JPH04362149A - 白金合金 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は白金合金の硬度、特に
焼鈍し時の硬度を高めると共に、白金合金に強い弾性力
を付与するようにした白金合金の提供を目的としている
。

【０００２】

【従来の技術】一般に宝飾用等に用いられる白金合金は
、加工強度を有し、しかも品位８５０　％以上の白金合
金とする目的で、白金８５０　重量部、パラジウム１２
０　重量部、コバルト３０重量部からなる合金、白金８
５０　重量部、パラジウム８０重量部、銅５０重量部、
コバルト２０重量部からなる合金等がＳＳＰ材として用
いられていた。

【０００３】しかしながら、この種の合金は、硬さと弾
性の点で必ずしも充分でなく、このＳＳＰ材で形成され
た宝飾用のリング等が変形する不都合があった。特に、
この種の合金では焼鈍し時の硬度と弾性とが極端に劣る
傾向を示していた。又、この種の合金は、弾性力が充分
でなく、装飾用のスプリング材として用いたり、合金の
弾性変形を利用した宝飾具の形成には不向きであった。

【０００４】かゝる点からタングステンを含む白金合金
を宝飾用材として用いることが種々試みられている。こ
のタングステンを含む白金合金は、白金９０重量％、タ
ングステン３重量％、銅７重量％からなる合金組成を典
型例としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かゝる白金の合金手段
として貴金属以外の６族元素であるタングステンを用い
たことは宝飾用材としては極めて特異な試みであり、宝
飾用白金に特異な硬度と弾性を付与する目的を有してい
た。

【０００６】しかしながら、このタングステンを含む白
金合金は、合金の添加元素であるタングステンが割高で
あると共にタングステンの溶解温度がモリブデン等に比
較して高く、目的とする特性を有する白金合金の鋳込み
に難があった。

【０００７】又、この種のタングステンを含む白金合金
は前記のＳＳＰ材に比較して鋳放し硬度、加工硬度ある
いは焼鈍し硬度共に改善されており、又弾性力の面でも
改善され、従来の白金合金に比較して機能的特性が格段
に良好とされているが、近時の宝飾用材の多様化、多機
能化に伴って宝飾用材にもとめられるにいたっている更
に高い機能的特性を満足し切れない不都合があった。

【０００８】かゝるタングステンにより機能的特性の改
良された白金合金では焼鈍し処理の施された際の硬度が
極端に劣化する傾向を示し、ロウづけ処理等の施された
宝飾品の機能的特性を著しく損ねることが認めれた。

【０００９】本発明は、かゝる従来の白金合金における
不都合に鑑み宝飾用材に要求される硬さと弾性力を有す
る白金合金、特に焼鈍し時の硬度に遜色の無い白金合金
の容易な成形提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る白金合金は
、かゝる目的を達成するものとして、請求項１の発明で
は、形成される白金合金が、少なくとも１ｗｔ％〜３ｗ
ｔ％のニオブ又はモリブデンを含む組成としてある。

【００１１】又、請求項２の発明では、形成される白金
合金が、少なくとも１ｗｔ％〜３ｗｔ％のニオブ又はモ
リブデンの一種と、７ｗｔ％〜９ｗｔ％の銅を含む組成
としてある。

【００１２】更に、請求項３の発明では、形成される白
金合金が、少なくとも１ｗｔ％〜３ｗｔ％のニオブ又は
モリブデンの一種と、７ｗｔ％〜９ｗｔ％の銅と、３ｗ
ｔ％〜７ｗｔ％のパラジウムを含む組成としてある。

【００１３】

【実施例】先ず、請求項１の発明に係る実施例の白金合
金として、９９．９５％の純度の白金に対し、９９．９
０　％純度の５族元素としてのニオブ又は６族元素とし
てのモリブデンを、少なくとも１ｗｔ％〜３ｗｔ％の範
囲で含む組成として形成している。

