JPH0258335B2 - - Google Patents

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JPH0258335B2
JPH0258335B2 JP56188220A JP18822081A JPH0258335B2 JP H0258335 B2 JPH0258335 B2 JP H0258335B2 JP 56188220 A JP56188220 A JP 56188220A JP 18822081 A JP18822081 A JP 18822081A JP H0258335 B2 JPH0258335 B2 JP H0258335B2
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JP
Japan
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weight
starting material
sintered alloy
tin
tac
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JP56188220A
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JPS5891145A (ja
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Mikio Fukuhara
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Tungaloy Corp
Original Assignee
Toshiba Tungaloy Co Ltd
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Publication date
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【発明の詳細な説明】
本発明は、腕時計ケース、ネクタイピン、ブロ
ーチ等の装飾品用部材に適した酸化チタンを含む
有色焼結合金に関する。 従来、装飾品用部材には、ステンレス銅、ステ
ライト、黄銅、アルミ合金等の表面を鏡面光沢の
状態にして用いられていたがこれらはいずれもビ
ツカース硬度で200以下と表面硬度が低く他の無
機物又は硬質金属等で容易に傷が付き装飾的価値
が低下すると云う欠点がある。 この欠点を補うものとして、近年WC、TaC又
はTiC基硬質合金あるいはTiN被覆又はTiC被覆
を施した被覆合金が装飾品用部材に用いられるよ
うになつてきている。これらの硬質合金又は被覆
合金を装飾品用部材に用いた場合は、耐食性及び
耐スクラツチ性の改良と云う点に於ては充分に目
的を達したが尚、次のような欠点を克服するまで
には到つていないという状況にある。 即ち、WC及びTaC基硬質合金は、高価である
上に比重が高く携帯用装飾品としては不向きであ
りWC及びTiC基硬質合金並びにTiC被覆合金は、
黒灰色の単調な色彩で装飾効果に対する要求を完
全に満たしていないものである。又、被覆合金で
は、合金の表面と内部の色調が異なり、被覆層の
剥離及び製造工程による被覆層の膜質及び膜厚の
変化により合金表面に色調むらが生じ装飾品とし
ての価値がなくなると云う欠点がある。 従来の携帯用装飾品としての代表的なものに、
特開昭50−1008号公報がある。同公報には、
TiO、Ti3O4、Ti2O3、Ti3O5、TiO2、の1種も
しくは2種以上50〜85重量%と、残部Co、Fe、
Ni、Tiの1種もしくは2種以上で構成した携帯
時計用外装部品が開示されている。この同公報の
携帯時計用外装部品は、白色から有色までの焼結
合金にすることが可能なすぐれた外装部品ではあ
るけれども、複雑形状の装飾品に成形加工する場
合、焼結合金の低強度性からチツピングや欠損が
生じやすいこと、又焼結合金自体の難成形加工性
から加工時間が長くかかりすぎるという欠点があ
る。 本発明の焼結合金は、上述したような欠点を解
決したもので、軽量で安価な酸化チタンの中でも
