピンホール様の欠陥(ゴマ巣又は鋳巣と呼ばれる、以降、鋳巣という。)、再溶解性、加工性及び硬度を考慮した結果である。
特に一般的にPt950であれば、Pt−3Pd−2Ru又はPt−5Ruなどの合金が用いられ、その他にもPt−5Pd又はPt−5Irなどの合金がある。また、Pt900では、Pt−10Pd、Pt−7Pd−3Ru、Pt−9Pd−1Ru又はPt−7Pd−3Cuなどの合金がある。Pt850であれば、Pt−15Pd又はPt−10Pd−5Cuなどの合金が用いられている。合金の組成は、鋳造性又は硬さを考慮して選ばれている。また、可視光領域である380〜780nmの波長領域においてPtと遜色のない高い反射率が必要である。
特開2003−321719号公報 特開2008−156709号公報
一般社団法人日本ジュエリー協会、「ジュエリー及び貴金属製品の素材等の表示規定 平成24年度改訂版」、平成24年7月13日改訂、p.6(「(16)割り金の表示法」)
従来の合金系では、硬度を上げるためにRuが添加されている。Osも硬度を上げるが金属単体でも有毒なOsOを発生させるため宝飾には使用されていない。Ruを添加することで高硬度を実現できるが、その添加量がおよそ4質量%を超えると鋳巣と呼ばれる欠陥が発生しやすくなる。また、Ruが再溶解時に揮発減耗し、硬度が下がる傾向がある為、鍛造品など溶解後に加工される製品に主に使用されるに留まっている。
鋳造合金でTiなどを添加すれば硬度は450Hv以上とすることも可能であるが、加工性が落ちる上に再溶解性が劣るという問題があり使用が限定されている。このように溶解後で例えば80Hv以上の高い硬度を保ち、優れた加工性及び再溶解性を持ち、更に加工が可能でPtと遜色のない高い反射率を有する宝飾向け白金合金が求められている。
Pt950は、Pt含有量を高く保ちながら、純白金(Pt999)よりも硬くキズが付きにくいことから、宝飾品用の材料としての利用が特に期待されている。Pt950のうち、割り金としてPdが添加された白金合金は、再溶解性及び加工性に優れ、高硬度で、Ptと遜色のない高い反射率を有する。しかし、Pdの価格が高い問題があり、Pdに代わる割り金を添加したPt950の品位の白金合金が望まれている。
本開示は、Pt950の品位の白金合金に関し、割り金としてPdを用いた白金合金と同程度の優れた再溶解性及び加工性を有し、高硬度で、Ptと遜色のない高い反射率を有する宝飾用の白金合金を提供することを目的とする。
本発明に係る宝飾用の白金合金は、少なくとも白金及びレニウムを含む宝飾用の白金合金であって、該白金合金は、白金の含有量が95.00質量%以上であり、レニウムの含有量が0.15質量%以上5.00質量%以下であり、イリジウムの含有量が0質量%以上5.00質量%以下であり、かつ、ルテニウムの含有量が0質量%以上4.00質量%以下である組成を有し、かつ、不可避の不純物を含み、前記白金合金は、前記不可避の不純物を除いた構成元素が、白金及びレニウム、白金、レニウム及びイリジウム、白金、レニウム及びルテニウム、又は、白金、レニウム、イリジウム及びルテニウムのいずれかであることを特徴とする。
本発明に係る宝飾用の白金合金はイリジウムを含み、イリジウムの含有量が5.00質量%以下であることが好ましい。白金合金が所定量のイリジウムを含むことで、高硬度及びPtと遜色のない高い反射率を両立させることができる。
本発明に係る宝飾用の白金合金では、イリジウムの含有量が0.10質量%以上であることが好ましい。
本発明に係る宝飾用の白金合金はルテニウムを含み、ルテニウムの含有量が4.00質量%以下であることが好ましい。白金合金中のルテニウムの含有量を所定量以下とすることで、高硬度としながら、鋳巣の発生を抑制して鋳造性をより向上することができる。
本発明に係る宝飾用の白金合金では、ルテニウムの含有量が0.10質量%以上であることが好ましい。
本発明に係る宝飾用の白金合金は溶解品であることが好ましい。溶解で製造できることから、宝飾材としてデザインの自由度及び生産性の向上ができる。また、溶解後に塑性加工を施し、更なる高硬度化も可能となる。
本発明に係る宝飾用の白金合金では、ビッカース硬度が120Hv以上であることが好ましい。キズや変形を抑制できる。
本開示によれば、Pt950の品位の白金合金に関し、割り金としてPdを用いた白金合金と同程度の優れた再溶解性及び加工性を有し、高硬度で、Ptと遜色のない高い反射率を有する宝飾用の白金合金を提供することができる。
次に本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
本発明者は、PtにPd、Ru又はIrを添加した従来のPt合金と同等の加工性を保つためには、固溶範囲での元素添加を行い、また、高硬度とするためにhcp構造を持つ元素の添加が必須であることを見出した。そして、本発明者は、hcp構造を持ち、かつ、大気溶解中で揮発減耗の少ないReをPtに添加することによって、高硬度で鋳巣の発生が少ない白金合金が得られることを見出した。また、硬度をより向上させるために、任意元素としてルテニウムを含有させるとき、その含有量は4.00質量%以下とすれば、鋳巣の発生を抑制して鋳造性を向上できることを見出した。可視光の範囲である380〜780nmの反射率を測定し、特にPtにおいて反射率が求められる400nm及び600nmでPtの反射率マイナス1.5%以上の元素を選定した。その結果、残分をIrとすることで、硬度とPtと遜色のない高い反射率とを両立できることを見出した。Ptの反射率マイナス1.5%以上とは、純白金の反射率よりも1.5%低い反射率を反射率Aとしたとき、反射率A以上であることをいう。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、少なくとも白金及びレニウムを含む宝飾用の白金合金であって、白金合金は、白金の含有量が95.00質量%以上であり、レニウムの含有量が0.15質量%以上5.00質量%以下であり、イリジウムの含有量が0質量%以上5.00質量%以下であり、かつ、ルテニウムの含有量が0質量%以上4.00質量%以下である組成を有し、かつ、不可避の不純物を含む。