JPH059644A - 金色焼結合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鮮明で良好な金色の色調を有する金色焼結合金
を提供することを目的とする。 【構成】チタンが全量中５５〜７５重量％、鉄族金属お
よび周期律表第６ａ族元素が全量中３〜２９重量％、残
部が非金属元素である炭素，窒素により構成されるとと
もに、前記非金属元素に対する炭素の割合を１０重量％
以下としてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、装飾用に使用
される金色を呈する金色焼結合金に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、例えば、装飾用に使用される金色を
呈する材料としては、純金やこれらの合金，黄銅等の各
種金属、または、金属表面に金メッキを施したものが使
用されていたが、これらはいずれも硬度が低く、このた
め、硬質物質との接触により表面に傷が生じ易く、ま
た、割れ等を発生するという欠点があった。

【０００３】そこで、最近においては、上記のような欠
点を解決すべく、金属の窒化物、例えば、窒化チタン等
をＮｉ，Ｃｏ等の金属で結合させた金色焼結合金が用い
られるようになってきている（特公平２−５８３３５号
公報等参照）。

【０００４】ところで、上記のような金色焼結合金は一
般に焼結性が悪いために、このような焼結性を改善すべ
く、周期律表第４ａ，５ａ，６ａ族元素の炭化物および
炭窒化物等の各種の添加物を添加して焼成する必要があ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、これ
らの各種添加物の添加により、焼結体本来の黄金色から
色調が著しく変化するという問題があった。特に、焼結
性の改善に良好である周期律表第４ａ，５ａ族元素の炭
化物および炭窒化物の添加においては、焼結体の色調が
赤銅色に変化してしまい鮮明で良好な金色の呈色が得ら
れないという問題があった。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明者等は鮮明で良
好な金色の色調を有する金色焼結合金を得るべく、種々
の検討を重ねた結果、非金属元素の窒素に対する炭素の
割合を一定以下とすると、上記のような効果を得ること
ができることを突き止めた。

【０００７】即ち、本発明の金色焼結合金は、チタンが
全量中５５〜７５重量％、鉄族金属および周期律表第６
ａ族元素が全量中３〜２９重量％、残部が非金属元素で
ある炭素，窒素により構成されるとともに、前記非金属
元素に対する炭素の割合を１０重量％以下としてなるも
のである。鉄族金属としては、ＮｉをはじめＦｅ，Ｃｏ
があり、周期律表第６ａ族元素としては、Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗがある。

【０００８】そして、Ｔｉを全量中５５〜７５重量％と
したのは、５５重量％よりも少なくなると金色の色調が
薄くなり、７５重量％を超えると焼結性が低下し、強度
が低下するからである。この量は６０〜７５重量％であ
ることが望ましい。尚、Ｔｉは焼結体中において、主に
ＴｉＮやＴｉＣＮとして存在し硬質相を形成する。

【０００９】さらに、鉄族金属および周期律表第６ａ族
元素を全量中３〜２９重量％としたのは、これらの量を
３重量％未満とすると焼結が困難となる傾向にあるから
であり、また、焼結体の強度が低下するからである。一
方、２９重量％よりも多いと、焼結体の硬度の低下が顕
著になるとともに耐食性が低下するからである。尚、鉄
族金属および周期律表第６ａ族元素量は５〜２９重量％
であることが望ましい。この鉄族金属は焼結体中におい
て結合相を形成し、周期律表第６ａ族元素は硬質相或い
は結合相を形成する。また、具体的には、鉄族金属は１
〜２０重量％、周期律表第６ａ族元素は１〜２０重量％
の割合で存在することが望ましい。

【００１０】また、非金属元素に対する炭素の割合を１
０重量％以下としたのは、１０重量％よりも大きくなる
と、色調的には本来の黄金色から赤みが強くなり、炭素
比率の増加に伴い赤銅色から灰褐色へと変化するように
なる。従って、鮮明で良好な金色の色調を保持するため
には、非金属元素に対する炭素の割合を１０重量％以下
にする必要があるからである。特に、非金属元素の炭素
の割合は８重量％以下にすることが望ましい。尚、残部
には少量の不可避不純物を含有している。

