JPWO2008072485A1 - 高性能弾性金属合金部材とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Au合金若しくはPt合金にGd単独若しくはGdとGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させて、Ag合金若しくはTi合金にGd単独若しくはGdとGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させて、Cu合金若しくはFe合金にGd単独若しくはGdとGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上200000ppm未満の範囲で含有させて、又はAl合金若しくはMg合金にGd単独若しくはGdとGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させて、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴とする高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
Description
本発明は、電子部材、自動車/航空部材、理化学部材、医療部材、宝飾部材、楽器部材、食器部材、構造部材等に好適な高性能弾性限度金属合金部材及び製造方法に関する。
従来、金属材料として金(Au)、プラチナ(Pt)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄(Fe)、アルミニウム(AI)、マグネシウム(Mg)、チタン(Ti)、等が知られており、各分野で使用されている。
本発明は、特に弾性限界が高く、バネ性があり、耐久性の優れ、更に加工しやすく、作業性の良い高性能弾性限度金属合金を提供することを特徴とする。。
本発明は、合金材料自身がもつ素晴らしい特性を生かすために、硬度、引張強度、ヤング率、伸び、耐食性、変色性、高温特性、作業性、を維持又は向上させながら、弾性限界を向上させ、耐久性、加工性を上げて、高性能で作業し易く、無駄の無い、高性能弾性限度金属合金部材と及びその製造方法を提供する
従来の金属材料は、各分野の用途に用いる場合に機械的性質、物理的特性、化学的特性等が必ずしも充分と言えない。また作業性が悪いという問題もある。本発明の目的は、上記金属材料の持つ特徴を維持して、これらの不具合な特性を改善、改良し、向上させることで、要求する新部材を得ることにある。
本発明では、弾性限度を向上させ、加工性を改善し、耐久性の高い、高性能金属合金部材が得られる。これらの合金から得られる商品は加工し易く、耐久性があり、品質/性能が優れていることを見出した。更に、これらの合金の製造方法も見出し確立した。
本発明の金属合金部材は、従来の金属合金の硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性、バネ性、加工性、作業性を維持、向上させながら、弾性限度を上げ、耐力を改善し、変形し難く、加工性しやすい。性能・品質・加工に無駄が無いことを特徴とする。
加工し易いので、無駄な圧力を必要としない。更に焼鈍なしで90%以上の加工ができる。圧延方向を変えても割れが発生しない等の特徴を示す。
商品化の場合に、加工し易く、変形し難く、耐久性があるので軽薄短小化に好適である。
本発明は、加工性がよく、作業性がよく、無駄の無い製造方法で、変形し難い、軽薄短小化の高性能/高品質の商品化ができる、新な高性能金属合金部材とその合金の製造方法を見出した。
本発明の金Au合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、伸び、ばね性の特性が高い。加工もし易く、作業性がよい。高純度で添加元素の体積占有率も小さいので、電気伝導率、熱伝導率の高い電子材料が得られる。ヤング率が高いので音響のよい部材が得られる。ばね性があるので柔軟性があり、コシのある線材、板材が得られる。耐熱性があるのでその用途は広い。物理特性、機械特性、電気特性及び化学特性の優れた材料が得られる。金合金の超高性能部材及び好適化部材が得られる。
本発明のプラチナPt合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、伸び、耐熱性等の特性が高く、バネ性があり、加工し易く、作業性もよい。高度の諸特性を示す強化型部材、好適化型部材が得られる。ルツボ、プラグ、歯科材、理化学器、宝飾等用途は広い。
銀Ag合金は電子部材、食器部材、装飾部材に注目されている。銀合金は耐食性(耐酸化/硫化性)が不足し、変色する。ウイスカーが成長し、接触して導電不良が生じる。宝飾品では、美的価値を維持するため、ロジウムRhメッキ等を行って商品化しているのが現状である。しかしながら、それでも酸化、硫化が生じ変色している。更に、作業性も悪い。
本発明の銀Ag合金は硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の諸特性高い。バネ性があり、加工し易く、作業性がよい。特に、高純度合金は電気抵抗が低く、高温特性の良い電子材料が得られる。本発明の高性能/高品質化、又は好適化した銀Ag合金は、食器、液晶反射膜、光ディスク反射膜、反射型LCD電極、半導体電極、歯科材、宝飾等に好適であり、その用途は広い。
本発明の銅Cu合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の特性が高い。バネ性があり、加工し易く、作業性がよい。高純度品は電気伝導性がよく電子材料として好適である。0.2mm以下板厚にしてもバネ性を示す。最新仕様のリードフレーム、コネクター、リレー、スイッチ等の部材仕様を満たす。
本発明鉄Fe合金は、高純度で硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の諸特性が高い。加工し易く、作業性がよく、バネ性のある。高純度で酸化し難くなる高純度鉄Feを生かすことが可能である。鉄合金は、超強力、超耐熱、超耐食、超耐低温、超耐磨耗などの極限部材が得られれば、未来像としての期待は大きい。本発明の鉄Fe合金組成と製造方法が有益になる可能性を示している。
耐食性のある材料の高純度鉄は、高純度で硬度・引張強度があり、ヤング率・耐力、弾性限界度高く、バネ性がある特性を得ることによって、将来の部材への期待が大きい。
軽量のアルミニウムAl合金は、機械的特性、電気特性及び物理特性の優れている部材が要求されている。
本発明アルミニウムAl合金は、高純度で硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の特性が高い。加工し易く、作業性がよく、バネ性、電気伝導性も高い。
本発明Al合金の用途は自動車、航空機、船舶、農機具、冷蔵庫、洗濯機、接点 ボンデングワイヤー等非常に多い。
軽量であるマグネシウムMg合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、伸び等の機械的特性の高い部材、又は好適化部材が求められている。
本発明Mg合金は、ホイール、シートフレーム、パソコンボディ、携帯電話、ビデオカメラ筐体等の小物部品から飛行機、自動車、ヘリコプター等の大物部品まで用途は広い。
金Au、白金Pt、銀Ag、銅Cu、鉄Fe、アルミニウムAl、マグネシウムMg、チタンTi等の合金は、硬度が高く、引張強度、ヤング率、弾性限度、伸び、耐熱性等の特性が高い合金、又は好適な合金が求められている。機械特性、物理特性、電気特性、化学特性のよいものが、工業材料、宝飾材料として求められている。金Au、銀Ag、銅Cu、アルミニウムAl等では、電子部材として電気抵抗の低い、機械強度のある高純度部材が求められている。
薄膜、細線においては、特に加工し易く、耐久性のある合金が求められている。耐酸性と耐硫化性.等の諸特性を殆ど下げることなく、加工し易く、耐久性のある合金が得られることが求められている。
本発明は、特に弾性限界が高く、バネ性があり、耐久性の優れ、更に加工しやすく、作業性の良い高性能弾性限度金属合金を提供することを特徴とする。。
本発明は、合金材料自身がもつ素晴らしい特性を生かすために、硬度、引張強度、ヤング率、伸び、耐食性、変色性、高温特性、作業性、を維持又は向上させながら、弾性限界を向上させ、耐久性、加工性を上げて、高性能で作業し易く、無駄の無い、高性能弾性限度金属合金部材と及びその製造方法を提供する
従来の金属材料は、各分野の用途に用いる場合に機械的性質、物理的特性、化学的特性等が必ずしも充分と言えない。また作業性が悪いという問題もある。本発明の目的は、上記金属材料の持つ特徴を維持して、これらの不具合な特性を改善、改良し、向上させることで、要求する新部材を得ることにある。
本発明では、弾性限度を向上させ、加工性を改善し、耐久性の高い、高性能金属合金部材が得られる。これらの合金から得られる商品は加工し易く、耐久性があり、品質/性能が優れていることを見出した。更に、これらの合金の製造方法も見出し確立した。
本発明の金属合金部材は、従来の金属合金の硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性、バネ性、加工性、作業性を維持、向上させながら、弾性限度を上げ、耐力を改善し、変形し難く、加工性しやすい。性能・品質・加工に無駄が無いことを特徴とする。
加工し易いので、無駄な圧力を必要としない。更に焼鈍なしで90%以上の加工ができる。圧延方向を変えても割れが発生しない等の特徴を示す。
商品化の場合に、加工し易く、変形し難く、耐久性があるので軽薄短小化に好適である。
本発明は、加工性がよく、作業性がよく、無駄の無い製造方法で、変形し難い、軽薄短小化の高性能/高品質の商品化ができる、新な高性能金属合金部材とその合金の製造方法を見出した。
本発明の金Au合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、伸び、ばね性の特性が高い。加工もし易く、作業性がよい。高純度で添加元素の体積占有率も小さいので、電気伝導率、熱伝導率の高い電子材料が得られる。ヤング率が高いので音響のよい部材が得られる。ばね性があるので柔軟性があり、コシのある線材、板材が得られる。耐熱性があるのでその用途は広い。物理特性、機械特性、電気特性及び化学特性の優れた材料が得られる。金合金の超高性能部材及び好適化部材が得られる。
