JPH0320425A

JPH0320425A - 高純度金合金

Info

Publication number: JPH0320425A
Application number: JP15220589A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Isobe; 礒部　芳彦
Original assignee: NIPPON KIKINZOKU KOGYO KK
Current assignee: NIPPON KIKINZOKU KOGYO KK
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1991-01-29
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPH0678578B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１この発明は９９．９１ｉ量％以上の高純度金合金の提供
、就中高靭性を有し加工性に優れた高純度金合金の提供
に関する．［従来の技術］金は、その優れｋ装飾的特性、化学的特性等から種々の
用途に向けて用いられている．しかしながら高品位の金
は一般に柔かく傷つき易く、変形し易い等の不都合を有
し、実用的な加工特性に欠ける不都合があった．か＼る
点から夫々の使用目的に合せた硬度を有する加工特性に
優れた金素材を得るために金素材の合金化、加工硬化、
熱処理等がなされている．しかしながら高品位の９９．９９％の金等では加工ない
しは熱処理による高靭化には自ずと限界があり、一般的
Ｃはカラット金と称し、金一銀一銅の三元合金として使
用している．このカラット金は、使用目的に合せて要請
される色調と硬度を前提として前記の金一銀一銅の合金
設計をすることが一般になされている．しかし々がら高純度金合金であって、しかも高靭性を有
し、加工特性に優れた高純度金合金を得るためには限ら
れた範囲内での特殊な合金設計が必要であると同時に、
同一の化学的組成の高純度金合金においても特別な鋳造
条件、加工条件、熱処理条件を予め設定する必要があっ
た．一般に金を母材として得られる金合金では９９．９重量
％の高純度材金合金で析出硬化を得たものではなかった
．そこで、一般的な金属合金での時硬効果理論にもとづい
て金一ニッケル、金−ゲルマニウム、金一アルミニウム
の二元系合金状態図（変態図〉を参照して、析出基材と
してニッケルとアルミニウムとを選択して高純度材金合
金での析出硬化を試みた．この析出基材としてのニッケルは８００℃以下の温域で
＾ｕ＊Ｎｉの二相分離を生ずることが認められ、又折出
基材としてのアルミニウムは５４５℃で３重量％＾Ｕに
固溶するもの＼、低温域で析出、硬化することが認めら
れた．しかしながら、このニッケルとアルミニウムを析
出基材として用いた金一ニッケル，金−アルミニウムの
二元系合金では、ニッケルと、アルξニウムとが金に対
し共に１重量％以上添加することを要し、金に対しニッ
ケルとアル亙ニクムとの添加量が１重量％未満である場
合には所期の時硬効果能が認められなかった．［発明が解決しようとする課題］しかしながら９！１．９重量％以上の高純度金合金であ
って、しかも所期の高靭性を有し、加工特性にも優れた
金合金材が各方面から要請されるにいたっている．か｝る要請には金合金材が導電接点材として用いられた
りする際の導電特性その他の諸特性の要請に適応する特
性をもち、しかも所期の高靭性、加工性をもつ必要のあ
る場合、ネックレス等の加工特性並びに装飾的機能と資
産的価値づけとを同時に必要とする場合等種々の目的か
ら、その撞供が求められている．そこで金属合金における一般的な時硬効果理論にもとづ
いて析出碁材にニッケルとアルミニウムとを選び、高靭
性を有する高純度金高金を得ようと試みたが、かエるニ
ッケル、アルミニウムを析出基材とする時硬効果は、ニ
ッケル、アル主二ウムの添加量が少なくとも１重量％以
上であることを要し、これよりも少ない析出基材の添加
では充分な時硬効果能を高めることができなかった．か）る点から、析出基材をより完全なものとする意図か
ら第三元素としてモリブデン、バナジウム、ベリウム、
イリジウム、イットリウム、コバルト、ジルコニウム、
チタンを前記の金一ニッケル、金一アル主二ウムの二元
系合金に添加し、その時硬効果能を高めることが試みら
れたが、そのいずれも８０Ｈｖ　（ビッカース硬度〉以
上の高純度金合金を得ることができなかった．本発明にかへる金合金は、か｝る従前における高純度且
つ高硬度の金合金における不都合に鑑み優れた加工特性
に見合う高靭性を有し、しかも９９．９重量％以上の高
純度を保つ金合金の提供を目的としている．［ｉ！Ｉ題を解決するための手段】本発明は、か）る目的を達成するものとして、金の含有
率が９！１．９９重量％の高純度の金母材を用い、これ
にアルミニウムとルテニウム又はゲルマニウムとを添加
し、又は品位が９９．９９％の高純度金母材にニッケル
とゲルマニウム又はルテニウムとを添加して１４００℃
以上の高温で保持するか、又は略１４００℃で溶解した
後冷却凝固する処理を反復して行なう．この処理によっ
て，金０．９重量％と、アルミニウム０．０７〜０．０８１重量％又はニッケル
０．０７２〜０．０６３重量％と、微量のルテニウム又
はゲルマニウムとからなる高純度で高硬度の金合金を得
る．［実施例】以下本発明にか＼る典型的な一実施例を詳細に説明する
．先ず品位が９９．９９％の金９９．９重量％に、アル夫
二ウム０．０７〜０．０８１重量％と微量のルテニウム
又はゲルマニウムとを添加する。