【００１４】次いで請求項２の発明に係る実施例の白金
合金として、９９．９５　％純度の白金に対し、９９．
９０　％純度のニオブ又はモリブデンの一種を少なくと
も１ｗｔ％〜３ｗｔ％の範囲で、又銅７ｗｔ％〜９ｗｔ
％の範囲で含む組成として形成している。

【００１５】更に、請求項３の発明に係る実施例の白金
合金として、９９．５％純度の白金に対し、９９．９０
　％純度のニオブ又はモリブデンの一種を少なくとも１
ｗｔ％〜３ｗｔ％の範囲で含み、且つ銅を７ｗｔ％〜９
ｗｔ％の範囲で含むと共にパラジウムを３ｗｔ％〜７ｗ
ｔ％の範囲で含む組成として形成している。

【００１６】以下、本発明にかゝる白金合金の機能的特
性を、各実施例と比較例とをもって明らかにする。この
白金合金の機能的な特性を明らかにするために、ニオブ
、モリブデン、タングステン、バナジウムによる各白金
合金の試料を用意すると共に更に従来の白金合金材とし
てのＳＳＰ材を用意し、夫々の機能的特性について実験
、分析をした。

【００１７】この実験では、５族元素としてバナジウム
を、又６族元素としてタングステンを用い、ニオブ添加
の白金合金と、モリブデン添加の白金合金の比較例とし
た。更に、各合金のもつ機能的特性の幅を明確にする点
から合金の添加元素の添加率を０．１　重量％とした各
比較例を用意した。又、ＳＳＰ材としては白金８５０　
重量部、パラジウム１２０　重量部、コバルト３０重量
部の白金合金を用いた。

【００１８】試料は、９９．９５　％純度の白金に対し
、純度９９．９０％のバナジウム、又はニオブ、又はモ
リブデン、又はタングステンの一種を０．１　ｗｔ％、
１．０　ｗｔ％、３．０　ｗｔ％で添加して白金合金の
試料を用意した。

【００１９】又、９９．９５　％純度の白金に対し、純
度９９．９０　％のバナジウム、又はニオブ、又はモリ
ブデン、又はタングステンの一種を３．０　ｗｔ％と、
銅７ｗｔ％とを添加して白金合金の試料を用意した。

【００２０】更に、９９．９５　％純度の白金に対し、
純度９９．９０　％のモリブデンを２ｗｔ％、銅を８ｗ
ｔ％、パラジウムを５ｗｔ％、添加した白金合金、及び
白金に対しモリブデン３ｗｔ％、銅７ｗｔ％、パラジウ
ム５ｗｔ％を添加した白金合金の試料を用意した。

【００２１】各試料は、白金に各合金材を包み、石英ル
ツボを使用して、８Ｋｖａの高周波誘導炉で溶解した後
、９００　℃にルツボ内で水冷する方法で作成した。

【００２２】鋳放し硬度の測定は、前記の方法で製作さ
れた半球状をなす試料の平坦面から１．５ｍｍ　削り込
み、ペーパーヤスリで表面研磨をした後、羽布で更に円
滑な面として、その表面をマイクロビッカースを用いて
測定した。測定条件は、荷重１００ｇとし、測定点数を
５点としてその平均値とする。

【００２３】加工硬度の測定は、上記の方法で用意され
た各試料を、１００　℃で１０分間加熱、焼鈍して厚さ
０．３ｍｍ　、幅１０ｍｍに圧延加工した後、測定荷重
を２００ｇとして前記と同様にマイクロビッカースを用
いて測定した。

【００２４】弾性力の測定は、前記で圧延加工された厚
さ０．３ｍｍ、幅１０ｍｍ、　長さ２５ｍｍの２枚の試
料を長さ方向の１０ｍｍ部分で固定し、他の１５ｍｍ部
分が互に引き離された形状の試料（図１）とし、この試
料の自由端から３ｍｍの点に、先端の厚さ０．５ｍｍ　
の木製の板を当接して荷重を付与することで測定した。 （図２参照）この測定値は、曲げに加えた荷重を板の断
面積で除した数値、即ち、弾性力＝荷重（ｇ）／板厚×
板幅（ｍｍ）で表わしている。尚、荷重値は、折り曲げ
部が天秤側の試料片に接触する寸前までに加えた力を最
大値とした。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１は、本実施例並びに比較例に係る白金
合金の前記試料の鋳放し硬度を示している。この表１に
示されている白金合金の鋳放し硬度のグラフを図３に示
す。この表１及び図３のグラフから、いずれの合金の試
料も合金元素の添加量に比較して鋳放し硬度が増すこと
が認められるものゝ１ｗｔ％未満の添加量では近時の宝
飾材に要請されている充分な硬度を白金合金にもたらす
ことができないことが認められた。