本発明のプラチナPt合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、伸び、耐熱性等の特性が高く、バネ性があり、加工し易く、作業性もよい。高度の諸特性を示す強化型部材、好適化型部材が得られる。ルツボ、プラグ、歯科材、理化学器、宝飾等用途は広い。
銀Ag合金は電子部材、食器部材、装飾部材に注目されている。銀合金は耐食性(耐酸化/硫化性)が不足し、変色する。ウイスカーが成長し、接触して導電不良が生じる。宝飾品では、美的価値を維持するため、ロジウムRhメッキ等を行って商品化しているのが現状である。しかしながら、それでも酸化、硫化が生じ変色している。更に、作業性も悪い。
本発明の銀Ag合金は硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の諸特性高い。バネ性があり、加工し易く、作業性がよい。特に、高純度合金は電気抵抗が低く、高温特性の良い電子材料が得られる。本発明の高性能/高品質化、又は好適化した銀Ag合金は、食器、液晶反射膜、光ディスク反射膜、反射型LCD電極、半導体電極、歯科材、宝飾等に好適であり、その用途は広い。
本発明の銅Cu合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の特性が高い。バネ性があり、加工し易く、作業性がよい。高純度品は電気伝導性がよく電子材料として好適である。0.2mm以下板厚にしてもバネ性を示す。最新仕様のリードフレーム、コネクター、リレー、スイッチ等の部材仕様を満たす。
本発明鉄Fe合金は、高純度で硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の諸特性が高い。加工し易く、作業性がよく、バネ性のある。高純度で酸化し難くなる高純度鉄Feを生かすことが可能である。鉄合金は、超強力、超耐熱、超耐食、超耐低温、超耐磨耗などの極限部材が得られれば、未来像としての期待は大きい。本発明の鉄Fe合金組成と製造方法が有益になる可能性を示している。
耐食性のある材料の高純度鉄は、高純度で硬度・引張強度があり、ヤング率・耐力、弾性限界度高く、バネ性がある特性を得ることによって、将来の部材への期待が大きい。
軽量のアルミニウムAl合金は、機械的特性、電気特性及び物理特性の優れている部材が要求されている。
本発明アルミニウムAl合金は、高純度で硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、耐熱性等の特性が高い。加工し易く、作業性がよく、バネ性、電気伝導性も高い。
本発明Al合金の用途は自動車、航空機、船舶、農機具、冷蔵庫、洗濯機、接点 ボンデングワイヤー等非常に多い。
軽量であるマグネシウムMg合金は、硬度、引張強度、ヤング率、耐力、弾性限度、伸び等の機械的特性の高い部材、又は好適化部材が求められている。
本発明Mg合金は、ホイール、シートフレーム、パソコンボディ、携帯電話、ビデオカメラ筐体等の小物部品から飛行機、自動車、ヘリコプター等の大物部品まで用途は広い。
金Au、白金Pt、銀Ag、銅Cu、鉄Fe、アルミニウムAl、マグネシウムMg、チタンTi等の合金は、硬度が高く、引張強度、ヤング率、弾性限度、伸び、耐熱性等の特性が高い合金、又は好適な合金が求められている。機械特性、物理特性、電気特性、化学特性のよいものが、工業材料、宝飾材料として求められている。金Au、銀Ag、銅Cu、アルミニウムAl等では、電子部材として電気抵抗の低い、機械強度のある高純度部材が求められている。
薄膜、細線においては、特に加工し易く、耐久性のある合金が求められている。耐酸性と耐硫化性.等の諸特性を殆ど下げることなく、加工し易く、耐久性のある合金が得られることが求められている。
本発明は、上述のような市場の要求から生じたものであり、その目的は、機械/物理/化学的性質に優れ、更に弾性限度を向上させ、加工し易く、作業性のよく、耐久性のある高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法を提供することである。
本発明では、金属合金の機械特性、電気特性、物理特性、化学特性等の諸性能を向上、維持させながら、新に、最も重要な弾性限度を向上させる方法を見出した。
更に、耐食性、変色性にも優れた高性能金属合金部材及びその製造方法と上記常温での特性のみならず、高温での諸特性の優れた弾性限度金属合金部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
貴金属合金の欠点を解決するためのPCT/JP96/00510、PCT/JP97/02014、PCT/JP00/04411、PCT/03/01993を提案してきた。本発明は、更に広範囲に展開するものである。貴金属合金及び金属合金で、更に欠点を解決出来ることを見出した。
本発明では、金属合金の機械特性、電気特性、物理特性、化学特性等の諸性能を向上、維持させながら、新に、最も重要な弾性限度を向上させる方法を見出した。
更に、耐食性、変色性にも優れた高性能金属合金部材及びその製造方法と上記常温での特性のみならず、高温での諸特性の優れた弾性限度金属合金部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
貴金属合金の欠点を解決するためのPCT/JP96/00510、PCT/JP97/02014、PCT/JP00/04411、PCT/03/01993を提案してきた。本発明は、更に広範囲に展開するものである。貴金属合金及び金属合金で、更に欠点を解決出来ることを見出した。
第1図は、本発明の金Au合金、プラチナPt合金、銀Ag合金、及び銅Cu合金の本実施形態組成とその比較例組成を示す。
第2図は、本発明の鉄Fe合金、アルミニウムAl合金、マグネシウムMg合金、チタンTi合金の本実施形態組成とその比較例組成を示す。
第3図は、本発明貴金属合金の高純度銀Agの弾性限度、0.2%耐力、引張強度の上昇率を示す。
第4図は、本発明貴金属合金と本発明金属合金の弾性限度の上昇結果を示す。
第2図は、本発明の鉄Fe合金、アルミニウムAl合金、マグネシウムMg合金、チタンTi合金の本実施形態組成とその比較例組成を示す。
第3図は、本発明貴金属合金の高純度銀Agの弾性限度、0.2%耐力、引張強度の上昇率を示す。
第4図は、本発明貴金属合金と本発明金属合金の弾性限度の上昇結果を示す。
本発明の第1実施形態に係る高弾性金属合金部材は、銅Cu含有量が35.00重量%以上で、ガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、チタンTi、亜鉛Zn、鉄Fe、アルミニウムAl、ニッケルNi、リンP、銀Ag、ベリリウムBeからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成された銅合金に、ガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた金属合金で構成される。
銅Cu合金は、溶体化処理温度は600〜2500℃、時効処理温度は150〜850℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が600〜1600℃、時効処理温度は150〜780℃である。
実施例1は、銅Cuと銀Agからなる銅合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例2は、銅CuとスズSnからなる銅合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例1は、ガドリニウムGd添加まえの銅Cuと銀Agからなる銅合金部材である。
比較例2は、ガドリニウムGd添加まえの銅CuとスズSnからなる銅合金部材である。
図3は、実施例1と比較例1の弾性限度、0.2%耐力及び引張強度を示す。
弾性限度は27%、0.2%耐力は7%、引張強度は7%それぞれ上昇している。弾性限度の上昇が顕著であることを示している
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。
弾性限度は、Gd0.2%重量比添加で、27%と31%の上昇を示している。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著であった。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を得た。
上記銅Cu合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果を示した。
ガドリニウムGd添加後、硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性の特性が向上し、バネ性を示した。加工し易く、作業性も向上した。導電率の低下は殆ど見られなかった。
銅CuとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、チタンTi、亜鉛Zn、鉄Fe、アルミニウムAl、ニッケルNi、リンP、銀Ag、ベリリウムBeから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銅合金でも、図3と同様に顕著な弾性限度の上昇が見られた
本発明の第2の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第2実施形態に係る高弾性金属合金部材は、プラチニウムPt含有量が35.00重量%以上で、ガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、ニッケルNi、タングステンW、イリジウムIr、ロジウムRh、ルテニウムRu、オスミウムOsからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成されたプラチニウム合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させた貴金属合金で構成される。
