JPH0625810A - 非鉄合金からなる物品又はその構成部品の製造方法 - Google Patents

非鉄合金からなる物品又はその構成部品の製造方法

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JPH0625810A
JPH0625810A JP5105400A JP10540093A JPH0625810A JP H0625810 A JPH0625810 A JP H0625810A JP 5105400 A JP5105400 A JP 5105400A JP 10540093 A JP10540093 A JP 10540093A JP H0625810 A JPH0625810 A JP H0625810A
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JP
Japan
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article
phase
transformation
martensitic
temperature
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JP5105400A
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Ira Mervyn Wolff
アイラ・マービン・ウォルフ
Michael Bernard Cortie
マイケル・バーナード・コーティー
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Mintek
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    • A44HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44CPERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C27/00Making jewellery or other personal adornments
    • A44C27/001Materials for manufacturing jewellery
    • A44C27/002Metallic materials
    • A44C27/003Metallic alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44DECORATIVE ARTS
    • B44CPRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/005Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects by altering locally the surface material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨表面の様相を高揚する。 【構成】 非鉄合金、特に、これに限定するものではな
いが、マルテンサイト相組織や母相組織を示すように選
択された貴金属合金から加工物を形成する。表面及びそ
の関係する部分を、ある相の状態、通常は母相の状態に
おいて研磨した後、熱処理して相変態、一般にはマルテ
ンサイト相への変態を達成する。この相変態により、研
磨表面に可視的な表面効果が引き起こされ、それはスパ
ングル効果として表現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非鉄金属、さらに詳し
くは適当な熱処理を施す際にその成分がマルテンサイト
相変態を示すように選択された非鉄金属からなる物品又
はその構成部品の表面を美的高揚させることに関するも
のである。本発明に関係する合金の範囲内における多数
の合金は、種々の金属、さらに詳しくは、またさらに重
要なものとしては金、銀及びプラチナ族の金属をベース
にしている。またさらに詳しくは、本発明は、これに限
定するものではないが、宝石、硬貨、装飾品、その他美
的魅力を有する物品の表面の様相を修正することに関す
る。
【0002】
【従来の技術】非鉄金属からなる物品、詳しくは宝石、
硬貨、装飾品等、さらに詳しくは金、プラチナ、銀の様
な貴金属からなる物品は、高度に研磨されたり、つや消
しにされるか、あるいはプレス加工、鍛造、鋳造、彫刻
によって形成された物理的な浮出し模様を備えた表面を
有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのような物品の表面
に装飾又は美的魅力を適用する方法は制限されている。
これらの公知の基礎的な表面仕上げに代わるものを提供
することは非常に望ましいと考えられる。したがって、
本発明の目的は、非鉄金属、詳しくは、これに限定する
ものではないが、斬新で美的に楽しめる表面様相を有す