【００２７】又、タングステン添加の白金合金と、バナ
ジウム添加の白金合金とは１ｗｔ％以下の添加量で優れ
た鋳放し硬度をもたらすことが認められたが、１ｗｔ％
以上の添加量の白金合金ではニオブ添加の白金合金と、
モリブデン添加の白金合金に比較して硬度の増加が逓減
し、好ましい鋳放し硬度を得ることができない。

【００２８】これに対し、ニオブ添加の白金合金も、モ
リブデン添加の白金合金も添加量が１ｗｔ％〜３ｗｔ％
の間で、鋳放し硬度が直線的に増加し、更に７ｗｔ％の
銅を添加した際の相乗効果においても優れた鋳放し硬度
を白金合金にもたらすことが認められた。尚ニオブ及び
モリブデンを３ｗｔ％以上添加した場合、鋳放し硬度が
大きくなりすぎ加工性に難を生ずることが認められた。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２は、本実施例並びに比較例に係る白金
合金の前記試料の加工硬度の測定値を示している。又、
図４は、この表２に示されている白金合金の加工硬度を
示したものであり、１ｗｔ％以下のタングステンの添加
白金合金では高い加工硬度を示す反面、このタングステ
ンを合金元素とする白金合金では、タングステンの添加
量が１ｗｔ％を超えた場合での加工硬度の増加逓減傾向
にあり、又、このタングステンを３ｗｔ％と銅７ｗｔ％
とを含む３元合金においても、その加工硬度の増加率が
低く、近時の宝飾用材に要請される硬度特性に難が認め
られた。

【００３１】又、バナジウムを含む白金合金の加工硬度
は特に劣悪であり、１ｗｔ％以下の添加率においても加
工硬度の改善は認められず、又、銅としての３元合金に
おいても加工硬度の増加率が顕著に低い傾向を示してい
た。

【００３２】尚、ニオブ添加の白金合金と、モリブデン
添加の白金合金は、添加率を１ｗｔ％以上とすることに
よって加工硬度が急激に増す傾向を示すと共に、銅との
３元合金において、更に、その加工硬度の改善が認めら
れ、機能的特性に優れた宝飾用材に用いることができる
。又、ニオブ及びモリブデンの添加率を３ｗｔ％以上と
した場合の加工硬度は極端に大きく、加工性が悪く、冷
間加工等での宝飾材の形成には適しないことが認められ
た。

【００３３】こゝで得られたニオブ添加の白金合金と、
モリブデン添加の白金合金は、９００〜１，０００　℃
で数回の鈍し処理を施した後、冷間加工を施すのが好ま
しく、１ｍｍ程度の薄い白金合金の場合には１０〜１５
秒の単時間での鈍し処理による冷間加工をする。又、ニ
オブを合金元素とする白金合金では、鋳造後に、高温域
特に１，０００　℃前後の温域での鈍し処理を施してか
ら冷間加工をするのが好ましい。

【００３４】

【表３】

【００３５】表３は、本実施例並びに比較例に係る白金
合金の前記試料について測定した弾性特性であって、弾
性力（ｇ／ｍｍ）に対する復元能（ｍｍ）として表現し
てある。 又、図５は、この表３に示されている夫々の白金合金の
弾性力を示している。

【００３６】この表３に示されている弾性特性では、合
金元素の添加量を１ｗｔ％以下とした場合に、合金元素
を異にする夫々の白金合金間での合金元素の添加に伴う
顕著な弾性の差が認められない。