プラチニウムPt合金は、溶体化処理温度は600〜2800℃、時効処理温度は150〜1400℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1600℃、時効処理温度は150〜1000℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例3は、プラチニウムPt、銅Cu、からなるプラチニウム合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例4は、プラチニウムPt、シリコンSiからなるプラチニウム合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例3は、プラチウムPt、銅CuからなるプラチニウムPt合金部材である。
比較例4は、プラチニウムPt、銅Cu、シリコンSiからなるプラチニウムPt合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.1%重量比の添加で23%、41%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に示した。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記合プラチウムPt金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
ガドリニウムGd添加後、硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性の特性が向上し、バネ性を示した。加工し易く、作業性も向上した。導電率の低下は殆ど見られなかった。
プラチニウムPtと以外の希土類ガドリニウムGd元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、ニッケルNi、タングステンW、イリジウムIr、ロジウムRh、ルテニウムRu、オスミウムOs、ガリウムGaからなる群から選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させたプラチニウム合金でも、図3と同様な弾性限度の顕著な上昇を示した。
本発明の第3の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第3実施形態に係る高弾性金属合金部材は、銀Ag含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ニッケルNi、からなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成された銀Ag合金に、ガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銀Ag合金で構成される。
銀Ag合金は、溶体化処理温度は450〜2200℃、時効処理温度は100〜600℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1550℃、時効処理温度は150〜500℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例5は、銀Ag、銅Cu、シリコンSiからなる銀Ag合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例6は、銀AgとインジウムInからなる銀Ag合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例5は、銀Ag、銅Cu、シリコンSiからなる銀Ag合金部材である。
比較例6は、銀Ag、銅Cu、シインジウムInからなる銀Ag合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.2%重量比の添加で31%、35%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記銀Ag合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
ガドリニウムGd添加後、硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性の特性が向上し、バネ性を示した。加工し易く、作業性も向上した。導電率の低下は殆ど見られなかった。
銀AgとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ニッケルNi、ガリウムGaから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銀合金でも、図3と同様に弾性限度の顕著な上昇を示した。
本発明の第4の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第4実施形態に係る高性能弾性限度貴金属合金部材は、金Au含有量が35.00重量%以上で、ガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、銀Ag、プラチニウムPt、パラジウムPd、アルミニウムAl、鉄Fe、ニッケルNi、マンガンMn、コバルトCoからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成された金合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させた合金で構成される。
このように金Au含有量を37.50〜99.995重量%とする金合金に、ガドリニウムGd単独。又は他の元素と複合してなるガドリニウムGd合金を適量添加することにより、加工を加えない鋳造合金であっても、その加工品であっても弾性限度の高い金合金が得られる。ガドリニウムGdは、体積含有率を考量すると最も有効な弾性限度向上元素であり、他の機械特性、電気特性、物理特性、化学特性を向上、又はほぼ維持させながら弾性限度を向上させることができることを見出した。このように、ガドリニウムGdは、添加量は少量でよく、基合金の特徴を変化させずに、良好な弾性限度特性をもつその合金部材を得ることができることを見出した。
対象とする金合金としては、金品位で9K(カラット)以上の合金であれば特に制限されず通常のものであれば適用可能である。基本的に銅等の耐食性の劣る元素を含まれていない場合には、良好な耐食性を示す。貴金属はもちろん、貴金属以外の合金元素を含む金合金であってもよい。上記硬質化添加剤は、既存のどのような金合金に対しても有効である。
次に、上記特性の合金部材の製造方法について説明する。
先ず、鋳造合金の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して必要ならば所定温度に加熱後急冷する溶体化処理を施し、更に必要ならばその後所定温度で時効処理を施す。
次に、加工合金の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して必要ならば所定温度に加熱後急冷する溶体化処理を施し、その素材を所定形状に加工し、その加工の前または後で前記素材に対して必要ならば時効処理を施す。
この際の金合金素材を鋳造し、溶体化処理温度は500℃〜2700℃、時効処理温度は−100℃〜700℃とすることが可能である。
弾性限度が高く、更に高硬度、高ヤング率、強引張強度を得るために特に好ましい製造条件は、溶体化処理温度600〜1000℃、時効処理温度は150〜550℃である。
実施例7は、金Auと銅Cuからな金Au合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーを作成した。
実施例8は、金AuとシリコンSiからなる金Au合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーを作成した。
比較例7は、金AuとインジウムInからなる金合金部材である。
比較例8は、金AuとシリコンSiからなる金合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率である。弾性限度は、ガドリニウムGd0.1%重量比の添加で27%、35%の上昇を示している。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記金Au合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果を示した。
金AuとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、銀Ag、プラチニウムPt、パラジウムPd、アルミニウムAl、鉄Fe、ニッケルNi、マンガンMn、コバルトCo、ガリウムGaから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させた金合金でも、図3同様に顕著な弾性限度の上昇を示した。
本発明の第5の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第5実施形態に係る高弾性金属合金部材は、鉄Fe含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、鉛Pb、ニッケルNi、マンガンMn、銅Cu、バナジウムV、リンP、クロムCrからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成された鉄Fe合金に、ガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた鉄Fe合金で構成される。
溶体化処理は820℃×1時間行ない、時効処理は480℃×3時間行った。
鉄Fe合金は、溶体化処理温度は600〜2800℃、時効処理温度は150〜700℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が600〜2000℃、時効処理温度は150〜700℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例9は、鉄FeとシリコンSi、ニッケルNiからな鉄Fe合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例10は、鉄FeとマンガンMnからなる鉄Fe合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例9は、鉄Fe、シリコンSi、ニッケルNiからなる鉄Fe合金部材である。