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、必須元素として白金及びレニウムを含む。本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、任意元素としてイリジウム及び/又はルテニウムを更に含んでいてもよい。本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、不可避の不純物を除いた構成元素が、(1)白金及びレニウム、(2)白金、レニウム及びイリジウム、(3)白金、レニウム及びルテニウム、又は、(4)白金、レニウム、イリジウム及びルテニウムのいずれかである形態を包含する。すなわち、本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、白金とレニウムとの2元合金、白金とレニウムとイリジウムとの3元合金、白金とレニウムとルテニウムとの3元合金、及び白金とレニウムとイリジウムとルテニウムとの4元合金を包含する。本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の任意の元素を含有していてもよい。
白金合金中の白金の含有量は、95.00質量%以上である。白金の含有量は、95.00〜99.8質量%であることが好ましく、95.00〜96.9質量%であることがより好ましく、95.00〜95.7質量%であることが特に好ましい。
白金合金中のレニウムの含有量は、0.15質量%以上5.00質量%以下である。レニウムの含有量が0.15質量%未満では、硬度を十分に向上させることができない。レニウムの含有量が5.00質量%を超えると、Pt950の規格を外れてしまう。また、加工性が劣る。レニウムの含有量は、0.30〜4.80質量%であることが好ましく、0.60〜4.70質量%であることがより好ましく、1.00〜4.60質量%であることが特に好ましい。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、イリジウムを含むか、又はイリジウム含まなくてもよいが、白金合金がイリジウムを含むことが好ましい。白金合金が所定量のイリジウムを含むことで、高硬度及びPtと遜色のない高い反射率を両立させることができる。
白金合金中のイリジウムの含有量は、0質量%以上5.00質量%以下である。5.00質量%を超えると、Pt950の規格を外れてしまう。また、加工性が劣る。イリジウムの含有量の上限は、4.90質量%以下であることが好ましく、4.70質量%以下であることがより好ましく、4.50質量%以下であることが特に好ましい。イリジウムの含有量の下限は、0.10質量%以上であることが好ましく、0.60質量%以上であることがより好ましく、1.00質量%以上であることが特に好ましい。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、ルテニウムを含むか、又はルテニウム含まなくてもよいが、白金合金がルテニウムを含むことが好ましい。白金合金中のルテニウムの含有量を所定量以下とすることで、高硬度としながら、鋳巣の発生を抑制して鋳造性をより向上することができる。
白金合金中のルテニウムの含有量は、0質量%以上4.00質量%以下である。ルテニウムの含有量が4.00質量%を超えると、鋳巣が発生する。また、再溶解時に揮発減耗して硬度が不足する。ルテニウムの含有量の上限は、3.90質量%以下であることが好ましく、3.60質量%以下であることがより好ましく、3.20質量%以下であることが特に好ましい。ルテニウムの含有量の下限は、0.10質量%以上であることが好ましく、0.60質量%以上であることがより好ましく、1.00質量%以上であることが特に好ましい。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、白金を除いた構成元素及び不可避の不純物の合計含有量が5.00質量%以下であることが好ましく、4.95質量%以下であることがより好ましく、4.90質量%以下であることが特に好ましい。白金合金が白金とレニウムとの2元合金であるとき、白金を除いた構成元素は、レニウムである。白金合金が白金とレニウムとイリジウムとの3元合金であるとき、白金を除いた構成元素は、レニウム及びイリジウムである。白金合金が白金とレニウムとルテニウムとの3元合金であるとき、白金を除いた構成元素は、レニウムとルテニウムである。白金合金が白金とレニウムとイリジウムとルテニウムとの4元合金であるとき、白金を除いた構成元素は、レニウム、イリジウム及びルテニウムである。
不可避の不純物とは、原料に含まれる元素又は製造工程において不可避的に混入する元素であり、例えばRh,Pd,Fe,Ni,Si,Al,Na,Ca等である。白金合金中の不可避の不純物の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲であればよく特に限定されないが、0.100質量%以下であることが好ましく、0.050質量%以下であることがより好ましく、0.030質量%以下であることが特に好ましい。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、固溶体であることが好ましい。硬さと塑性加工性とを両立できる。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は、fcc構造であることが好ましい。加工性を損なわずにより高硬度の合金とすることができる。添加物としてReのようなhcp構造の金属を採用することで高硬度にすることができる。また、Ruもhcp構造の金属である。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金は溶解品であることが好ましい。溶解で製造できることから、宝飾材としてデザインの自由度及び生産性の向上ができる。また、溶解後に塑性加工を施し、更なる高硬度化も可能となる。溶解工程は、特に限定されないが真空溶解もしくは大気溶解であることが好ましい。