低級酸化物であるTiOに着目し、TiOの美麗な黄
金色と高硬度性を生かすと共に、このTiOの焼結
を促進し、強度を高めるTiN、ZrN、HfN、
TaN、の窒化物又はTaC、NbCの炭化物の出発
物を組合わせることにより、緻密で装飾品用部材
としての合金特性を有する焼結合金を完成したも
のである。 すなわち、本発明の焼結合金は、TiO1〜99重
量%とこのTiOの黄金色を損わずに結合相との濡
れ性、焼結性及び緻密性に役立つTiN、ZrN、
HfN、TaN、TaC、NbCの中から選ばれた1種
以上99〜1重量%の組成比でなる出発物から得ら
れる硬質相が40〜98重量%と、Fe、Ni、Coの中
から選ばれた1種以上の出発物から得られる結合
相2〜60重量%と不可避不純物とで成る焼結合金
である。本発明の焼結合金における硬質相を形成
するための出発物中に存在するTiN、ZrN、
HfN、TaN、TaC、NbCは、黄金色のTiOの淡
黄色、赤黄色、黄茶色、紫黄色などの黄金色系の
色彩の範囲の選択を広くできるという効果がある
こと、及びその色むらを防止するなどの色調のコ
ントロールも容易にできるという効果がある。 また、本発明の焼結合金における結合相を形成
するための出発物中にTi、Zr、Hf、V、Nb、
Ta、W、Cr、Mo、Al、Si、Mn、Cu、Bの中か
ら選ばれた1種以上が含有されている場合、又は
Al2O3、Y2O3、ZrO2、MgOの中から選ばれた1
種以上が含有されている場合、もしくはこれらの
金属と酸化物の両方が含有されている場合には、
黄金色系の色彩の範囲の選択及び色調のコントロ
ールがより容易にできるので好ましいことであ
る。 本発明の焼結合金における硬質相を形成するた
めの出発物としてのTiOは、Ti元素とO元素の
比率が1:1でなくても良く、低級酸化チタンと
して安定な範囲内でO元素が増減して微妙な色調
の変化があつてもO元素量のコントロール並びに
結合相量及び結合相の種類のコントロールによつ
て一定の色調が可能であり、更にTiN、ZrN、
HfN、TaN、TaC、NbCの中から選ばれた1種
以上の出発物が硬質相中に含有されることにより
一層色調のコントロールが容易になつてくるもの
である。これらのTiN、ZrN、HfN、TaN、
TaC、NbCは、TiOとの相互固溶体の出発物と
して含有させてもよく、またこれらの2種以上を
含有させる場合は、これらの相互固溶体、例えば
(Ti、Zr)N、Ta(N、C)などの出発物として
含有させても効果が変わらないものである。 本発明の焼結合金における硬質相は、TiOと
TiN、ZrN、HfN、TaN、TaC、NbCの中から
選ばれた1種以上との酸窒化物、酸炭化物、酸炭
窒化物の固溶体として存在している場合、又は
TiOとTi、Zr、Hf、Taの窒化物、Ta、Nbの炭
化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも1
種との混合物として存在している場合においても
有色焼結合金としての効果があるものである。 また、本発明の焼結合金における結合相を形成
するための出発物は、それぞれ単独又は相互合金
もしくはそれらの混合物として含有させても効果
がかわらないものである。 本発明の焼結合金は、真空中又は不活性気流中
で常圧の普通焼結によつても得られるし、ホツト
プレス法によつても得られる。更に必要ならば、
緻密性を高めるためにHIP処理を行なうことも装
飾品用部材としての効果が有る。 次に本発明の焼結合金に於て数値限定した理由
について述べる。 (1) 硬質相について、 硬質相が40重量%未満になると、焼結合金の
硬さの低下が著しく、塑性変形し易くなるこ
と、逆に硬質相が98重量%を越えて多くなる
と、焼結性及び緻密性が著しく低下する。ま
た、硬質相を形成するための出発物としての
TiOが1重量%未満になると、硬くて暗い傾向
の色彩になり装飾品用としての効果が低下する
こと、逆にTiOが99重量%を越えて多くなると
焼結し難く、緻密な焼結合金を得るのが困難に
なる。このことから、硬質相は40〜98重量%、
硬質相を形成するための出発物としてのTiOが
1〜99重量%硬質相を形成するための出発物と
してのTiN、ZrN、HfN、TaN、TaC、NbC