【００３７】これに対し、合金元素の添加量を３ｗｔ％
とした際の夫々の白金合金間の弾性特性には顕著な差が
認められ、先の硬度特性に認められたと同様に、ニオブ
添加の白金合金及びモリブデン添加の白金合金と、バナ
ジウム添加の白金合金及びタングステン添加の白金合金
とに群を分けて弾性特性に差を生ずることが認められる
。 即ち、ニオブ添加の白金合金及びモリブデン添加の白金
合金は、バナジウム添加の白金合金及びタングステン添
加の白金合金に対し１．５〜２．０　倍の弾性を示すこ
とが認められる。

【００３８】

【表４】

【００３９】表４は、本実施例並びに比較例に係る白金
合金の前記試料特に銅７ｗｔ％とを含む試料についての
鈍し処理に伴う硬度並びに弾性の変化と、ＳＳＰ材につ
いての鈍し処理に伴う硬度並びに弾性の変化とを示した
ものである。又、図６は表４に示されている各合金の鈍
し処理に伴う硬度の変化を示し、図７は、表４に示され
ている各合金の鈍し処理に伴う弾性の変化をグラフとし
て示している。この白金合金の鈍し処理に伴う硬度並び
に弾性の低下幅を表５に示す。

【００４０】

【表５】

【００４１】この表４及び表５と前記図６及び図７のグ
ラフとによれば、白金合金の鈍し処理に伴う硬度は、ニ
オブ添加の白金合金、モリブデン添加の白金合金、タン
グステン添加の白金合金、バナジウム添加の白金合金の
順で漸次低下値が大きくなることが認められる。又、弾
性の変化では、モリブデン添加の白金合金、ニオブ添加
の白金合金、タングステン添加の白金合金、バナジウム
添加の白金合金の順で漸次低下率が大きくなることが認
められる。

【００４２】即ち、ニオブ添加の白金合金と、モリブデ
ン添加の白金合金では熱処理に伴う硬度特性、弾性特性
の変化が少なく、特に機能性の要請される宝飾用材等に
用いるのに適している。これに対し、タングステン添加
の白金合金は、融点が高く処理し難い不都合と共に、ニ
オブ添加の白金合金並びにモリブデン添加の白金合金に
比較して硬度特性、弾性特性で劣り、特に鈍し処理に伴
う硬度並びに弾性の低下率が大きい不都合が認められる
。又、ニオブと同族のバナジウムを添加した白金合金で
も、ニオブ添加の白金合金、モリブデン添加の白金合金
に比較して硬度特性、弾性特性が劣り、特に鈍し処理に
伴う硬度並びに弾性の低下率が極端に大きい不都合が認
められる。

【００４３】尚、合金に添加されるニオブ並びにモリブ
デンは１〜３ｗｔ％であることが形成される白金合金に
もたらされる機能的特性から好ましく、１ｗｔ％未満で
は充分な硬度と弾性とが無く、又３ｗｔ％以上では硬く
なりすぎる不都合がある。

【００４４】又、前記の実施例で添加される銅は７〜９
ｗｔ％が白金合金の冶金学的な面から好ましく、９ｗｔ
％以上添加した場合には硬くなりすぎる不都合があり、
又耐蝕性が劣化する不都合がある。

【００４５】尚、銅７〜１０ｗｔ％、モリブデン３〜０
ｗｔ％添加の白金合金を用意し、この白金合金の硬度と
、弾性とを、その鋳放し状態と、加工状態並びに鈍し処
理状態において測定したところ表６、表７であることが
判明した。この表６の測定硬度を図８のグラフに、又表
７の測定弾性を図９のグラフにし、その変化を確認した
ところ、モリブデンは白金の靭性に影響をもたらし、銅
は白金を硬くすることが認められる。