本実施形態に係る宝飾用の白金合金では、溶解工程後のビッカース硬度が120Hv以上であることが好ましい。キズや変形を抑制できる。溶解工程後のビッカース硬度は、130Hv以上であることがより好ましい。ビッカース硬度は、JIS Z 2244:2009「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準じて測定される。
以降、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。
(実施例1)
Pt−0.15Re−4.85Ir合金を大気溶解してインゴットを作製した。本明細書において、合金の表記として、Pt−0.15Re−4.85Irなどの表記を用いる。元素の直前に記載されている数値は、白金合金の製造段階でのその元素の仕込み組成(単位:質量%)であり、残部はPtの仕込み組成(単位:質量%)を意味する。例えばPt−0.15Re−4.85Irとは、白金合金の製造段階において、元素の組成が、質量比で、Pt:Re:Ir=95.00:0.15:4.85となるように原料を配合して製造されたPt基合金であることを意味する。問題無く溶解が出来た。このインゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、85Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は0.15質量%、白金合金中のIrの含有量は4.80質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.3%、600nmが72.2%であった。
(実施例2)
Pt−0.5Re−4.5Ir合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、100Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は0.51質量%、白金合金中のIrの含有量は4.49質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.4%、600nmが72.5%であった。
(実施例3)
Pt−1Re−4Ir合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、106Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は0.96質量%、白金合金中のIrの含有量は3.72質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.7%、600nmが72.3%であった。
(実施例4)
Pt−2Re−3Ir合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、124Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は2.00質量%、白金合金中のIrの含有量は2.89質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.4%、600nmが71.9%であった。
(実施例5)
Pt−3Re−2Ir合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、133Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は2.82質量%、白金合金中のIrの含有量は1.94質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.8%、600nmが72.0%であった。
(実施例6)
Pt−4Re−1Ir合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、144Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は3.81質量%、白金合金中のIrの含有量は0.82質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが63.3%、600nmが72.2%であった。
(実施例7)
Pt−5Re合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、157Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は4.94質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが63.3%、600nmが71.9%であった。
(実施例8)
Pt−0.3Re−2.7Ir−2Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、120Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は0.30質量%、白金合金中のIrの含有量は2.41質量%、白金合金中のRuの含有量は1.98質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.3%、600nmが71.7%であった。
(実施例9)
