JP6922142B2

JP6922142B2 - 宝飾用硬質プラチナ合金

Info

Publication number: JP6922142B2
Application number: JP2020007131A
Authority: JP
Inventors: 重靖成瀬
Original assignee: 重靖成瀬; マオン株式会社
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: JP2021113350A

Description

本発明は、指輪、ネックレス、ペンダント、ブローチ、イヤリング等の宝飾品に使用されるプラチナ合金に関する。

プラチナは、白色貴金属の代表格であり、耐変色性等の諸特性に富んだ貴金属であることから多くの人々に好まれ使用されている。しかしながら、純プラチナは、硬さがＨｖ３０〜４０程度であり、宝飾用としては硬さが足りないという問題がある。

宝飾用プラチナ合金は、ＪＩＳ規格によりＰｔ８５０、Ｐｔ９００、Ｐｔ９５０の成分分量のみ規定されているが、添加金属や諸特性に関する規定がなく、一般的には、パラジウムを添加したものが主流をなしている。

パラジウムの添加により、重量比Ｐｔ８５％−Ｐｄ１５％ではＨｖ１２０〜Ｈｖ１３０程度の硬さを示し、Ｐｔ９０％−Ｐｄ１０％ではＨｖ７０〜８０程度の硬さを示し、Ｐｔ９５％−Ｐｄ５％ではＨｖ６０〜７０程度の硬さを示す。

また、近年では、硬さや耐力の向上を求めて、プラチナへの添加金属としてＣｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｃｏ等を添加した硬化プラチナ合金が用いられている。

Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｃｏ等の添加により、Ｐｔ９５ｗｔ％−Ｃｕ５ｗｔ％合金ではＨｖ１１０〜１２０程度、Ｐｔ９５ｗｔ％ −Ａｕ５ｗｔ％合金ではＨｖ９０程度、Ｐｔ９５ｗｔ％ −Ｒｕ５ｗｔ％合金ではＨｖ１２０〜１３０程度、Ｐｔ９５ｗｔ％ −Ｉｒ５ｗｔ％ではＨｖ９０程度、Ｐｔ９５ｗｔ％ −Ｃｏ５ｗｔ％ではＨｖ１３０〜１４０程度の硬さを示す（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００３−０９６５２５号公報特開平２−０４３３３３号公報

上述したようにプラチナへの添加物が多い方が硬さは増すが、宝飾用途としては高品質な合金、すなわち重量比で９５％のプラチナ合金が求められる。
このＰｔ９５％−Ｐｄ５ｗｔ％合金は、硬さが低く、機械的性質が劣っており、変形しやすく傷が付きやすい等の問題があるため、硬さＨｖ２００以上で加工性に優れた合金が求められている。

また、硬化プラチナ合金は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｃｏ等の添加により、硬さはＰｔ９５％−Ｐｄ５％と比べ１０％〜３０％程度増したが、溶解温度が高く、加工性に劣り、変形しやすく傷が付きやすい等の機械的性質が劣ることなど様々な問題がある。

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、重量比９５％のプラチナ合金であって、硬く、溶融温度が低く、加工性が良好で、かつ機械的性質の優れた宝飾用硬質プラチナ合金を得ることを目的とする。

課題を解決する為の手段

そこで本発明は、Ｐｄを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、Ｉｎを０．５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％、Ｇａを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、残りをＰｔ９５ｗｔ％とした宝飾用硬質プラチナ合金とする。

さらに、Ｐｄを１．０ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、Ｉｎを０．５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％、Ａｇを０．５ｗｔ％〜１．５ｗｔ％、Ｇａを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、残りをＰｔ９５ｗｔ％とした宝飾用硬質プラチナ合金とする。

ここで、プラチナに対して上述した金属を添加する理由について説明する。

Ｐｄを添加する目的は、ＩｎやＧａの添加により硬くて脆くなった合金の特性を緩和するためである。

Ｐｄの添加によるＰｔに対する硬さへの寄与は、他の添加金属と比較すると、全ての領域で均一な固溶体を作るため小さいと言える。

その一方、ＩｎやＧａの添加によるＰｔとの合金化で生成された金属間化合物は合金の硬さに強く関与するが、硬くて脆い特性を示す。

そこで、Ｐｄを添加することにより、硬くて脆いという特性を緩和し、硬さ、耐力、伸び等のデータから加工性の向上に寄与することを確認した。

また、ＧａやＩｎは硬さには必須の金属であるが、Ｐｄは、Ｐｔとの顕著な金属間化合物の形成はなく、全率固溶型であり、全ての領域で固溶体を作るため硬さへの影響は少ないが、耐食性、耐酸化性は良好であり、加工性の向上に格段の寄与がみられる。