る貴金属からなる物品又はその部品を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
ると、母相とマルテンサイト相の間でマルテンサイト相
変態を示すように選択された組成を有する非鉄合金から
なる物品又はその構成部品の製造方法において、物品又
はその構成部品を製造し、その全表面又は所望の部分の
表面を研磨し、続いて当該物品又はその構成部品を熱処
理して少なくともその研磨表面にマルテンサイト相変態
を起こし、可視的な表面効果を引き起こすことを特徴と
する非鉄合金からなる部品又はその構成部品の製造方法
が提供されている。
【0005】最初に前記物品を母相の状態で製造して研
磨し、熱処理によって少なくともその研磨表面にマルテ
ンサイト相への相変態を達成するようにしてもよい。代
案として、あるいはこれに加えて、マルテンサイト相の
状態で表面を研磨した後、熱処理によって合金を母相に
戻す変態を行わせて逆表面効果を生み出すようにしても
よい。
【0006】本発明は、合金が銅、金、銀、又はプラチ
ナ族の金属をベースにしていること、物品又はその構成
部品を平衡状態図における母相領域内の温度まで加熱し
た後、マルテンサイト変態開始温度以下に急速冷却する
ことにより、およびもし必要ならば、物品又はその構成
部品を液体窒素中に浸漬して付加的に冷凍処理を施すこ
とによって、熱処理を達成すること、合金が高温で酸化
する場合において、高温熱処理と低温熱処理の間の温度
で表面を研磨又はバフ仕上すること、さらに延性を示す
ために必要ならば、加工又は成形してマルテンサイト相
変態を誘導するに前に、ベータ相領域の外側の温度で物
品又はその構成部品を熱処理すること、をさらなる特徴
としている。
【0007】本発明のさらなる特徴によると、ある金属
を熱的に処理し、あるいはエージングしてマルテンサイ
ト変態を防止する。
【0008】本発明のさらなる特徴によると、マルテン
サイト相又は母相は長期間エージングすることによって
達成する。
【0009】本発明のさらなる特徴によると、ある合金
の固有の色が修正され、さらに詳しくは金をベースとす
るある合金が色の幅を示して製造される。なおさらに詳
しくは、金−銅−アルミニウム系をベースにした少なく
とも18カラットの合金の固有の色は、アルミニウムの
含有量を変化させることによって黄色から、赤、紫、白
に修正することができる。
【0010】本発明は、機械的性質、色、若しくはマル
テンサイト変態が起こる温度範囲、又はこれらの組合わ
せを修正するために非鉄金属合金に3元又はそれ以上の
合金添加物を包含させること、マルテンサイト相変態を
引き起こすための熱処理の前に、溶融物の接種(イノキ
ュレーション)又は化合物の適当な加工熱処理(thermo
-mechanical processing)を行うことによって、マルテ
ンサイト相変態の表面効果の粗さ(coarsenes
s)が洗練されること、表面の化学的又は電気的エッチ
ングにより、あるいは化学的な反応種(reactiv
e species)及び/又はコーティングの表面と
の反応、該表面への拡散、該表面上への堆積(depositi
on)によって、追加の色効果又は表面効果の顕著性が高
揚すること、をさらなる特徴としている。
【0011】修正された表面は、それはマルテンサイト
相変態の結果生み出された“スパングル(spangle)”
と称してもよいが、機械的な研磨やバフ仕上げにより、
あるいは形状記憶特性が存在する場合には物品やその構
成部品を再熱処理して拡散させるのに十分遅い速度で冷
却することによって除去されることに注目すると興味深
い。
【0012】一部又は全表面にマルテンサイト相変態に
よって生み出されるスパングルが独特であり、したがっ
て各物品又はその構成部品は“指紋"のように出所がつ
きとめられるということも興味深い。
【0013】
【実施例】以下、添付図面を参照することにより、本発
明およびいくつかの実施例を詳細に説明する。比較的少
数の金属合金はマルテンサイト相変態として知られる現
象を示す。その最も単純な形態において、マルテンサイ
ト相変態は、拡散の無い結晶組織の変化からなる置換固
体変態であると考えられる。ミクロ組織の尺度からする
と、マルテンサイト相はレンズ形板や、平板、双晶の充
填体として現れる。非鉄合金におけるマルテンサイト変
態は、熱弾性、偽弾性、電気抵抗異常、減衰、ゴム状動
作および一又は二方向の形状記憶効果のようないくつか
の関係する効果を引き起こし得る。
【0014】銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)およ
びプラチナ族金属(PGMs)、特に周期律表のB亜族
の金属を有する合金の平衡状態図は、かなりの程度の類
似性を示すとともに、V−形状の母“ベータ”相領域の
特徴を示す。典型的な状態図は図2に示されている。マ
ルテンサイト相変態を示すように予期されているこの族
におけるいくつかの2元素合金の一覧が、図1の概略周
期律表に図式的に示されている。太線枠内の元素は基本