比較例10は、ガドリニウムGdを添加まえの鉄FeとマンガンMnからなる鉄Fe合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.2%重量比の添加で25%、42%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記鉄Fe合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
鉄FeとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、鉛Pb、ニッケルNi、マンガンMn、銅Cu、バナジウムV、リンP、クロムCrから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた鉄合金でも、図3と同様に弾性限度の顕著な上昇を示した。
本発明の第6の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第6実施形態に係る高弾性金属合金部材は、アルミニウムAl含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、鉄Fe、銅Cu、マンガンMn、マグネシウムMg、クロムCr、ニッケルNi、亜鉛Zn、チタンTi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成されたアルミニウムAl合金に、ガドリニウムGdを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたアルミニウムAl合金で構成される。
アルミニウムAl合金は、溶体化処理温度は300〜2000℃、時効処理温度は50〜450℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1600℃、時効処理温度は50〜400℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例11は、アルミニウムAlとマグネシウムMgからなアルミニウムAl合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、連続鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例12は、アルミニウムAlとシリコンSi、銅CuからなるアルミニウムAl合金部材にガドリニウムGdを添加し、連続鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例11は、アルミニウムAlとマグネシウムMgからなるアルミニウムAl合金部材である。
比較例12は、アルミニウムAlとシリコンSi、銅CuからなるアルミニウムAl合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.4%重量比の添加で35%、28%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記鉄Fe合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
アルミニウムAlとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、鉄Fe、銅Cu、マンガンMn、マグネシウムMg、クロムCr、ニッケルNi、亜鉛Zn、チタンTi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させたアルミニウム合金でも、図3と同様に弾性限度の顕著な上昇が見られた。
本発明の第7の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第7実施形態に係る高弾性金属合金部材は、マグネシウムMg含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiらなる群から選択される少なくも1種の元素で構成された硬質化添加剤合計で50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させたマグネシウムMg合金で構成される。
マグネシウムMg合金は、溶体化処理温度は250〜1050℃、時効処理温度は110〜500℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1000℃、時効処理温度は100〜450℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例13は、マグネシウムMg、アルミニウムAlからなマグネシウムMg合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例14は、マグネシウムMg、シリコンSiからなるマグネシウムMg合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例13は、マグネシウムMg、アルミニウムAlからなるマグネシウムMg合金部材である。
比較例14は、マグネシウムMg、シリコンSi、マンガンMnからなる合マグネシウムMg金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.4%重量比の添加で26%、31%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記鉄Fe合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
マグネシウムMgとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiらなる群から選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させたマグネシウム合金でも、図3と同様に弾性限度の上昇を示した。
本発明の第8の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第5実施形態に係る高弾性金属合金部材は、チタンTi含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、鉄Fe、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNi、コバルトCo、バナジウムV、クロムCrらなる群から選択される少なくも1種の元素で構成された硬質化添加剤合計で50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたチタンTi合金で構成される。
チタンTi合金は、溶体化処理温度は600〜2700℃、時効処理温度は150〜500℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1550℃、時効処理温度は300〜800℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例15は、チタンTiと銅CuからなチタンTi合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例16は、チタンTiとシアルミニウムAlからなるチタンTi合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例15は、チタンTigと銅CuからなるチタンTi合金部材である。
比較例16は、チタンTiとアルミニウムAlからなるチタンTi合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.3%重量比の添加で27%、37%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
上記チタンTi合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
チタンTiとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、鉄Fe、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNi、コバルトCo、バナジウムV、クロムCrらなる群から選択されるから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金でも、同様な顕著な弾性限度を示した。
本発明の第20実施形態に係る硬質金属合金部材は、マグネシウムMg含有量が99.45重量%以上であり、ガドリニウムGd単独、ガドリニウムGdとGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムInか鉛Pb、ニッケルNiらなる群から選択される少なくも1種の元素で構成され合計で50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたマグネシウム合金で構成される。
実施形態に適用される合金は特に限定されるものでない。上記弾性限度向上添加剤以外の成分も通常の金属合金に用いられるものであればどのようなものでもよく特に限定されない。
つまり、上記硬質化添加剤は、既存の一般金属合金に対しても有効である。これら実施形態に係る合金部材を製造する際にも貴金属合金の実地形態と同様である。鋳造の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して所定温度に加熱後急冷する溶体化処理を施す。その後必要に応じて所定温度で時効処理を施す。また、加工合金の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して所定温度加熱後急冷する溶体化処理を施し、その素材を所定形状に加工し、この加工前または加工後に前期素材に対して時効処理を施す。
銅Cu合金、鉄Fe合金、アルミニウムAl合金およびマグネシウムMg合金について、Gdと希土類元素、Gdとアルカリ土類元素について、それぞれ複合添加して、試作評価したが、硬度、引張硬度、ヤング率等が向上又はほぼ維持し弾性限度が向上した。バネ性があり、加工し易く、作業性もよい。更に、GdとカルシウムCa、ストロンチウムSr、シリコンSi、ベリリウムBe、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、マンガンMnの複合添加でも同様な結果が得られ、顕著な上記と同じ効果が見られることが分かった。