Ｐｄの添加量は０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％であり、Ｐｔ−Ｇａ−Ｉｎ−Ｐｄ系の合金においては優れた耐力と伸びを示し加工性を向上させる。

なお、Ｐｄの添加量が０．５ｗｔ％以下の場合は、耐力と伸びへの影響が小さい。

Ｉｎを添加する目的は、Ｐｔ−Ｉｎ合金は包晶反応により金属間化合物を生成するため、機械的性質は劣化するが合金の融点を著しく下げるためである。また、様々な領域で金属間化合物ＰｔＩｎ_２、Ｐｔ_５Ｉｎ_２、Ｐｔ_３Ｉｎ_２等を生成し、硬さの向上に寄与する。

Ｉｎの添加量は０．５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％であり、この範囲ではＧａとの合金化反応による硬さへの影響、すなわちＧａ−Ｉｎの共晶合金とすることによってＰｔ合金の硬さ向上に大きな影響を与える。

Ｇａを添加する目的は、Ｉｎと同様に、Ｐｔ−Ｇａは包晶反応を示してＰｔＧａ、Ｐｔ_２Ｇａ、Ｐｔ_３Ｇａ、Ｐｔ_３Ｇａ_３等の金属間化合物を生成し、融点を大きく下げるとともに、硬さの向上に関してはＩｎよりも大きな影響を及ぼすためである。

Ｇａの添加量は０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％であり、Ｇａの添加量が増えるにしたがい機械的性質は劣化し硬く脆い性質となるために狭い範囲ではあるが、微量の添加であっても金属間化合物の生成等により十分な硬さを示す。

Ａｇを添加する目的は、Ｉｎ、Ｇａと同様に、Ｐｔ−Ａｇは包晶反応を示し、微量の添加で流動性に効果があるためである。

Ａｇの添加量は０．５ｗｔ％〜１．５ｗｔ％とした。Ａｇは蒸気圧が低く、合金化は難しいがＩｎ、Ｇａとは合金化し易く、微量の添加は流動性の向上に寄与する。

このようにした本発明は、重量比９５％のプラチナ合金であって、硬く、溶融温度が低く、加工性が良好で、かつ機械的性質の優れた宝飾用硬質プラチナ合金を得ることができた。

以下、表を参照して本発明における宝飾用硬質プラチナ合金の実施例を説明する。

Ｐｄ、Ｉｎ、Ｇａ、ＡｇおよびＰｔを表１に示す組成になるように配合して本願発明によるプラチナ合金を作製した。なお、一般的なプラチナ合金としてＣｕ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｃｏ等を添加したものを比較例とする。

これらのプラチナ合金についてＪＩＳＴ６１０８に準拠した各種試験を行い、硬さ（Ｈｖ）、耐力（ＭＰａ）、伸び（％）および融点（ｍｐ）を調査して表１にその結果を併せて示す。

表１より、本願発明の組成では、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｇ等の添加により溶解温度が下がるとともに硬さが著しく向上し、かつＰｄの添加により耐力や伸び等の機械的性質の改善を確認した。また、硬くて脆くなった合金の特性を緩和するのにＰｄの添加が有効であることを確認した。

以上説明したように、本実施例では、Ｐｄを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、Ｉｎを０．５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％、Ｇａを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、残りをＰｔ９５ｗｔ％とした宝飾用硬質プラチナ合金、またはＰｄを１．０ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、Ｉｎを０．５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％、Ａｇを０．５ｗｔ％〜１．５ｗｔ％、Ｇａを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、残りをＰｔ９５ｗｔ％とした宝飾用硬質プラチナ合金とすることにより、硬く、溶融温度が低く、加工性が良好で、かつ機械的性質の優れた宝飾用硬質プラチナ合金を得ることができた。

Claims

Ｐｄを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、Ｉｎを０．５ｗｔ％〜２．０ｗｔ％、Ｇａを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、残りをＰｔ９５ｗｔ％とした宝飾用硬質プラチナ合金。
Ｐｄを１．０ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、Ｉｎを０．５ｗｔ％〜１．０ｗｔ％、Ａｇを０．５ｗｔ％〜１．５ｗｔ％、Ｇａを０．５ｗｔ％〜３．０ｗｔ％、残りをＰｔ９５ｗｔ％とした宝飾用硬質プラチナ合金。