(base)元素を示し、これに関連して隣接元素は要求さ
れた変態特性を生じるように予期されている。また、他
の種々の貴金属や三元化合物もマルテンサイト相変態を
示すものとして文献に識別されている。
【0015】マルテンサイト変態の特性およびそれに関
係する金属間固溶体における効果は厚い文献で証明され
ている。明瞭にされるべきある問題が残っているが、制
御機構に厳密な研究がなされ大いに理解されている。種
々の化合物を例えば真空アーク(vacuum arc)や、真空
誘導溶融(vacuum induction melting)すなわちシール
ド水晶容器(sealded quartz containers)内での溶融
によって製造した。マルテンサイト変態温度を変更する
ために組成を選択し、マルテンサイト変態を示すように
化合物を熱処理した。ある化合物は例えば線材圧延(wi
re-rolling)や冷間又は熱間圧延によって加工できるこ
とが分かった。さらに、マルテンサイト変態の装飾への
応用を例証するために加工品を選択して製造した。
【0016】Cu、Ag、AuおよびPt系をベースに
した化合物の見本を製造した。明確に言えば、前述の技
術を用いて次の組成比(重量比)でマルテンサイト相の
スパングルを製造した。 Cu−27%Zn−4%Al Cu−26%Zn−4%Al Cu−23.6%Sn Pt−21%Ti Pt−19%Ti Pt−9%Al−10%Cu Pt−9.5%Al−5%Cu Au−22%Cu−31%Zn Au−(0−22%Cu)−(2−8%Al)
【0017】マルテンサイト変態を示すのが予期されて
いる組成のさらなる選択は現在調査中である(括弧内は
マルテンサイト変態が期待される組成範囲を与える)。 Au−Al (96−98%Au;残りAl) Au−Cu−Zn(69−83%Au;17−31%Z
n;0ー22%Cu) Au−Mn (61−88%Au;残りMn) Au−Ti (71ー82%Au;残りTi) Au−Cu−Mn(61−88%Au;12−39%M
n;0ー22%Cu) Au−Cu−Ti(71−82%Au;18−29%T
i;0ー22%Cu) Au−Mn−Ti(64−88%Au;12−36%M
n;0ー22%Ti) Au−Zn (69−83%Au;残りZn) Au−Mn−Zn(61−88%Au;12−39%M
n;17−31%Zn) Pt−Al (88−91%Pt;残りAl) Pt−Al−Cu( 9−12%Al; 0−10%C
u;残りPt) Pt−Mn (63−86%Pt;残りMn) Pt−Mo (60−70%Pt;残りMo)
【0018】上記結果に基づき、本発明の概念は組成範
囲を越えて種々の合金系に適用可能であるということが
示された。
【0019】
【発明の効果】したがって、異なった色や組成を有する
多数の異なった合金を所望のマルテンサイト相変態を示
すように製造することができ、物品やその部品の研磨さ
れた表面に魅力的なぴかぴか光る効果(spangle effec
t)を与えることができる。その表面効果は母相がマル
テンサイト相に変態を起こす時だけでなく、反対の相変
態を起こす時に生じる。その表面またはその一部を、合
金がマルテンサイト相にある時に研磨して、母相を回復
するために熱処理を施してもよい。これは、表面効果を
与え、美的満足を起こす様相を与える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 隣接する合金元素とともにマルテンサイト変
態を示す母元素(太線)を示す概略周期律表である。い
くつかのマルテンサイト非鉄合金の図表。[出典:Dela
ey,L.,Mukherjee,K., and Chanrasekaran,M.、“Non-Fer
rous Martensites"、「形状記憶合金の科学と技術」講座の
議事録、バルセロナ、1989年1-2月、ECC-COMETT 87/2/C-2/
00863]これにプラチナ族金属Pt、Pd、Ru、R
h、Ir、Osをベースにしたマルテンサイト合金が加
えられる。
【図2】 マルテンサイト相変態の特性を示す合金の典
型的な平衡状態図である。B2組織に関する母ベータ
(β)相領域の特性を示すAu−Mn系。マルテンサイ
ト変態に該当するβ1及びβ2の遷移。[出典:“Binary
Alloy Phase Diagrams",Vol.1、(著者)T.B.Massalsk
i,ASM、オハイオ、1986年]
【図3】 Cu−Zn−Al合金におけるマルテンサイ
ト金属組織を示す偏光下で撮られた光学顕微鏡写真であ
る。
【図4】 Pt−Ti合金におけるマルテンサイト金属
組織を示す光学顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・バーナード・コーティー 南アフリカ共和国トランスバール州ランド バーグ、ボルドー、フランソワ・アベニュ ー28番

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 母相とマルテンサイト相の間でマルテン