本発明の実施形態に係る弾性限度向上添加剤金属合金部材は、金Au、プラチナPt、銀Ag、銅Cu、鉄Fe、アルミニウムAl、マグネシウムMg等の含有量が37.50〜99.995重量%であり、ガドリニウムGd単独の、あるいはガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、アルミニウムAl、マンガンMn、ジルコニウムZr、スズSn、亜鉛Zn、インジウムIn、ボロンBからなる群から選択される少なくとも1種の元素とで構成される弾性限度向上添加剤添加剤を合計で50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させた金属合金で構成される。
更に、本発明の実施形態に係る弾性限度向上添加剤金属合金部材は、金Au、プラチナPt合金、銀Ag合金、銅Cu合金、鉄Fe合金、アルミニウムAl合金、マグネシウムMg合金からなる金属合金群から選択された少なくも1種以上の金属合金に、ガドリニウムGd単独の、あるいはガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、アルミニウムAl、マンガンMn、ジルコニウムZr、スズSn、亜鉛Zn、インジウムIn、ボロンBからなる群から選択される少なくとも1種の元素とで構成される弾性限度向上添加剤を合計で50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させた金属合金で構成される。
このように金属の含有率を37.5%〜99.995重量%とし、ガドリニウムGdを単独、または他の元素と複合化してなる弾性限度向上添加剤添加剤を適量添加することにより、加工を加えない鋳造合金であっても従来にない高い弾性限度が得られるとともに、今までにない高い硬度、ヤング率、引張強度、耐熱性、作業性を得ることができる。
ガドリニウムGdは、体積占有率を考慮すると最も有効な高弾性限度化元素であり、耐熱性の向上も顕著である。特に、Gdを添加することにより極めて高いヤング率が得られる。このようにGdは硬度、ヤング率、引張強度の向上効果が大きいが、弾性限度の向上が顕著である。更に添加量が少量で占有体積が小さいので、基合金特有の特性を生かすことができる。
弾性限度向上添加剤としての効果はGd単体で発揮されるが、Gd以外の上記元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素と複合添加することによる相乗効果によって優れた特性を得ることができる。
本発明の硬質金属部材は弾性限度を上げ、硬度が高く、ヤング率が高くバネ性があり、引張強度も強く脆さがない。優れた機械的特性と物理特性を有するため、軽薄短小化に好適である。耐久性がある。更に加工性が良好で作業性がよい。
本発明の金属合金部材は弾性限度を上げて、硬度、引張強度、ヤング率、バネ性が、伸び等もあり、加工し易く、作業性がよい。従来の合金部材とは異なる。更に、これらの特性をユーザーの好みに応じて調整できることが大きな特徴である。
従って、上記元素の超高性能の貴金属合金/金属合金の重要な弾性限度を上げ、ユーザーの好みに応じて調整した個性的な貴金属合金/金属合金が得られるのが最大の特徴である。
銅Cu合金は、溶体化処理温度は600〜2500℃、時効処理温度は150〜850℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が600〜1600℃、時効処理温度は150〜780℃である。
実施例1は、銅Cuと銀Agからなる銅合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例2は、銅CuとスズSnからなる銅合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例1は、ガドリニウムGd添加まえの銅Cuと銀Agからなる銅合金部材である。
比較例2は、ガドリニウムGd添加まえの銅CuとスズSnからなる銅合金部材である。
図3は、実施例1と比較例1の弾性限度、0.2%耐力及び引張強度を示す。
弾性限度は27%、0.2%耐力は7%、引張強度は7%それぞれ上昇している。弾性限度の上昇が顕著であることを示している
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。
弾性限度は、Gd0.2%重量比添加で、27%と31%の上昇を示している。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著であった。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を得た。
上記銅Cu合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果を示した。
ガドリニウムGd添加後、硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性の特性が向上し、バネ性を示した。加工し易く、作業性も向上した。導電率の低下は殆ど見られなかった。
銅CuとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、チタンTi、亜鉛Zn、鉄Fe、アルミニウムAl、ニッケルNi、リンP、銀Ag、ベリリウムBeから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銅合金でも、図3と同様に顕著な弾性限度の上昇が見られた
本発明の第2の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第2実施形態に係る高弾性金属合金部材は、プラチニウムPt含有量が35.00重量%以上で、ガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、ニッケルNi、タングステンW、イリジウムIr、ロジウムRh、ルテニウムRu、オスミウムOsからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成されたプラチニウム合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させた貴金属合金で構成される。
プラチニウムPt合金は、溶体化処理温度は600〜2800℃、時効処理温度は150〜1400℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1600℃、時効処理温度は150〜1000℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例3は、プラチニウムPt、銅Cu、からなるプラチニウム合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例4は、プラチニウムPt、シリコンSiからなるプラチニウム合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例3は、プラチウムPt、銅CuからなるプラチニウムPt合金部材である。
比較例4は、プラチニウムPt、銅Cu、シリコンSiからなるプラチニウムPt合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.1%重量比の添加で23%、41%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に示した。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記合プラチウムPt金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
ガドリニウムGd添加後、硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性の特性が向上し、バネ性を示した。加工し易く、作業性も向上した。導電率の低下は殆ど見られなかった。
プラチニウムPtと以外の希土類ガドリニウムGd元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、ニッケルNi、タングステンW、イリジウムIr、ロジウムRh、ルテニウムRu、オスミウムOs、ガリウムGaからなる群から選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させたプラチニウム合金でも、図3と同様な弾性限度の顕著な上昇を示した。
本発明の第3の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第3実施形態に係る高弾性金属合金部材は、銀Ag含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ニッケルNi、からなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成された銀Ag合金に、ガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銀Ag合金で構成される。
銀Ag合金は、溶体化処理温度は450〜2200℃、時効処理温度は100〜600℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1550℃、時効処理温度は150〜500℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例5は、銀Ag、銅Cu、シリコンSiからなる銀Ag合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例6は、銀AgとインジウムInからなる銀Ag合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例5は、銀Ag、銅Cu、シリコンSiからなる銀Ag合金部材である。
比較例6は、銀Ag、銅Cu、シインジウムInからなる銀Ag合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.2%重量比の添加で31%、35%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記銀Ag合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
