JP4105246B2 - ジルコニアを基にした物品を得る方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジルコニアを基にした物品を、詳しく言えば、特に装飾用途で使用しようとする金属の外観を有するこのタイプの物品を得るための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既知の全ての材料の中で、金属は、非常に有利な性質のために、すなわち機械的な耐性と靱性、電気伝導率等が高いことから、非常に幅広く使用されている。更に、装飾用途にはそれらの特徴である光沢が大いに求められている。しかしながら、それらの硬さはセラミック材料のそれより劣り、このことから多数の普通の使用条件で、例えばこれらの材料を使って時計の製造で使用される例えば時計ケースのような外部部品を製作する場合に、かなりの摩耗が生じることになる。
【０００３】
このために、金属の硬さを増大させることが長い間求められてきた。通常の冶金的な方法（急冷、構造的な焼き入れ）では、例えば切削工具あるいは耐引っ掻き性の装飾用物品といったような一定の用途に要求される１０００ＨＶ（ビッカース硬度）より高い、高レベルの硬度を得ることはできない。
【０００４】
これらの用途のためには、非常に硬い粒子を加えることにより、しばしば材料の容量の大部分を占める硬質粒子を被覆する金属相から形成された二相複合材料を作ることにより、金属の硬度を上昇させることが試みられている。いくつかのこの種の材料が開発されて、産業界で今日普通に用いられている。それらは一般に、用いられる硬質粒子が炭化タングステン製である場合には「超硬合金」と呼ばれ、それらが炭窒化チタンである場合には「サーメット」と呼ばれている。
【０００５】
ところが、全てのこれらの材料には共通に、はっきりした金属相を含むという事実があり、そしてこれがそれらの耐腐食性と高温での機械的性質を制限することがある。
【０００６】
更に、この金属相は常に、ニッケル又はコバルトを含有しており、これらの物質をほかの金属で置き換えようとする全ての試みは今までのところ失敗している。しかし、ニッケル及びコバルトを含有するこの金属相を、例えば時計の製造あるいは宝石装飾の用途のような、長期にわたり皮膚と接触することになる用途において使用することは、これらの元素はしばしばアレルギーを引き起こすことが知られているので避けなくてはならない。
【０００７】
最後に、これらの材料は形をつけるのが一般に困難であって、このことは、複雑な形状であることがよくある時計製造用の外部部品あるいは宝飾用の部品を製造する際にかなりの制限となり、そしてそれらの値段を非常に高価にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、セラミック部品の全ての通常の特性（硬度、容易に形作れること、アレルギー反応がないこと、等）を持ち、同時に金属製部品の光沢を有する、ジルコニアを基にした物品を得るための方法を提供することによりこれらの全ての不都合を克服することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
・完成形状又は半完成形状の、少なくとも一つの予め形作られたジルコニア物品を用意する工程、
・当該物品を水素を含有するプラズマが存在する炉に入れる工程、
・当該物品を約８００℃またはそれ以上の温度にする工程、
・当該物品をこの温度で約１５分から３時間までの間、好ましくは２時間、保持する工程、
を含むことを特徴とする、金属の外観を持つ焼結ジルコニアの完成物品又は半完成物品を得るための方法に関する。
【００１０】
この種の物品を製造しようとするアプローチは根本的に新しい。出発点は、通常の手法により、全ての要求された性質を有するが金属の特徴を備えていない通常のセラミック部品を作ることであった。そして次にこの部品に金属の外観を与えるため、この部品に対して本発明による方法を適用した。
【００１１】
この方法により得られた物品は、金属のある一定の性質、とりわけ電気伝導性と金属光沢を獲得し、同時にセラミックの特性、特に硬さを保持する。
【００１２】
既存の「超硬合金」や「サーメット」と完全に対照的に、本発明によるジルコニア物品は金属のある一定の特性を有するだけであり、どのような金属相も含有していない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
金属の外観を有する焼結ジルコニア物品の具体的な例を、本発明に従ってそれを得るための方法とともに、以下で説明する。
【００１４】
例として、セラミック物品のための通常の製造技術に従って、例えば焼結により製造される、正方晶結晶構造を有する白色ジルコニア物品（酸化ジルコニウム、ＺｒＯ2 ）を用意する。
【００１５】
この物品は、それが使用される最終形状を示す完成製品であってもよく、例えば時計の腕輪の構成要素を製作しようとする一般に平行六面体形状の部品でよい。
もちろん、必要ならば、この物品は、それを最終用途に適合させるため後に機械加工操作を受けることができる半完成製品であってもよい。
【００１６】
次に、この物品を８００℃あるいはそれより高い温度に加熱し、そして例えば放電又はマイクロ波発生器の助けを借りて得られる、水素プラズマ中に、１５分から３時間の間、好ましくは２時間入れる。
後者の操作の後に、物品は魅惑的な外観と金属光沢を示す。
【００１７】
本発明による方法は、物品がどのような金属相の存在もなしにセラミックと金属の特性のうちのあるものを兼ね備えることを可能にする。
【００１８】
このように、特別に美的な金属の外観と光沢とを有し、形作るのが容易で且つアレルギー反応を引き起こしやすくない、高い硬度の物品を得ることが可能である。従って、これらの物品は、装飾用の物品として使用するのに、特に時計製造用のケースあるいは腕輪の構成要素として使用するのに、完全に適している。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジルコニアを基にした物品を、詳しく言えば、特に装飾用途で使用しようとする金属の外観を有するこのタイプの物品を得るための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既知の全ての材料の中で、金属は、非常に有利な性質のために、すなわち機械的な耐性と靱性、電気伝導率等が高いことから、非常に幅広く使用されている。更に、装飾用途にはそれらの特徴である光沢が大いに求められている。しかしながら、それらの硬さはセラミック材料のそれより劣り、このことから多数の普通の使用条件で、例えばこれらの材料を使って時計の製造で使用される例えば時計ケースのような外部部品を製作する場合に、かなりの摩耗が生じることになる。