又、同様に品位が９９．９９％の金９９．９重量％に、
ニッケル０．０７２〜０．０６３重量％と、微量のルテ
ニウム又はゲルマニウムとを添加する．このアルくニウム０．０７〜０．０８１重量％と微量の
ルテニウム又はゲルマニウムの添加、又はニッケル０．
０７２〜０．０６３重量％と微量のゲルマニウム又はル
テニウムの添加以外の範囲での添加、特に添加量の少な
い場合には充分な析出効果かく、所期の硬度を得ること
ができなかった．又、この添加量を増した場合の析出効
果は満足し得るものであったが９９．９％の高純度金合
金を得ることができなかった．尚、前記合金の組成範囲
としては、金ｇ９．９重量％、アルミニウム０．０７〜
０．０８１重量％、ルテニウム０．０２〜０．００９重
量％の組成範囲又は、金９９．９重量％、ニッケル０．
０７２〜Ｏ．Ｏｌｉ３瓜量％、ゲルマニウム０．０１８
〜０．０２７　１ｉＪｉ％の組成範囲が好ましく、ルテ
ニウムに代ってゲルマニウムを添加した合金、前記ゲル
マニウムに代ってルテニウムを添加した合金でも時硬効
果能が高められ、高硬度の金合金を得ることができた．更に、金９９．９１量％、アルミニウム０．０８１重量
％、ルテニウム０．００９重量％の組成又は、金９９．
９重量％、ニッケル０．０６３重量％、ゲルマニウム０
．０２７　３１量％の組成の金合金がより好ましく、所
期の高靭性を有する加工性に優れた高純度金゛合金を得
ることができた．又、前記のルテニウム、ゲルマニウム
に代るものとして、アルミニウム又はニッケルに微量の
モリブデン、バナジウム、ベリウム、イリジウム、イッ
トリウム、コバルト、ジルコニウム、チタンを添加して
得た品位９９．９％の高純度金合金では８０Ｈｖ以上の
硬度を得ることができなかった．次いで前記の化学組成に相当する元素の添加された金合
金素材を真空又はアルゴンガスの雰囲気内で溶解し１４
００℃以上の高温に保持する．又は略１４００℃で溶解後冷却凝固させる処理を２〜３
回繰返すことによって高純度金合金での析出硬化をした
．かＳる溶解処理を経た高純度金合金では、その鋳造状態
で７０Ｈｖ以上の硬度が得られた．又、この鋳造インゴ
ットを単純にロール加工し、加工率５０％の状態で９０
Ｈｖ以上の硬度が得られた．尚、前記の鋳造条件以外の方法で得たキャスト品は非常
に脆く、加工性に乏しく実用に供し得る合金とすること
ができなかった．このようにして得られた高純度金合金
の一つは金９９．９重量％と、アル稟ニウム０．０７〜
０．０８１重量％と、微量のルテニウム又はゲルマニウ
ムとからなる．又、他の高純度金合金は金９９．９重量
％と、ニッケル０．０７２〜０．０６３重量％と、微量
のゲルマニウム又はルテニウムとからなる．この金合金を前記のロール加工後に、１５０〜２５０℃
の温域に３〜５時間保持して熱処理を施したところ１４
０Ｈｖ以上の硬度を得ることができた．尚、前記の合金設計において添加されるルテニウムとゲ
ルマニウムとは高温域で固溶されているアル主ニウム、
ニッケルの析出を高め又は分離を補う．又、合金組織の
微細化が、このルテニウム、ゲルマニウムの添加によっ
てす＼められる．実施例１金９ｇ．９重量％、アルミニウム０．０８１　ＴＬ量％
、ルテニウム０．００９重量％の配合率からなる合金素
材を１４００℃以上の高温で保持した後常温に戻して合
金鋳造品を得た．この溶解処理において添加アルミニウムは完全に金に固
溶していたが、５４５℃以下の温域で効果的に折出した
．この低温域でのアルくニウムの析出はルテニウムの添加
された状態でより高められることが認められた．このようにして得られた合金鋳造品に熱処理を施した．この熱処理は、該合金鋳造品を２００℃に４時間保持す
ることで施した．この合金鋳造品の硬度（ビッカース硬度）は次の通りで
あった．（尚、この硬度測定は１０ｍｓ＋径の丸棒状の
合金鋳造品を木材とし、その表面層と、該木材の中心位