【００１１】また、本発明の金色焼結合金は、原料粉末
として、Ｔｉの窒化物および炭窒化物粉末に鉄族金属お
よび周期律表第６ａ族元素を混合したものを、アセトン
等の有機溶媒中、所定時間混合粉砕した後、バインダー
を所定量加え、所定圧力で所望形状に加圧成形し、これ
を非酸化性雰囲気下において所定温度で脱バインダーし
た後、所定温度で焼成を行なうことにより得られる。例
えば、粒径が０．５〜３．０μｍのＴｉの窒化物および
炭窒化物と、鉄族金属として粒径０．１〜１．０μｍの
ＮｉやＣｏと、周期律表第６ａ族元素として粒径１．０
〜１０．０μｍのＷＣやＣｒ₃ Ｃ₂ 等の各粉末を秤量混
合し、これをアセトン等の有機溶媒中、約６８時間混合
粉砕した後、パラフィンを加え、1.5 ton/cm² で所望形
状に加圧成形する。成形されたものを非酸化性雰囲気下
において所定温度で脱バインダーした後、真空加熱炉に
おいて所定温度で真空焼成を１時間行なうことにより得
られる。尚、この時、Ｗ，Ｃｒは原料粉末として炭化物
として添加し、焼成する過程において金属Ｃｒ，金属Ｗ
として結合金属中に溶融したり、ＴｉＮやＴｉＣＮ中に
固溶し、Ｃｒ₃ Ｃ₂ ，ＷＣでは存在していない。また、
ＴｉＮやＴｉＣＮは、粒径１０μｍ以下の結晶粒子とし
て存在することが望ましい。

【００１２】焼成方法としては真空度が１０^-1〜１０^-4
torrの雰囲気や、各種雰囲気中において減圧または無加
圧にて、温度１３００〜１８００℃で焼成する。焼成時
間は、試料の大きさにもよるが通常０．５〜５時間であ
る。そして、焼成後、焼結体の表面をダイヤモンドペー
スト等により鏡面研磨することにより、光沢のある鮮明
で良好な金色が出現する。

【００１３】このようにして得られた金色焼結合金は、
例えば、時計ケース，時計バンド，ネックレス，ブロー
チ，記念メダル，ボタン等の装飾用やハサミ，刃物，釣
り具等に利用することができる。

【００１４】

【実施例】原料粉末として粒径０．５〜３．０μｍのＴ
ｉＮ，粒径０．５〜３．０μｍのＴｉＣＮ，粒径１．０
〜１０．０μｍのＣｒ₃ Ｃ₂ ，粒径１．０〜１０．０μ
ｍのＷＣ，粒径０．１〜１．０μｍのＮｉ，粒径０．１
〜１．０μｍのＣｏの各粉末を用い、これらを最終焼結
体の各金属量が表１の割合になるように秤量混合し、こ
れをアセトン等の有機溶媒中、約６８時間混合粉砕した
後、パラフィンを４〜５重量％加え、1.5 ton/cm²で所
望形状に加圧成形する。成形されたものを非酸化性雰囲
気下において所定温度で脱バインダーした後、真空度１
０^-2torrの真空加熱炉において１４００〜１５００℃で
真空焼成を１時間行った。このようにして得られた最終
焼結体の分析を、ＩＣＰ発光分光分析等により行ない、
その結果を表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】そして、焼結体を平面研削および鏡面研磨
し、この後、試料の色調，抗折強度，ビッカース硬度
（Ｈｖ），耐食性を試験した。抗折強度の測定は、ＪＩ
ＳＲ１６０１の３点曲げ試験法に従い、ビッカース硬度
の測定はＪＩＳＺ２２４４試験法に従い、気孔率におい
てはアルキメデス法に従った。そして、耐食性試験につ
いては、ＩＳＯ（国際標準化機構）規格に則した人工汗
（ｐＨ4.7)を腐食液として使用し、温度４０℃±２℃に
保持した人工汗中に、鏡面研磨した試料の下半分を２４
時間浸し、浸した後の試料の研磨面の状況を観察するこ
とにより行なった。これらの結果を表２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】表１，表２において、＊印を付した試料番
号のものは、本発明の範囲外のものを示している。ま
た、表２における耐食性試験の結果については、○印は
変色および腐食が全くなく、△印は変色が認められ、×
印は変色に加え、腐食も認められたことを示す。

【００１９】この表２より明らかなように、試料番号２
〜６の金色焼結合金を研磨すると優美で鮮明な黄金色の
鏡面が現出し、著しく優れた金色焼結合金となることが
判った。一方、試料番号１の金色焼結合金は焼結不良で
あった。試料番号９，１１の金色焼結合金は硬度が低
い。試料番号７〜１１ではそれぞれ赤みの強い黄金色，
暗い金色および赤銅色となり、いずれも金色焼結合金と
して適さなかった。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、従
来の金色焼結合金に比して鮮明で良好な黄金色の鏡面が
現出し，その結果、長期にわたり腐食やキズが発生しな
い鮮明で良好な色調の金色焼結合金として、例えば、時
計ケース，時計バンド，ネックレス，ブローチ，記念メ
ダル，ボタン等の装飾用やハサミ，釣り具等に利用する
ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】チタンが全量中５５〜７５重量％、鉄族金
   属および周期律表第６ａ族元素が全量中３〜２９重量
   ％、残部が非金属元素である炭素，窒素により構成され
   るとともに、前記非金属元素に対する炭素の割合が１０
   重量％以下であることを特徴とする金色焼結合金。