【０００３】
このために、金属の硬さを増大させることが長い間求められてきた。通常の冶金的な方法（急冷、構造的な焼き入れ）では、例えば切削工具あるいは耐引っ掻き性の装飾用物品といったような一定の用途に要求される１０００ＨＶ（ビッカース硬度）より高い、高レベルの硬度を得ることはできない。
【０００４】
これらの用途のためには、非常に硬い粒子を加えることにより、しばしば材料の容量の大部分を占める硬質粒子を被覆する金属相から形成された二相複合材料を作ることにより、金属の硬度を上昇させることが試みられている。いくつかのこの種の材料が開発されて、産業界で今日普通に用いられている。それらは一般に、用いられる硬質粒子が炭化タングステン製である場合には「超硬合金」と呼ばれ、それらが炭窒化チタンである場合には「サーメット」と呼ばれている。
【０００５】
ところが、全てのこれらの材料には共通に、はっきりした金属相を含むという事実があり、そしてこれがそれらの耐腐食性と高温での機械的性質を制限することがある。
【０００６】
更に、この金属相は常に、ニッケル又はコバルトを含有しており、これらの物質をほかの金属で置き換えようとする全ての試みは今までのところ失敗している。しかし、ニッケル及びコバルトを含有するこの金属相を、例えば時計の製造あるいは宝石装飾の用途のような、長期にわたり皮膚と接触することになる用途において使用することは、これらの元素はしばしばアレルギーを引き起こすことが知られているので避けなくてはならない。
【０００７】
最後に、これらの材料は形をつけるのが一般に困難であって、このことは、複雑な形状であることがよくある時計製造用の外部部品あるいは宝飾用の部品を製造する際にかなりの制限となり、そしてそれらの値段を非常に高価にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、セラミック部品の全ての通常の特性（硬度、容易に形作れること、アレルギー反応がないこと、等）を持ち、同時に金属製部品の光沢を有する、ジルコニアを基にした物品を得るための方法を提供することによりこれらの全ての不都合を克服することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
・完成形状又は半完成形状の、少なくとも一つの予め形作られたジルコニア物品を用意する工程、
・当該物品を水素を含有するプラズマが存在する炉に入れる工程、
・当該物品を約８００℃またはそれ以上の温度にする工程、
・当該物品をこの温度で約１５分から３時間までの間、好ましくは２時間、保持する工程、
を含むことを特徴とする、金属の外観を持つ焼結ジルコニアの完成物品又は半完成物品を得るための方法に関する。
【００１０】
この種の物品を製造しようとするアプローチは根本的に新しい。出発点は、通常の手法により、全ての要求された性質を有するが金属の特徴を備えていない通常のセラミック部品を作ることであった。そして次にこの部品に金属の外観を与えるため、この部品に対して本発明による方法を適用した。
【００１１】
この方法により得られた物品は、金属のある一定の性質、とりわけ電気伝導性と金属光沢を獲得し、同時にセラミックの特性、特に硬さを保持する。
【００１２】
既存の「超硬合金」や「サーメット」と完全に対照的に、本発明によるジルコニア物品は金属のある一定の特性を有するだけであり、どのような金属相も含有していない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
金属の外観を有する焼結ジルコニア物品の具体的な例を、本発明に従ってそれを得るための方法とともに、以下で説明する。
【００１４】
例として、セラミック物品のための通常の製造技術に従って、例えば焼結により製造される、正方晶結晶構造を有する白色ジルコニア物品（酸化ジルコニウム、ＺｒＯ2 ）を用意する。
【００１５】
この物品は、それが使用される最終形状を示す完成製品であってもよく、例えば時計の腕輪の構成要素を製作しようとする一般に平行六面体形状の部品でよい。
もちろん、必要ならば、この物品は、それを最終用途に適合させるため後に機械加工操作を受けることができる半完成製品であってもよい。
【００１６】
次に、この物品を８００℃あるいはそれより高い温度に加熱し、そして例えば放電又はマイクロ波発生器の助けを借りて得られる、水素プラズマ中に、１５分から３時間の間、好ましくは２時間入れる。
後者の操作の後に、物品は魅惑的な外観と金属光沢を示す。
【００１７】
本発明による方法は、物品がどのような金属相の存在もなしにセラミックと金属の特性のうちのあるものを兼ね備えることを可能にする。
【００１８】
このように、特別に美的な金属の外観と光沢とを有し、形作るのが容易で且つアレルギー反応を引き起こしやすくない、高い硬度の物品を得ることが可能である。従って、これらの物品は、装飾用の物品として使用するのに、特に時計製造用のケースあるいは腕輪の構成要素として使用するのに、完全に適している。
Claims (2)
- 下記の工程を含むことを特徴とする、金属の外観を持つ焼結ジルコニアの完成物品又は半完成物品を得るための方法。
・完成形状又は半完成形状の、少なくとも一つの予め形作られ焼結されたジルコニア物品を用意する工程
・当該物品を水素プラズマが存在する炉に入れる工程
・当該物品を８００℃以上の温度にする工程
・当該物品をこの温度で１５分から３時間までの間保持する工程 - 装飾用の物品として使用される、請求項１記載の方法により得られたジルコニア物品。
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