ガドリニウムGd添加後、硬度、引張強度、ヤング率、耐熱性の特性が向上し、バネ性を示した。加工し易く、作業性も向上した。導電率の低下は殆ど見られなかった。
銀AgとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ニッケルNi、ガリウムGaから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銀合金でも、図3と同様に弾性限度の顕著な上昇を示した。
本発明の第4の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第4実施形態に係る高性能弾性限度貴金属合金部材は、金Au含有量が35.00重量%以上で、ガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、銀Ag、プラチニウムPt、パラジウムPd、アルミニウムAl、鉄Fe、ニッケルNi、マンガンMn、コバルトCoからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成された金合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させた合金で構成される。
このように金Au含有量を37.50〜99.995重量%とする金合金に、ガドリニウムGd単独。又は他の元素と複合してなるガドリニウムGd合金を適量添加することにより、加工を加えない鋳造合金であっても、その加工品であっても弾性限度の高い金合金が得られる。ガドリニウムGdは、体積含有率を考量すると最も有効な弾性限度向上元素であり、他の機械特性、電気特性、物理特性、化学特性を向上、又はほぼ維持させながら弾性限度を向上させることができることを見出した。このように、ガドリニウムGdは、添加量は少量でよく、基合金の特徴を変化させずに、良好な弾性限度特性をもつその合金部材を得ることができることを見出した。
対象とする金合金としては、金品位で9K(カラット)以上の合金であれば特に制限されず通常のものであれば適用可能である。基本的に銅等の耐食性の劣る元素を含まれていない場合には、良好な耐食性を示す。貴金属はもちろん、貴金属以外の合金元素を含む金合金であってもよい。上記硬質化添加剤は、既存のどのような金合金に対しても有効である。
次に、上記特性の合金部材の製造方法について説明する。
先ず、鋳造合金の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して必要ならば所定温度に加熱後急冷する溶体化処理を施し、更に必要ならばその後所定温度で時効処理を施す。
次に、加工合金の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して必要ならば所定温度に加熱後急冷する溶体化処理を施し、その素材を所定形状に加工し、その加工の前または後で前記素材に対して必要ならば時効処理を施す。
この際の金合金素材を鋳造し、溶体化処理温度は500℃〜2700℃、時効処理温度は−100℃〜700℃とすることが可能である。
弾性限度が高く、更に高硬度、高ヤング率、強引張強度を得るために特に好ましい製造条件は、溶体化処理温度600〜1000℃、時効処理温度は150〜550℃である。
実施例7は、金Auと銅Cuからな金Au合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーを作成した。
実施例8は、金AuとシリコンSiからなる金Au合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーを作成した。
比較例7は、金AuとインジウムInからなる金合金部材である。
比較例8は、金AuとシリコンSiからなる金合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率である。弾性限度は、ガドリニウムGd0.1%重量比の添加で27%、35%の上昇を示している。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記金Au合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果を示した。
金AuとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、銀Ag、プラチニウムPt、パラジウムPd、アルミニウムAl、鉄Fe、ニッケルNi、マンガンMn、コバルトCo、ガリウムGaから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させた金合金でも、図3同様に顕著な弾性限度の上昇を示した。
本発明の第5の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第5実施形態に係る高弾性金属合金部材は、鉄Fe含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、鉛Pb、ニッケルNi、マンガンMn、銅Cu、バナジウムV、リンP、クロムCrからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成された鉄Fe合金に、ガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた鉄Fe合金で構成される。
溶体化処理は820℃×1時間行ない、時効処理は480℃×3時間行った。
鉄Fe合金は、溶体化処理温度は600〜2800℃、時効処理温度は150〜700℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が600〜2000℃、時効処理温度は150〜700℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例9は、鉄FeとシリコンSi、ニッケルNiからな鉄Fe合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例10は、鉄FeとマンガンMnからなる鉄Fe合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例9は、鉄Fe、シリコンSi、ニッケルNiからなる鉄Fe合金部材である。
比較例10は、ガドリニウムGdを添加まえの鉄FeとマンガンMnからなる鉄Fe合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.2%重量比の添加で25%、42%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記鉄Fe合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
鉄FeとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、鉛Pb、ニッケルNi、マンガンMn、銅Cu、バナジウムV、リンP、クロムCrから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた鉄合金でも、図3と同様に弾性限度の顕著な上昇を示した。
本発明の第6の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第6実施形態に係る高弾性金属合金部材は、アルミニウムAl含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、鉄Fe、銅Cu、マンガンMn、マグネシウムMg、クロムCr、ニッケルNi、亜鉛Zn、チタンTi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiからなる群から選択される少なくも1種の元素が50ppm以上で構成されたアルミニウムAl合金に、ガドリニウムGdを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたアルミニウムAl合金で構成される。
アルミニウムAl合金は、溶体化処理温度は300〜2000℃、時効処理温度は50〜450℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1600℃、時効処理温度は50〜400℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例11は、アルミニウムAlとマグネシウムMgからなアルミニウムAl合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、連続鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例12は、アルミニウムAlとシリコンSi、銅CuからなるアルミニウムAl合金部材にガドリニウムGdを添加し、連続鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例11は、アルミニウムAlとマグネシウムMgからなるアルミニウムAl合金部材である。
比較例12は、アルミニウムAlとシリコンSi、銅CuからなるアルミニウムAl合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.4%重量比の添加で35%、28%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記鉄Fe合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
アルミニウムAlとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、鉄Fe、銅Cu、マンガンMn、マグネシウムMg、クロムCr、ニッケルNi、亜鉛Zn、チタンTi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させたアルミニウム合金でも、図3と同様に弾性限度の顕著な上昇が見られた。
本発明の第7の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第7実施形態に係る高弾性金属合金部材は、マグネシウムMg含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiらなる群から選択される少なくも1種の元素で構成された硬質化添加剤合計で50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させたマグネシウムMg合金で構成される。