の中から選ばれた1種以上が99〜1重量%と定
めたものである。 (2) 結合相の含有量 結合相が2重量%未満では、相対的に硬質相
量が98重量%を越えて多くなり、焼結性及び緻
密性が低下する。逆に、結合相量が60重量%を
越えて多くなると、焼結中又は焼結後に塑性変
形し易くなる。このために、結合相量は、2〜
60重量%と定めたものである。 本発明の焼結合金が美麗で明かるい色彩の有色
性を有するのは、主として硬質相の効果であり、
結合相は、主として易焼結性及び緻密性を高める
作用をし、このためにFe、Ni、Coの中の1種以
上が必要である。このFe、Ni、Coの中の1種以
上の値に、易焼結性及び緻密性を低下させない
で、かつ色彩を損なわない程度に他の物質を含有
していてもよく、結合相中にTi、Zr、Hf、V、
Nb、Ta、W、Cr、Mo、Al、Si、Mn、Cu、B
の中から選ばれた1種以上の金属が0.5〜60重量
%含有していると、耐食性及び固溶強度の効果が
生じるので好ましいことである。また、結合相中
にAl2O3、Y2O3、ZrO2、MgOの中から選ばれた
1種以上の酸化物が0.5〜25重量%含有している
と、耐食性及び分散強化の効果が生じるので好ま
しいことである。 以下に本発明の焼結合金を実施例に従つて具体
的に説明する。 (実施例) 実施例 1 出発物として、TiO、TiN、TaN、NbC、
ZrN、HfN、(Ta、Nb)C固溶体、TiOとTiN
による固溶体及びFe、Ni、Coの各粉末を用いて
第1表のように各試料を配合し、これらの配合粉
末にパラフインとアセトンと超硬合金製ボールと
を加えて、ボールミルにより粉砕混合した後、乾
燥して各種の混合粉砕を得た。この混合粉末を
2t/cm2の加圧力で成形し、10-3〜10-4mmHg真空
中1350℃〜1500℃の温度で焼結して本発明品1〜
7及び比較品1〜4を得た。こうして得た各試料
の焼結合金をダイヤモンド砥石により研摩して、
硬化及び抗折力を調べ、また一面を鏡面研摩して
色調及び色彩の観察を行つて、それぞれの結果を
第2表に示した。これらの結果から本発明品1〜
7は、比較品1〜4に比べて強度が高く、色むら
がなく、光沢もすぐれ、鮮かな色調であつた。
【表】
【表】 実施例 2 出発物として、TiO、TiN、TaC、NbC、
TaN、HfN及びNi、Co、Mo、Cu、Tiの各粉末
を用いて、第3表のように各試料を配合し、実施
例1と同様に混合粉砕及び加圧成形した後、10-3
〜10-4mmHg真空中1250℃〜1500℃の温度で焼結
して本発明品8〜16及び比較品5〜7の焼結合金
を得た。こうして得た各試料の焼結合金を実施例
1と同様に調べて、その結果を第4表に示した。
これらの結果から、本発明品8〜16は、比較品5
〜7に比べて強度が高く、色むらがなく、光沢も
すぐれ、鮮やかな色調であつた。
【表】
【表】 実施例 3 出発物として、TiO、TiN、TaC、NbC、
(Ta、Nb)C、Al2O3、ZrO2及びNiの各粉末を
用いて、第5表のように各試料を配合し、実施例
1と同様に混合粉砕及び加圧成形した後、10-3
10-4mmHg真空中1250℃〜1500℃の温度で焼結し
て本発明品17〜23及び比較品8〜12の焼結合金を
得た。こうして得た各試料の焼結合金を実施例1
と同様に調べて、その結果を第6表に示した。こ
れらの結果から、本発明品17〜23は、比較品8〜
12に比べて強度が高く、色むらがなく、光沢もす
ぐれ、鮮かな色調であつた。
【表】
【表】 実施例 4 出発物として、TiO、TiN、TaC、NbC、
(Ta、Nb)C、ZrN、HfN、Al2O3、Y2O3
ZrO2、MgO及びNi、Co、Ti、Zr、Cr、Mo、
Cu、Mn、Siの各粉末を用いて、第7表のように
各試料を配合し、実施例1と同様に混合粉砕及び
加圧成形した後、10-3〜10-4mmHg真空中1250℃
〜1500℃の温度で焼結して本発明品24〜28及び比
較品13〜15の焼結合金を得た。こうして得た各試
料の焼結合金を実施例1と同様に調べて、その結
果を第8表に示した。これらの結果から、本発明
品24〜28は、比較品13〜15に比べて強度が高く、