Pt−1Re−2Ir−2Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、129Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は0.98質量%、白金合金中のIrの含有量は1.74質量%、白金合金中のRuの含有量は2.00質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが61.7%、600nmが71.2%であった。
(実施例10)
Pt−2Re−1Ir−2Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、142Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は2.05質量%、白金合金中のIrの含有量は0.77質量%、白金合金中のRuの含有量は2.09質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが61.9%、600nmが71.2%であった。
(実施例11)
Pt−4Re−1Ru合金を大気溶解してインゴット作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、155Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は3.95質量%、白金合金中のRuの含有量は1.01質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが61.8%、600nmが70.8%であった。
(実施例12)
Pt−3Re−2Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、156Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は2.75質量%、白金合金中のRuの含有量は1.92質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.2%、600nmが71.2%であった。
(実施例13)
Pt−2Re−3Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、152Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は2.15質量%、白金合金中のRuの含有量は2.83質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが63.1%、600nmが71.8%であった。
(実施例14)
Pt−1Re−4Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。インゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、150Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のReの含有量は1.09質量%、白金合金中のRuの含有量は3.75質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.9%、600nmが71.8%であった。
(比較例1)
純Ptを大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。このインゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は56Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金の純度を測定した結果、白金の純度は99.9%以上であった。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが61.8%、600nmが72.1%であった。
(参考例1)
Pt−3Pd−2Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。このインゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、116Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析機を用いて組成分析を行ったが、組成の変化はほとんど無く、白金合金中のPdの含有量は2.81質量%、白金合金中のRuの含有量は1.77質量%であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが62.9%、600nmが72.6%であった。
(比較例2)
Pt−5Ru合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。このインゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、144Hvであった。このインゴットを圧延して板状材を作製した。この時、問題無く加工が出来た。その後、板状材について蛍光X線分析を用いた組成分析で、内部では組成の変化がほとんど無く、白金合金中のRuの含有量が4.57質量%であったが、表面ではRuの揮発減耗によって白金合金中のRuの含有量が4.30質量%となっており、使用に適さない状態であった。ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法を用いて白金合金中の白金の純度を測定した結果、白金合金中の白金の純度は95.00質量%以上であり、Pt950の品位であることが確認された。また、板状材の可視光範囲反射率はそれぞれ400nmが63.1%、600nmが72.0%であった。
(比較例3)