マグネシウムMg合金は、溶体化処理温度は250〜1050℃、時効処理温度は110〜500℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1000℃、時効処理温度は100〜450℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例13は、マグネシウムMg、アルミニウムAlからなマグネシウムMg合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例14は、マグネシウムMg、シリコンSiからなるマグネシウムMg合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例13は、マグネシウムMg、アルミニウムAlからなるマグネシウムMg合金部材である。
比較例14は、マグネシウムMg、シリコンSi、マンガンMnからなる合マグネシウムMg金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.4%重量比の添加で26%、31%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記鉄Fe合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
マグネシウムMgとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiらなる群から選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させたマグネシウム合金でも、図3と同様に弾性限度の上昇を示した。
本発明の第8の実施形態に係る貴金属合金部材は、本発明の第5実施形態に係る高弾性金属合金部材は、チタンTi含有量が35.00重量%以上で、Gd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、鉄Fe、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNi、コバルトCo、バナジウムV、クロムCrらなる群から選択される少なくも1種の元素で構成された硬質化添加剤合計で50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたチタンTi合金で構成される。
チタンTi合金は、溶体化処理温度は600〜2700℃、時効処理温度は150〜500℃が可能である。特に好ましい条件は溶体化処理温度が500〜1550℃、時効処理温度は300〜800℃である。加工の際の加工効率は任意であるが、好ましい範囲は、第1の実施形態と同様である。
実施例15は、チタンTiと銅CuからなチタンTi合金部材に、ガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
実施例16は、チタンTiとシアルミニウムAlからなるチタンTi合金部材にガドリニウムGdを添加し、鋳造で8mm棒を作成した。次に伸線加工して1mmφワイヤーにした。
比較例15は、チタンTigと銅CuからなるチタンTi合金部材である。
比較例16は、チタンTiとアルミニウムAlからなるチタンTi合金部材である。
図4は、実施例のガドリニウムGd添加量と弾性限度の上昇率を示す。弾性限度は、ガドリニウムGd0.3%重量比の添加で27%、37%の上昇が見られる。
ガドリニウムGdを添加することによって、バネ性があり、耐久性のある、加工し易い部材が得られることを見出した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
溶体化処理、時効処理をおこなっても同様の結果を示した。
上記加工方法で加工したがいずれの場合でも、ガドリニウムGd添加効果が顕著に見られる。
上記チタンTi合金組成でも試作評価したが、同様のガドリニウムGd添加効果であった。
チタンTiとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、鉄Fe、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNi、コバルトCo、バナジウムV、クロムCrらなる群から選択されるから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金でも、同様な顕著な弾性限度を示した。
本発明の第20実施形態に係る硬質金属合金部材は、マグネシウムMg含有量が99.45重量%以上であり、ガドリニウムGd単独、ガドリニウムGdとGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムInか鉛Pb、ニッケルNiらなる群から選択される少なくも1種の元素で構成され合計で50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたマグネシウム合金で構成される。
実施形態に適用される合金は特に限定されるものでない。上記弾性限度向上添加剤以外の成分も通常の金属合金に用いられるものであればどのようなものでもよく特に限定されない。
つまり、上記硬質化添加剤は、既存の一般金属合金に対しても有効である。これら実施形態に係る合金部材を製造する際にも貴金属合金の実地形態と同様である。鋳造の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して所定温度に加熱後急冷する溶体化処理を施す。その後必要に応じて所定温度で時効処理を施す。また、加工合金の場合には、上記組成の合金素材を鋳造し、その素材に対して所定温度加熱後急冷する溶体化処理を施し、その素材を所定形状に加工し、この加工前または加工後に前期素材に対して時効処理を施す。
銅Cu合金、鉄Fe合金、アルミニウムAl合金およびマグネシウムMg合金について、Gdと希土類元素、Gdとアルカリ土類元素について、それぞれ複合添加して、試作評価したが、硬度、引張硬度、ヤング率等が向上又はほぼ維持し弾性限度が向上した。バネ性があり、加工し易く、作業性もよい。更に、GdとカルシウムCa、ストロンチウムSr、シリコンSi、ベリリウムBe、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、マンガンMnの複合添加でも同様な結果が得られ、顕著な上記と同じ効果が見られることが分かった。
本発明の実施形態に係る弾性限度向上添加剤金属合金部材は、金Au、プラチナPt、銀Ag、銅Cu、鉄Fe、アルミニウムAl、マグネシウムMg等の含有量が37.50〜99.995重量%であり、ガドリニウムGd単独の、あるいはガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、アルミニウムAl、マンガンMn、ジルコニウムZr、スズSn、亜鉛Zn、インジウムIn、ボロンBからなる群から選択される少なくとも1種の元素とで構成される弾性限度向上添加剤添加剤を合計で50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させた金属合金で構成される。
更に、本発明の実施形態に係る弾性限度向上添加剤金属合金部材は、金Au、プラチナPt合金、銀Ag合金、銅Cu合金、鉄Fe合金、アルミニウムAl合金、マグネシウムMg合金からなる金属合金群から選択された少なくも1種以上の金属合金に、ガドリニウムGd単独の、あるいはガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、アルミニウムAl、マンガンMn、ジルコニウムZr、スズSn、亜鉛Zn、インジウムIn、ボロンBからなる群から選択される少なくとも1種の元素とで構成される弾性限度向上添加剤を合計で50ppm以上40000ppm未満の範囲で含有させた金属合金で構成される。
このように金属の含有率を37.5%〜99.995重量%とし、ガドリニウムGdを単独、または他の元素と複合化してなる弾性限度向上添加剤添加剤を適量添加することにより、加工を加えない鋳造合金であっても従来にない高い弾性限度が得られるとともに、今までにない高い硬度、ヤング率、引張強度、耐熱性、作業性を得ることができる。
ガドリニウムGdは、体積占有率を考慮すると最も有効な高弾性限度化元素であり、耐熱性の向上も顕著である。特に、Gdを添加することにより極めて高いヤング率が得られる。このようにGdは硬度、ヤング率、引張強度の向上効果が大きいが、弾性限度の向上が顕著である。更に添加量が少量で占有体積が小さいので、基合金特有の特性を生かすことができる。
弾性限度向上添加剤としての効果はGd単体で発揮されるが、Gd以外の上記元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素と複合添加することによる相乗効果によって優れた特性を得ることができる。
本発明の硬質金属部材は弾性限度を上げ、硬度が高く、ヤング率が高くバネ性があり、引張強度も強く脆さがない。優れた機械的特性と物理特性を有するため、軽薄短小化に好適である。耐久性がある。更に加工性が良好で作業性がよい。
本発明の金属合金部材は弾性限度を上げて、硬度、引張強度、ヤング率、バネ性が、伸び等もあり、加工し易く、作業性がよい。従来の合金部材とは異なる。更に、これらの特性をユーザーの好みに応じて調整できることが大きな特徴である。
従って、上記元素の超高性能の貴金属合金/金属合金の重要な弾性限度を上げ、ユーザーの好みに応じて調整した個性的な貴金属合金/金属合金が得られるのが最大の特徴である。
Claims (44)