色むらがなく、光沢もすぐれ、鮮かな色調であつ
た。
【表】
【表】 実施例 5 実施例1で得た本発明品No.4及び比較品No.3、
実施例2で得た本発明品No.9及び比較品No.6、実
施例3で得た本発明品No.17及び比較品No.9、実施
例4で得た本発明品No.24及び比較品No.14の各試料
を外周鏡面仕上した約6φの円筒体に形成し、こ
の各試料の鏡面部にナイロン系釣糸を摺動させる
ように設置した。そうして、この釣糸の一方を人
工海水に浸漬させてローラでもつて回転させなが
ら張力1Kg、移動速度1m/sで送ることによ
り、各試料の鏡面部で釣糸を摺動させるという試
験を行つて、その結果を第9表に示した。 第9表の結果から、本発明品は、比較品に比べ
て耐食性及び耐摩耗性にすぐれていることが確認
できた。
【表】 本発明の焼結合金は、実施例の結果から、色
調、色彩、硬度、耐食性、耐摩耗性及び抗折力に
すぐれており装飾品用部材としての特性を有して
いることが確認できたものである。又、比較の有
色焼結合金に比べて本発明の焼結合金は、抗折強
度が約3〜6倍も高いという効果がある。このこ
とから、本発明の焼結合金は、装飾品用部材の他
に、切削工具部材、特に耐摩耗工具部材としても
実用できる可能性のあるものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Fe、Ni、Coの中から選ばれた1種以上の出
    発物から得られる結合相2〜60重量%と、TiO1
    〜99重量%とTiN、ZrN、HfN、TaN、TaC、
    NbCの中から選ばれた1種以上99〜1重量%の
    組成比でなる出発物から得られる硬質相40〜98重
    量%と不可避不純物とでなることを特徴とする酸
    化チタンを含む有色焼結合金。 2 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Cr、Mo、
    Al、Si、Mn、Cu、Bの中から選ばれた1種以上
    の金属0.5〜60重量%と残りFe、Ni、Coの中から
    選ばれた1種以上の組成比でなる出発物から得ら
    れる結合相2〜60重量%と、TiO1〜99重量%と
    TiN、ZrN、HfN、TaN、TaC、NbCの中から
    選ばれた1種以上99〜1重量%の組成比でなる出
    発物から得られる硬質相40〜98重量%と不可避不
    純物とでなることを特徴とする酸化チタンを含む
    有色焼結合金。 3 Al2O3、Y2O3、ZrO2、MgOの中から選ばれ
    た1種以上の酸化物0.5〜25重量%と残りFe、
    Ni、Coの中から選ばれた1種以上の組成比でな
    る出発物から得られる結合相2〜60重量%と、
    TiO1〜99重量%とTiN、ZrN、HfN、TaN、
    TaC、NbCの中から選ばれた1種以上99〜1重
    量%の組成比でなる出発物から得られる硬質相40
    〜98重量%と不可避不純物とでなることを特徴と
    する酸化チタンを含む有色焼結合金。 4 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Cr、Mo、
    Al、Si、Mn、Cu、Bの中から選ばれた1種以上
    の金属0.5〜60重量%とAl2O3、Y2O3、ZrO2
    MgOの中から選ばれた1種以上の酸化物0.5〜25
    重量%と残りFe、Ni、Coの中から選ばれた1種
    以上の組成比でなる出発物から得られる結合相2
    〜60重量%と、TiO1〜99重量%とTiN、ZrN、
    HfN、TaN、TaC、NbCの中から選ばれた1種
    以上99〜1重量%の組成比でなる出発物から得ら
    れる硬質相40〜98重量%と不可避不純物とでなる
    ことを特徴とする酸化チタンを含む有色焼結合
    金。
JP18822081A 1981-11-24 1981-11-24 酸化チタンを含む有色焼結合金 Granted JPS5891145A (ja)

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