JPH0657356A - 装飾用金合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 黄色→赤色→紫色→青色→緑色→暗灰色に変
化する酸化色硬膜のいずれか一つの色相を安定に生成す
る装飾用金合金の提供。 【構成】 Au;75wt ％と、Fe又はCrの一種；15〜24wt％
と、Ni; １〜10wt％とからなる合金が大気雰囲気中で熱
処理されて、この合金表面が酸化色硬膜とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は装飾用の金合金、特
に、黄色、赤色、紫色、青色、緑色、暗灰色と連続的、
且つ安定に発色する高品位の装飾用金合金の提供に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の装飾用金合金としてはAuにCu、Ni、
Zn、Co、Pd、Ag 等を添加して材料色調を変えることが一般
になされているが、かゝる方法では、材料色調が白色又
は黄金色に限られ、各種の色調を有する装飾用合金、特
に青色等の各種の色相からなる装飾用合金を得ることが
できなかった。かゝる点からAu−Alの金属間化合物によ
り紫色に発色させることが試みられたが、かゝる方法で
得られたAu−Alの金属間化合物は極端に脆く、加工に適
せず装飾用金合金に適していなかった。又、この種のAu
−Alの金属間化合物では、紫色以外の色相をもつ装飾用
合金を得ることができなかった。かゝる点から、金品位
18Ｋを用いたAu−Feの二元合金、又は金品位18Ｋを用い
たAu-Cr の二元合金における酸化膜の干渉にもとづく発
色によって多数の色相を有する夫々の装飾用金合金を得
ることを試みた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のAu;75wt ％-F
e;25wt％の二元合金では、200 ℃以上の酸化炎中で順次
に黄色→赤色→紫色→青色→緑色→暗灰色に発色するこ
とが認められたが、僅かな温度上昇に伴って連続的に色
変化を生ずることから特定の色相をもつ金合金を安定に
得るのに難があった。又、このAu;75wt ％-Fe;25wt％の
二元合金を酸化炎中で熱処理して得られた金合金は一般
に色彩に鮮かさがもたらされず、くすんだ色調となるこ
とから装飾手段としての金合金には不向きとされた。更
に、このAu;75wt ％-Fe;25wt％の二元合金は優れた靭性
を有する反面硬すぎることから加工に難があり、加工材
としての装飾用金合金には適していなかった。

【０００４】又、Au;75wt ％-Cr;25wt％の二元合金で
は、酸化炎中での処理に伴う紫色〜青色〜緑色の発色特
定に難があり、特に鋳造欠陥を生じ易いことから鏡面状
の安定した金属色としての表面を有する金合金を得るに
は難があった。

【０００５】本発明は、かゝる従来の装飾用金合金にお
ける不都合に鑑み、鮮かな黄色、赤色、紫色、青色、緑
色、灰色のいずれか一種の色相を安定に生成される金品
位18Ｋの装飾用金合金の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、かゝる目的を
達成するものとして請求項１の発明に係る装飾用金合金
は、Au;75wt ％と、Fe又はCrのいずれか一種；15〜24wt
％と、Ni；１〜10wt％とからなる金合金を用意し、この
金合金を大気雰囲気中で熱処理することで黄色→赤色→
紫色→青色→緑色→灰色に変化するいずれか一つの色相
に発色させてなる構成としてある。

【０００７】次いで請求項２の発明に係る装飾用金合金
は、Au;75wt ％と、Fe又はCrのいずれか一種；15〜24wt
％と、Ni；１〜10wt％とからなる金合金を用意し、この
金合金を大気雰囲気中で熱処理し、黄色→赤色→紫色→
青色→緑色→暗灰色に変化するいずれか一つの色相に発
色させた後、この発色酸化膜の一部を取り除いて、先の
熱処理よりも低い温度で再度熱処理を施すことによって
先の熱処理によって得られた色相よりも低温域で生ずる
いずれか一つの色相に発色させ、更に必要に応じて同種
の工程を繰返すことで２種以上の色相を有する金合金の
構成としてある。

【０００８】

【作用】本発明の装飾用金合金は、Au-Fe 二元合金に対
し、Niを第三元素として１〜10wt％含ませた三元合金と
してあることから、Au-Fe 二元平衡状態図に見られる金
α相が低温域において拡げられる。

【０００９】Au-Fe、Au-Cr の二元合金の酸化炎中での発
色に対し第三元素として１〜10wt％のNiを含ませること
で、黄色→赤色→紫色→青色→緑色→灰色と連続的に発
色し、夫々の発色温域が拡げられる。