- 金Au含有量が37.5〜99.995重量%である金合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- プラチニウムPt含有量が37.5〜99.995重量%であるプラチニウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- 銀Ag含有量が37.5〜99.995重量%である銀合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲0で向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- 銅Cu含有量が37.5〜99.995重量%である銅合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上200000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- 鉄Fe含有量が37.5〜99.995重量%である鉄合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上200000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- アルミニウムAl含有量が37.5〜99.995重量%であるアルミニウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- マグネシウムMg含有量が37.5〜99.995重量%であるマグネシウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- チタンTi含有量が37.5〜99.995重量%であるチタン合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を最大応力以下の範囲で向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- 金Au含有量が60.00重量%以上である金合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- プラチニウムPt含有量が60.00重量%以上であるプラチニウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- 銀Ag含有量が銀60.00%重量以上である銀合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- 銅Cu含有量が60.00%重量以上である銅合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- 鉄Fe含有量が60.00%重量以上である鉄合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- アルミニウムAl含有量が60.00重量%以上であるアルミニウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- マグネシウムMg含有量が60.00重量%以上であるマグネシウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- チタンTi含有量が60.00重量%以上であるチタン合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- 金Au含有量が99.50%重量以上である金合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- プラチニウムPt含有量が99.50重量%以上であるプラチニウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- 銀Ag含有量が銀99.50重量%以上である銀合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度貴金属合金部材及びその製造方法。
- 銅Cu含有量が99.50重量%以上である銅合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- 鉄Fe含有量が99.50重量%以上である鉄合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- アルミニウムAl含有量が99.50重量%以上であるアルミニウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能金属合金部材及びその製造方法。
- マグネシウムMg含有量が99.50重量%以上であるマグネシウム合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- チタンTi含有量が99.50重量%以上であるチタン合金に、ガドリニウムGd単独、又はガドリニウムGdとガドリニウムGd以外の群から選択される少なくとも1種の元素とを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させ、弾性限度を向上させることを特徴する高性能弾性限度金属合金部材及びその製造方法。
- 金AuとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、銀Ag、プラチニウムPt、パラジウムPd、アルミニウムAl、鉄Fe、ニッケルNi、マンガンMn、コバルトCoから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させた金合金で構成された高性能弾性限度貴金属合金部材とその製造方法。
- プラチニウムPtと以外の希土類ガドリニウムGd元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、ニッケルNi、タングステンW、イリジウムIr、ロジウムRh、ルテニウムRu、オスミウムOsからなる群から選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上15000ppm未満の範囲で含有させたプラチニウム合金で構成された高性能弾性限度貴金属合金部材とその製造方法。
- 銀AgとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、銅Cu、パラジウムPd、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ニッケルNi、から選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銀合金で構成された高性能弾性限度銀貴金属合金部材とその製造方法。
- 銅CuとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、チタンTi、亜鉛Zn、鉄Fe、アルミニウムAl、ニッケルNi、リンP、銀Ag、ベリリウムBeから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた銅合金で構成された高性能弾性限度金属合金部材とその製造方法。
- 鉄FeとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、鉛Pb、ニッケルNi、マンガンMn、銅Cu、バナジウムV、リンP、クロムCrから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させた鉄合金で構成された高性能弾性限度金属合金部材とその製造方法。
- アルミニウムAlとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、鉄Fe、銅Cu、マンガンMn、マグネシウムMg、クロムCr、ニッケルNi、亜鉛Zn、チタンTi、ボロンB、ジルコニウムZr、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたアルミニウム合金で構成された高性能弾性限度金属合金部材とその製造方法。
- マグネシウムMgとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、亜鉛Zn、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNiらなる群から選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上30000ppm未満の範囲で含有させたマグネシウム合金で構成された高性能弾性限度金属合金部材とその製造方法。
- チタンTiとガドリニウムGd以外の希土類元素、アルカリ土類元素、シリコンSi、ボロンB、アルミニウムAl、鉄Fe、ジルコニウムZr、銅Cu、スズSn、インジウムIn、ニッケルNi、コバルトCo、バナジウムV、クロムCrらなる群から選択されるから選択された少なくとも1種の元素と構成された金属合金にガドリニウムGdを50ppm以上20000ppm未満の範囲で含有させたチタン合金で構成された高性能弾性限度金属合金部材とその製造方法。
- 前記溶体化処理は前記金属合金を200℃〜2800℃で加熱処理後急冷し、前記時効処理は、前記金属合金を100℃〜1600℃加熱処理することを特徴とする請求範囲に記載の金属合金の製造方法。
- 前記溶体化処理を行った後、加工処理と時効処理を交互に繰返し行うことを特徴とする請求範囲に記載の金属合金の製造方法。
- 請求項の貴金属合金部材および金属合金部材の素材を鋳造する工程と
その素材に対して溶体化処理を施す工程とを有する硬質金属合金部材の製造方法。 - 請求項の貴金属合金部材および金属合金部材の素材を鋳造する工程と
その素材に対して溶体化処理を施す工程と
前記加工の前または後で前記素材に対して時効処理を施す工程とを有する硬質金属合金部材の製造方法。 - 請求項の貴金属合金部材および金属合金部材の素材を鋳造する工程と
その素材に対して溶体化処理を施す工程と
その素材を所定形状に加工する工程と
前記加工の前または後で前記素材に対して時効処理を施す工程とを有する硬質金属合金部材の製造方法。 - 請求項のいずれかの方法において、溶体化処理温度が300〜2800℃、時効処理温度が100〜1400℃である硬質金属合金部材の製造方法。
- 請求項のいずれかの方法において、溶体化処理温度が300〜2700℃、時効処理温度が50〜1000℃である硬質金属合金部材の製造方法。
- 請求項のいずれかの方法において、溶体化処理温度が250〜2500℃、時効処理温度が100〜800℃である硬質金属合金部材の製造方法
- 本発明合金を軽薄短小化の製品に適用すること。
- 本発明合金を楽器材料に適用すること。
- 本発明合金を加工の簡略化や改善の為に適用すること。
- 本発明合金をバネ性が要求される製品に適用すること。
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