【００４６】

【表６】

【００４７】

【表７】

【００４８】尚、この実施例と、比較例においては、銅
１０ｗｔ％添加の白金合金は鈍し処理に伴う硬度と弾性
の低下が著しく実用に適しないことが認められる。かゝ
る点から品位９００　％の白金合金を宝飾用材とする場
合、金具材には９００Ｐｔ−７０Ｃｕ−３０Ｍｏ、　又
は９００Ｐｔ−９０Ｃｕ−１０Ｍｏ　が好ましい

【００４９】次いで、品位８５０　％の白金合金を前記
実施例のモリブデン並びにニオブ添加合金にパラジウム
を添加することで形成する。この品位８５０　％の白金
合金は、前記実施例の白金合金に対し、パラジウムを３
〜７ｗｔ％添加することで、前記実施例の合金に対し硬
さ、弾性ともに良好な白金合金とし、特に弾性が顕著に
良好とされた白金合金とする。

【００５０】この７〜９ｗｔ％の銅と、３〜７ｗｔ％の
パウジウム、１〜３ｗｔ％のモリブデンを添加合金材と
する白金合金の実施例についての硬度をＳＳＰ材と比較
して測定したところ表８に示すとおりであることが認め
られた。この表８の硬度を図１０のグラフに示す。

【００５１】

【表８】

【００５２】次いで、この実施例について弾性をＳＳＰ
材と比較して測定したところ表９に示すとおりであるこ
とが認められた。この表９の弾性を図１１のグラフに示
す。

【００５３】

【表９】

【００５４】前記の実施例にかゝる銅７ｗｔ％、モリブ
デン３ｗｔ％添加の白金合金に対し、更にパラジウム５
ｗｔ％を添加した白金合金は、硬度、弾性の劣化が見ら
れず、鋳放し及び加工後の硬度が高くなると共に鈍し処
理後の弾性が大幅に良好となることが認められる。

【００５５】

【発明の効果】本発明は叙上における特長ある構成から
、従来用いられてきているＳＳＰ材（Ｐｔ−Ｃｏ系）に
対し、より高硬度で弾性の高い品位９００％の白金合金
と、品位８５０　％の白金合金の提供、特に、焼鈍し処
理時の硬さと弾性とを改善することによってロウづけ処
理等によって生ずる白金合金の硬度低下と弾性の低下と
を極力防止できるようにした白金合金の提供を可能とし
たかゝる品位が高く、且つ高硬度弾性材の白金合金を得
ることによって機能性に富む宝飾具の提供を可能とした
。

【図面の簡単な説明】

【図１】弾性試験に用いた試料の斜視図

【図２】弾性測
定装置の側面図

【図３】添加合金材の添加量と鋳放し硬度とを示すグラ
フ

【図４】添加合金材の添加量と加工硬度とを示すグラフ

【図５】添加合金材の添加量と弾性力とを示すグラフ

【
図６】実施例に係る合金の鋳放し硬さ、加工及び鈍し後
の硬さを示すグラフ

【図７】実施例に係る合金の鋳放し後、加工後、鈍し後
の弾性を示すグラフ

【図８】合金材として銅添加時の合金における鋳放し硬
さ、加工並びに鈍し後の硬さを示すグラフ

【図９】合金
材として銅添加時の合金における鋳放し後、加工後、鈍
し後の弾性を示すグラフ

【図１０】更に他の実施例の合
金とＳＳＰの鋳放し硬さ、加工後並びに鈍し後の硬さを
示すグラフ

【図１１】銅合金の鋳放し状態、加工後及び
鈍し後の弾性を示すグラフ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも１ｗｔ％〜３ｗｔ％のニオ
   ブ又はモリブデンが含まれていることを特徴とする白金
   合金。
2. 【請求項２】　　少なくとも１ｗｔ％〜３ｗｔ％のニオ
   ブ又はモリブデンの一種と、７ｗｔ％〜９ｗｔ％の銅が
   含まれていることを特徴とする白金合金。
3. 【請求項３】　　少なくとも１ｗｔ％〜３ｗｔ％のニオ
   ブ又はモリブデンの一種と、７ｗｔ％〜９ｗｔ％の銅と
   、３ｗｔ％〜７ｗｔ％のパラジウムが含まれていること
   を特徴とする白金合金。