【００１０】更にAu-Fe-Ni、Au-Cr-Ni の酸化炎中での処
理による発色は、特定温域で発色した色相は、その発色
温域よりも低い温度で熱処理を施しても変化を生ずるこ
とがなく、その発色温域よりも高い温度での熱処理によ
って黄色→赤色→紫色→青色→緑色→灰色の順に発色変
化を続行する。

【００１１】

【実施例】以下本発明に係る典型的な装飾用金合金の一
実施例を詳細に説明する。図１は、Au-Fe-Ni合金におけ
るNiの添加量に伴う硬度の変化を示すグラフであり、図
２は熱処理を数次に亘って施す状態を示している。本実
施例では、Fe；15〜24wt％、Ni；１〜10wt％、Au；75wt
％を含む金合金を用意し、この金合金を250 〜500 ℃の
温域内で酸化炎により熱処理し、又はCr;15 〜24wt％、
Ni; １〜10wt％、Au;75wt ％を含む金合金を用意し、こ
の金合金を800 ℃〜900 ℃の温域内で酸化炎により熱処
理することで装飾用金合金を得る。

【００１２】先ずAu-Fe-Ni系三元合金について説明す
る。このAu-Fe-Ni系三元合金の実施例において、Feの含
有量が15wt％に満たない範囲では、得られる金合金が酸
化炎中での熱処理によって目的とする色調の色に発色せ
ず、装用材として用いるのに難があり、又Feの含有量が
24wt％を超える場合、得られる金合金は脆く、しかも熱
処理に伴って表面が赤黒く変化して目的とする色調の色
がもたらされない不都合と共に、錆び易い等の不都合が
あり、Feの含有量は15wt％〜24wt％の範囲にあることが
好ましい。又Niの含有量が１wt％未満である場合、得ら
れる金合金が硬く、冷間時での加工性に難があり、装飾
加工材として用いるのに適しておらず、又Niの含有量が
10wt％を超える場合、目的とする色調の色の発色が難し
く、しかも冷間加工硬度が高くなる不都合を有している
ことから、Niの含有量は１wt％〜10wt％の範囲にあるの
が好ましい。

【００１３】本実施例では、黒鉛坩堝での溶解が浸炭の
虞れがあることからシリカ系の坩堝を使用し、しかも無
酸素雰囲気での溶解として鉄等の酸化を防止した状態で
Au-Fe-Ni系三元合金の溶解をなした。又、このAu-Fe-Ni
系三元合金の鋳込み温度が1200℃を超えることからPt用
シリカ系埋没材を用いた。こゝで得られたAu-Fe-Ni系三
元合金の鋳放し硬度は、Au-Fe 系二元合金の鋳放し硬度
に比較していずれも冷間加工に適する硬さ以内である。

【００１４】このようにして得られたたAu-Fe-Ni系三元
合金を大気雰囲気中で250 ℃〜500℃で熱処理し、合金
表面に酸化膜を形成し、温度と共に積み重なる干渉色と
しての黄色→赤色→紫色→青色→緑色→暗灰色の順次に
生ずるいずれかの色相に特定された金合金とする。この
熱処理による温度変化に伴う発色の典型例としては、A
u;75wt ％、Fe;- 22wt ％、Ni;2.5wt％の成分組成から
なる合金において、200 ℃前後から発色が開始され、25
0 ℃で鮮かなオレンジ色を呈し、280 ℃で紫色、310 ℃
で深い青色を呈し、280 〜310 ℃の間では紫色と青色と
が低温側では紫色が、高温側では青色の強い二色の混在
した干渉色を呈する。又、320 ℃で淡い緑色を呈し、50
0 ℃で暗灰色を呈することが認められる。

【００１５】次いでAu;75 wt％、Cr;15 〜24wt％、Ni;
１〜10wt％系三元合金の実施例について説明する。この
Au-Cr-Ni系三元合金では、Au;75 wt％、Cr;15wt ％、N
i; 10wt％の成分組成からなる金合金の酸化炎中での発
色性が特に良好であって、500 ℃〜800 ℃との温域で順
次、黄色→赤紫色→青色→緑色→暗灰色と連続して発色
することが認められると共に、得られた発色膜は非常に
強く、耐摩耗性に優れている。

【００１６】このAu-Cr-Ni系三元合金においてCrの含有
量が24wt％を超える成分組成とした場合、この金合金の
酸化炎中での黄色→赤紫色→青色→緑色→暗灰色と連続
して生ずる夫々の色相の発色温域が狭く、特有の単一色
の発色をなし得るにとゞまる不都合を有すると共に、酸
化膜の金属光沢が満足し得るものとならない不都合があ
る。