Pt−0.1Re−4.90Ir合金を大気溶解してインゴットを作製した。問題無く溶解が出来た。このインゴットのビッカース硬度を測定した。ビッカース硬度は、79HvHvであり、実用レベルの硬さを満たさなかった。このため、加工性、組成分析、白金合金中の白金の純度及び反射率の調査は実施しなかった。調査しなかった項目について、表1では「−」と示した。
実施例及び比較例の組成(仕込み組成)、ビッカース硬度の値、加工性の評価、再溶解性の評価、可視光範囲反射率の値及びPtの反射率マイナス1.5%の評価を表1に示す。
Figure 0006789029
(組成分析)
組成分析は、板状材について蛍光X線分析機(RIX2000、リガク社製)を用いて行った。
(ビッカース硬度)
自動ビッカース硬度計(HV112/VLPAK2000、ミツトヨ社製)を用いて、荷重を500gでインゴット表面のビッカース硬度を測定した。10回測定して平均を求め、ビッカース硬度とした。ビッカース硬度が80Hv以上を実用レベル、ビッカース硬度が80Hv未満を実用不適レベルとした。
(加工性)
加工性は、次のように評価した。すなわち、加工性は、インゴットを加工度90%まで圧延して作製した板状材の状態を目視で観察することによって評価した。加工性の評価基準は次の通りである。
◎:加工度90%で視認できる欠陥はなく、板厚がロールギャップに従って減少し、大変良好である(実用レベル)。
○:加工度90%で視認できる欠陥はなく、板厚がロールギャップに僅かに追随しないが、良好である(実用レベル)。
△:加工度90%で板状材の側面に割れ(耳割れ)が見られるが、使用できる(実用下限レベル)。
×:加工度90%で板状材の表面に割れが見られ、使用できない(実用不適レベル)。
(再溶解性)
再溶解性とは、合金が繰り返しの溶解(再溶解)に適しているかどうかの程度をいい、溶解した合金中の元素の組成が溶解前後でどの程度ずれているかによって評価される。最も組成のずれが大きくなるのは、原料を仕込み、溶解した最初の溶解時であり、この最初の溶解による組成のずれの程度によって、再溶解性の良悪を判断することができる。そこで、本評価では、仕込み組成に対する最初の溶解後の組成のずれを基に再溶解性を評価した。再溶解性の評価基準は次の通りである。
◎:最初の溶解後の各元素の組成のずれが0.3%未満である。このため、再溶解性が大変良好となると判断される(実用レベル)。
○:最初の溶解後の各元素の組成のずれが0.5%未満である。このため、再溶解性が良好となると判断される(実用レベル)。
×:最初の溶解後のいずれかの元素の組成のずれが0.5%以上である。このため、再溶解性が悪くなると判断され、使用に適さない(実用不適レベル)。
(可視光範囲反射率)
可視光範囲反射率は、分光光度計(UV−3100PC/MPC−3100、島津製作所社)を用いて、300〜2400nmの反射率を2nm毎に3回測定して、400nm及び600nmの反射率をそれぞれ平均した値である。
(Ptの反射率マイナス1.5%)
比較例1の400nm及び600nmの可視光範囲反射率から1.5%を引いた値をそれぞれ反射率A,Bとした。反射率Aは60.3%であり、反射率Bは70.6%であった。400nm、600nmの可視光範囲反射率がそれぞれ反射率A、B以上である場合を○(実用レベル)とし、400nm、600nmの可視光範囲反射率がそれぞれ反射率A、B未満である場合を×(実用不適レベル)とした。
(白金の純度)
白金の純度(白金合金中の白金含有量)は、JIS H 6312:2005「ジュエリー用白金合金中の白金定量方法」の(a)ヘキサクロロ白金(IV)酸ジアンモニウム沈殿分離白金重量法に準じて測定した。
実施例は、いずれも、割り金としてPdを用いた参考例1の白金合金と同程度の優れた再溶解性及び加工性を有し、高硬度で、Ptと遜色のない高い反射率を有していた。比較例1は、Reを添加しなかったため、硬度が小さかった。比較例2は、Ru含有量が多かったため、再溶解時の揮発減耗による組成のずれが大きかった。比較例3は、Re含有量が少なかったため、硬度が小さかった。

Claims (7)

  1. 少なくとも白金及びレニウムを含む宝飾用の白金合金であって、
    該白金合金は、白金の含有量が95.00質量%以上であり、レニウムの含有量が0.15質量%以上5.00質量%以下であり、イリジウムの含有量が0質量%以上5.00質量%以下であり、かつ、ルテニウムの含有量が0質量%以上4.00質量%以下である組成を有し、かつ、
    不可避の不純物を含み、
    前記白金合金は、前記不可避の不純物を除いた構成元素が、
    白金及びレニウム、
    白金、レニウム及びイリジウム、
    白金、レニウム及びルテニウム、又は、
    白金、レニウム、イリジウム及びルテニウムのいずれかであることを特徴とする宝飾用の白金合金。
  2. 前記白金合金はイリジウムを含み、イリジウムの含有量が5.00質量%以下であることを特徴とする請求項に記載の宝飾用の白金合金。
  3. イリジウムの含有量が0.10質量%以上であることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一つに記載の宝飾用の白金合金。
  4. 前記白金合金はルテニウムを含み、ルテニウムの含有量が4.00質量%以下であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の宝飾用の白金合金。
  5. ルテニウムの含有量が0.10質量%以上であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の宝飾用の白金合金。
  6. 前記白金合金は溶解品であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の宝飾用の白金合金。
  7. ビッカース硬度が120Hv以上であることを特徴とする請求項に記載の宝飾用の白金合金。
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