置とで測定し、これと同形状且つ同条件の９９．９９％
品位の金の鋳造品の丸棒とを比較して示している．）次
いで、前記の合金鋳造品をロール加工で、加工度５０％
まで加工し、偏平の板状とし、その加工鋳造品を木材と
し、その表面層と、該木材の中心位置とで硬度測定をし
、同条件の９９．１９％品位の金鋳造品と比較した．実
施例２添加合金種をニッケル０．ＯＩｉ３重量％、ゲルマニウ
ム０．０２７　！量％とした以外の条件を実施例１と同
一にして高純度、高硬度の金合金を得た．この金合金では溶解処理、特に低温域での＾ｕ＋Ｎｉの
分離をし、硬化することが認められた．又、添加したル
テニウムが、この＾Ｕ◆Ｎｉの分離を補うと共に組成の
微細化に有効であることが認められた．得られた高純度金合金の硬度は前記実施例１と略同一で
あった．実施例３溶解処理を、１４００℃で溶解後冷却する方法の繰返し
とした以外の条件を、実施例１と同一にして高純度、高
硬度の金合金を得た．こ）で得られた金合金の硬度は実
施例１で得られた金合金より僅かに良好であることが認
められた．実施例４添加合金種をアル【ニウム０，０７重量％、ゲルマニウ
ム０．０３重量％とした以外の条件を実施例１と同一に
して高純度、高硬度の金合金を得た．こエで得られた金合金の硬度は、実施例ｌで得られた金
合金の硬度よりも僅かに劣っていたが加工上全く問題が
なかった．実施例５添加合金種をニッケル０．０７２重量％、ルテニウム０
．０２重量％とした以外の条件を実施例１と同一にして
高純度、高硬度の金合金を得た．こ＼で得られた金合金は、実施例１で得られた金合金に
比較して硬度が劣り、加工上稍々難が認められたものＳ
実用Ｃ供することができた．比較例１添加合金種としてルテニウムを用いずニッケルのみを０
．１重量％添加した以外の条件を実施例１におけると同
一にして金合金を得た．こ）で得られた金合金は柔く、傷つき易く、９９．９９
％品位の金鋳造品に近い硬度であって、加工に適してい
なかった．比較例２添加合金種をニッケルのみとし、ゲルマニウムを用いず
に０．０ｇ重量％を添加した以外の条件を実施例２と同
一にして金合金を得た．こ＼で得られた金合金は比較例
１と同様に加工に適する硬度を有していなかった．比較
例３アルａニウムの添加量を０．０６重量％とした以外の条
件を実施例１におけると同一にして金合金を得た．こＳで得られた金合金は比較例１と同様に加工に適する
硬度を有しなかった．比較例４ニッケルの添加量を０．０５重量％とした以外の条件を
実施例２におけると同一にして金合金を得た．こ）で得られた金合金は比較例１と同様に加工に適する
硬度を有しなかった．［効果］本発明にか＼る高純度金合金は、金の含有率が！１９．
９１ｉ量％と高い状態で、その硬度を高めた結果、高純
度金合金における加工特性を良好とすることができた．特に、高純度金合金とすることによって金素材の有する
電気的、化学的あるいは熱的特性等を損うことなく、そ
の機械的強度を高めることができた結果、各種の電子機
器類等の構成素材とすることができた．又、高純度金合金としてその品位を保ったま）で高靭性
を付与されたことから変形したり、傷を生ずることのな
い純金製ネツクレス等の装飾品、純金工芸品、装飾用ク
リップ類として用いることができた．更に、高品位で、しかも酎腐食性に優れ、さらに適度の
硬さを有する高純度金合金であることから重要な公印な
いしは私印の印材等として用いることができた．

Claims

【特許請求の範囲】１、金母材に微量のアルミニウム又はニッケルと、微量
のルテニウム又はゲルマニウムとが添加され、且つこれ
をが１４００℃以上の高温に保持され又は反復して略１
４００℃で溶解〜冷却凝固されて、組成が金９９．９重量％と、アルミニウム０．０７〜０．０８１重量％又はニッケル
０．０７２〜０．０６３重量％と、残部がルテニウム又はゲルマニウムとされている高靭性
を有する高純度金合金。