【００１７】又、このAu-Cr-Ni系三元合金においてCrの
含有量が15wt％に満たない場合を、この金合金の酸化炎
中での発色が目的とする鮮やかな色調とならず、又、酸
化膜の耐摩耗性が劣る傾向が認められ、装飾用材として
満足できるものとならない不都合がある。

【００１８】このようにして発色された合金表面の第１
の色硬膜１の一部を削り研磨し、この削り研磨した第１
の色硬膜１を形成した熱処理温度よりも低い温度で、こ
の合金を再度熱処理して先の削り研磨面２に第２の色硬
膜３を形成する。更に、この色硬膜３の一部を削り研磨
し、この色硬膜３の形成熱処理温度よりも低い温度で、
この合金に熱処理を施すことによって、色硬膜３の削り
研磨面４に第３の色硬膜５を形成することができる。

【００１９】実施例１ 次の組成からなる合金を、シリカ系坩堝を用いて無酸素
雰囲気で溶解した後、Pt用シリカ系埋没材を用いて板状
に鋳込み、この鋳込品の表面を研磨して200 ℃〜500 ℃
の範囲で順次温度を上げながら酸化炎中で各保持時間を
30分として加熱して、鋳込品表面に色硬膜を形成した。 Au;75wt ％、Fe;24wt％、Ni;１wt％…イ Au;75wt ％、Fe;23wt％、Ni;２wt％…ロ Au;75wt ％、Fe;20wt％、Ni;５wt％…ハ Au;75wt ％、Fe;15wt％、Ni;10wt％…ニ こゝで得られた装飾用合金は、鉄二元系平衡状態図で示
されているように、Fe-Ni 系において鉄αおよびα＋γ
相が低温域で拡がっていると同様にAu-Fe 合金にNiを添
加した際にもAu側に金α相が低温域で拡がり、冷間での
加工性が図１に示されるように改善されている。この図
１は前記イ〜ニをグラフとして示してあり、縦軸に硬さ
を単位Hvで横軸にニッケルの添加量をwt％で表示してい
る。こゝで得られた合金に対し、大気雰囲気中で、順次
加熱をしたところ、黄色→赤色→紫色→青色→緑色→暗
灰色に順次発色することが認められ、その各色の発色温
度幅が比較的広く、安定であることが認められた。この
発色の変化は、国際照明委員会（ＣＩＥ）のＸＹＺ表色
系色度図（1931ＸＹＺ表色系）に示されている黄色→赤
色→紫色→青色→緑色と全く同一の変化を示し、中止し
た加熱温度の色彩を有する色硬膜を生ずることが認めら
れると共に、500 ℃の加熱の続行によって暗灰色に発色
することが認められた。又、こゝで発色された色硬膜
は、加熱温度の低下あるいは、形成色硬膜の形成熱処理
温度よりも低い温度での再熱処理によって変化すること
がなかった。尚、前記ロの合金では、250 ℃で黄、280
℃で赤、290 ℃で赤紫、300 ℃で青紫、305 ℃で青、31
0 ℃で淡青、320 ℃で緑となり、250 ℃以上で暗灰色に
発色した。尚、Au-Fe に対するNiの添加量は２wt％前後
で前記ＣＩＥのＸＹＺ表色系色度図にもっとも忠実な発
色変化を示すことが認められ、Niの添加量が５wt％を超
えることによって前記発色が前記色度図に示した色相と
同一の変化を生じ難くなることが認められたが装飾用金
合金として実用に用い得るものであった。又、こゝで得
られた装飾用金合金は鮮かな色調を呈しており、明度が
青色で3.09％であった。

【００２０】比較例１ Au;73wt ％-Fe;27wt％の二元合金とした以外の条件を実
施例１と同一にして合金を成形し、熱処理を施した。こ
ゝで得られた装飾用金合金は、380Hv と硬く、冷間での
線、板加工が難しく加工材として用いることができなか
った。又、こゝで得られた合金に対する熱処理では、極
めて僅かの温域で急速に黄色→赤色→紫色→青色と変化
することから、黄色、オレンジ色、赤色、赤紫色、青紫
色等の色相を安定に形成することが事実上困難であり、
青以外の発色はできなかった。又、こゝで得られた青発
色の装飾用金合金には鮮かさが欠けており、その明度が
1.75％と低かった。

【００２１】比較例２ Au;75wt ％-Fe;10wt％-Ni;15wt％とした以外の条件を実
施例１と同一にして合金を形成し、これに熱処理を施し
た。こゝで得られた装飾用合金は硬く、線、板等の冷間
加工に適しておらず、しかも熱処理に伴う発色が黄色以
外に満足し得るものがなく、加工材としても装飾材とし
ても実用に適していなかった。