    サイト相変態を示すように選択された組成を有する非鉄
    合金からなる物品又はその構成部品の製造方法におい
    て、 物品又はその構成部品を製造し、その全表面又は所望の
    部分の表面を研磨し、続いて当該物品又はその構成部品
    を熱処理して少なくともその研磨表面にマルテンサイト
    相変態を起こし、可視的な表面効果を引き起こすことを
    特徴とする非鉄合金からなる部品又はその構成部品の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 最初に前記物品を母相の状態で製造する
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 母相の状態にある合金についてその表面
    またはその一部を研磨した後、熱処理して少なくともそ
    の研磨表面にマルテンサイト相を形成することを特徴と
    する請求項1又は2のいずれかに記載の方法。
  4. 【請求項4】 物品又はその構成部品を平衡状態図にお
    ける母相領域内の温度まで加熱した後、マルテンサイト
    変態開始温度以下に急速冷却することにより、母相から
    マルテンサイト相への相変態を達成することを特徴とす
    る請求項1から3のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】 急速冷却の後、物品又はその構成部品を
    付加的に冷凍処理を施すことを特徴とする請求項4に記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 少なくとも表面がマルテンサイト相の状
    態にある合金についてその表面又はその一部を研磨し、
    その後その物品又はその構成物品を熱処理してマルテン
    サイト相を母相に戻す相変態を起こさせることを特徴と
    する請求項1から5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 物品又はその構成部品をマルテンサイト
    変態温度以上の温度まで加熱し、高温でエージングして
    母相を安定させ、大気温度まで冷却することによって、
    マルテンサイト相から母相への相変態を達成することを
    特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 高温で合金を酸化させ、高温熱処理と低
    温熱処理の間の温度で表面又はその一部を研磨又はバフ
    仕上げすることを特徴とする前記請求項のいずれかに記
    載の方法。
  9. 【請求項9】 物品又はその構成部品を加工又は成形す
    るに先立って、母相の状態において母相領域の外側の温
    度で加熱し、その後熱処理してマルテンサイト相変態を
    達成することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載
    の方法。
  10. 【請求項10】 長時間エージングを行うことによって
    最終マルテンサイト相を安定させることを特徴とする前
    記請求項のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項11】 表面を化学的又は電気的にエッチング
    することにより、あるいは反応種又はコーティングで表
    面を処理してその表面に関する材料の反応や拡散、堆積
    を起こさせることによって、表面効果の顕著性を高揚す
    ることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方
    法。
  12. 【請求項12】 前記請求項のいずれかに記載の方法に
    より製造された物品又はその構成部品。
JP5105400A 1992-05-06 1993-05-06 非鉄合金からなる物品又はその構成部品の製造方法 Pending JPH0625810A (ja)

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ZA923276 1992-05-06
ZA92/3276 1992-05-06
ZA93/2674 1993-04-16
ZA932674A ZA932674B (en) 1992-05-06 1993-04-16 The aesthetic enhancement or modification of articles or components made of non-ferrous metals.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014058711A (ja) * 2012-09-14 2014-04-03 National Institute For Materials Science TiPt系高温形状記憶合金及びその製造方法

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