【００２２】実施例２ Au;75wt-Cr;15wt ％−Ni;10wt ％の組成からなる合金
を、シリカ系坩堝を用いて無酸素雰囲気で溶解した後Pt
用シリカ系埋設材を用いて板状に鋳込み、この鋳込品を
複数用意すると共に、その表面を夫々研磨して500 ℃〜
800 ℃の範囲内の夫々に異なった一つの温域にある酸化
炎中で加熱することで、目的とする色相の色硬膜を夫々
に有する複数個の装飾用金合金を得た。こゝで得られた
金合金は夫々に鮮やかな色相の色硬膜を有すると共に非
常に硬く、砂消しゴムを用いた摩耗テストで６回の摩耗
処理に対応できた。

【００２３】比較例３ Au;75wt ％-Cr;15wt％の組織からなる合金を実施例２と
同一の方法で得、この金合金を500 ℃〜 800℃の範囲内
の一つの温域にある酸化炎中で加熱して目的とする色相
の色硬膜を有する装飾用金合金を得ようと試みた。こゝ
で得られた装飾用金合金は、目的とする色相の色硬膜と
することが難しく、設定された発色以外の色相を呈する
ことが多く、特定色の安定な発色ができなかった。又、
こゝで得られた装飾用金合金は表面が荒れており、金合
金特有の鏡面が酸化膜に認められず、この酸化膜表面の
研磨によっても一定の発色状態にある鏡面を有する装飾
用金合金が得られなかった。

【００２４】比較例４ Au;75wt ％、Cr;10wt％、Ni;15wt％の組成からなる金合金
を用意し、実施例２と同一の方法で合金表面に酸化膜を
形成した。こゝで得られた酸化膜表面を有する装飾用金
合金は青色→緑色の発色に難があり、青色〜緑色系の装
飾用金合金として用いることができなかった。

【００２５】実施例３ 実施例１のロの組成からなる合金に対し310 ℃で30分間
加熱して青色に発色した色硬膜を形成し、この色硬膜の
一部を研磨で削り落した後、280 ℃で30分間加熱したと
ころ、前記青色の色硬膜に変化は無く、この研磨面のみ
が赤紫色に発色した。そこで、この赤紫色に発色した色
硬膜部分の一部を研磨で削落して更に250 ℃で40分間加
熱したところ、この削落された部分がオレンジ色に発色
した色硬膜とされ、前記赤紫色の色硬膜と青色の色硬膜
部分は何等変化することなく残った。この一連の加熱処
理によって鋳込み合金の同一研磨面に青色部分と、赤紫
部分と、オレンジ色部分とを有する装飾用合金とするこ
とができた。

【００２６】

【発明の効果】Au;75wt ％-Fe;15〜24wt％の二元合金、
又はAu;75wt ％-Cr;15〜24wt％の二元合金に、Niを１〜
10wt％添加することによって、得られる合金表面に、黄
色→赤色→紫色→青色→緑色→暗灰色の色相を順次処理
温度の上昇によって連続的に発色させることができると
共に、目的とする色相の酸化色硬膜を安定に生成するこ
とができる。

【００２７】特に、Au-Fe-Ni系三元合金では、得られる
金合金の加工特性が良く、冷間加工に適する装飾用金合
金とされると共に、熱処理に伴う黄色→赤色→紫色→青
色→緑色→暗灰色の一連の色相からなる一つの色相の確
実な発色と、この夫々の色相の発色温域が拡められる特
長を有し、ブローチ等の彩色部材等として用いるのに適
した特長を有する。

【００２８】又、Au-Fe-Ni系三元合金では、得られる金
合金の耐摩耗性が特に良好であり、日常生活上、比較的
スクラッチ等を受け易いリング等の彩色部材として用い
るのに適した特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Au-Fe-Ni合金におけるNiの添加量と硬度の関係
を示すグラフ

【図２】請求項３の発明に係る装飾用金合金の成形例を
示す構成図

【符号の説明】

１ 第１の色硬膜 ２ 削り研磨面 ３ 第２の色硬膜 ４ 削り研磨面 ５ 第３の色硬膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金；75重量％と、 鉄又はクロムのうち一種；15〜24重量％と、 ニッケル；１〜10重量％とからなる合金を大気雰囲気中
   で熱処理してなることを特徴とする装飾用金合金。
2. 【請求項２】 大気雰囲気中で熱処理の施された金合金
   の発色酸化膜の一部を取り除いた状態で、先の熱処理よ
   りも低い温度での熱処理が施されていることを特徴とす
   る請求項１記載の装飾用金合金。