JPH09206881A

JPH09206881A - 鋳型材料、鋳型の製造方法、及び高品位貴金属製品の製造方法

Info

Publication number: JPH09206881A
Application number: JP3417696A
Authority: JP
Inventors: Noboru Morita; 昇森田
Original assignee: YOSHIDA CAST KOGYO KK
Current assignee: YOSHIDA CAST KOGYO KK
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】硬度が高く、加工性に優れた高品位の金製
品、白金製品を容易に作製することができる鋳型材料、
鋳型の製造方法、高品位貴金属製品の製造方法を提供す
る。【解決手段】鋳型造型用粉体１００重量部に対して３
０〜５０重量％添加する溶液中に、塩化カルシウム、塩
化クロム、塩化鉄、塩化コバルト、塩化スズから選ばれ
る１種以上の塩化物の水和物を５〜４０％溶解させてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬度が高く、加工
性に優れた高品位の金製品、白金製品を容易に作製する
ことができる鋳型材料、鋳型の製造方法、高品位貴金属
製品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】貴金属装飾品として最も多く用いられる
金属は、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）である。これらの金
属は、共に面心立方晶で、展伸性に富み、極めて加工が
容易であるが、純金属としては硬度が小さい（Ａｕ；焼
きなまし後２２ＨＶ，Ｐｔ；焼きなまし後４０ＨＶ）の
で、傷がつき易く、且つ変形し易いために、厚肉製品の
一部のデザインにしか利用されなかった。

【０００３】そこで貴金属装飾品として広く汎用するた
めには、金属を硬くする、即ち物理的強度を向上して強
靭にする必要がある。そのためには、他元素を添加して
合金にしたり、加工硬化、熱処理等の方法で改善してき
た。代表的な合金としては、金に銀と銅を合金として金
品位を１８Ｋ（７５％Ａｕ）としたり、白金に銅、コバ
ルト、鉄を添加して合金としていた。尤も、あまり硬度
が大きい（２００〜２５０ＨＶ）と、鋳造後の加工が困
難であったり、色沢が合金の添加元素によって経時変化
する。また、国内はまだしも国際的な流通においては低
品位の貴金属装飾品は素材としての価値が低い。さら
に、加工硬化又は熱処理等の方法では根本的な解決は得
られない。

【０００４】そこで、高品位（純金属に近い）で物性
（硬度）を変化させることが近年行われている。これは
純金属に数百ｐｐｍの他元素を添加して加工率によって
硬度（金で１００〜１１０ＨＶ，白金で１７０〜１８０
ＨＶ）を改善しようとする加工硬化法であり、既にその
地金が市販されている。これにより、例えば焼きなまし
の時に折損し易い宝石を止めて、後にバレル法、ヘラ磨
き等の加工を施して充分な硬度に硬化させることが可能
となった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記高
品位の貴金属合金は地金コストが高く、これは製造業者
を圧迫する要因となっている。さらに、この地金が容易
にリターンできれば良いが、殆どのメーカーで変質のた
め再溶解、再使用を保証しないため、常に新材の補給が
必要となり、加工上の必要量をも配慮すると、実質２倍
量の地金が必要となる。また、坩堝の内壁面に添加した
他元素が付着するため、連続的に製造を行うことができ
ず、１回若しくは２回使用した後には新たに坩堝を用意
する必要があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、鋳型造型用粉体１００重量部に対して
３０〜５０重量％添加する溶液中に、塩化カルシウム、
塩化クロム、塩化鉄、塩化コバルト、塩化スズから選ば
れる１種以上の塩化物の水和物を５〜４０％溶解させて
なることを特徴とする鋳型材料、鋳型の製造方法、及び
高品位貴金属製品の製造方法に関するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の主旨は、従来の純金属
（市販実勢価格）を用いてこれを溶解し、インゴットと
したり、ロストワックス法によって鋳造体とする際に、
鋳型表面上にミクロン単位の他元素を配置して接触さ
せ、ｐｐｍ単位の合金を造成することによって硬度物性
を変化させることを目的としている。宝飾品の加工方法
で主流となるものはデザインの自由度が大きいロストワ
ックス法が主流であり、圧延加工によって板線材、異形
材として加工する二つの方法がある。ロストワックス法
では基材となる耐火物と結合材とからなる素材を溶液
（例えば水又は燐酸塩）で混練してスラリーとしてから
ブロック状の鋳型とし、圧延加工では二片の割型を鋳型
とする。本発明はここに着目し、スラリー状となる溶液
の中に水和物の塩化金属を溶質とした液体を用いて鋳型
を作製することを特徴としている。

【０００８】本発明に用いる塩化金属について説明す
る。塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂ ，カルシウム理論値３
６．１１％）、塩化クロム（ＣｒＣｌ₂ ，Ｃｒ理論値４
２．３１％）、塩化鉄（Ｆｅ理論値４４．０６％）、塩
化コバルト（ＣｏＣｌ₂ ，Ｃｏ理論値４５．３８％）、
塩化スズ（ＳｎＣｌ₂ ，Ｓｎ理論値６２．６０％）これ
らは全て水和物で、水又は弱酸に極めてよく溶ける。こ
れらの物質の１種以上を溶質として溶液をつくり、鋳型
造型用粉体１００重量部に対して前記溶液を３０〜５０
重量部添加してスラリーとし、ロストワックス法の通法
にしたがって鋳型を造型し、焼成（７００〜９００℃）
する。焼成中に塩化物はガス化して蒸発し、ミリミクロ
ンの酸化金属元素が表層部に存在する鋳型が構成され
る。純金属を溶解後、これを湯口部に注湯し、圧力によ
って湯道、堰を通過して空洞部を満たして凝固するまで
合金として反応を継続すると、高品位の合金が得られ
る。

【０００９】金の場合、塩化カルシウム、塩化スズ、塩
化コバルトが特に有効であり、白金の場合、特に塩化カ
ルシウム、塩化コバルト、塩化鉄が硬度の改善に有効に
作用したが、溶質濃度が５％より少ないと添加効果が少
なく、４０％より多いと鋳型にクラックが発生したり、
鋳型表面が粗面となった。理想的な溶質濃度は１０〜３
５％であった。

【００１０】こうして得られる高品位貴金属合金は、金
の場合には加工率９０％で１００ＨＶ以上（従来の純金
では同条件で６０ＨＶ以上）、鋳放し鋳造体で４０ＨＶ
以上（従来の純金では同条件で２５ＨＶ）、純度９９．
９％以上であった。一方、白金の場合には加工率９０％
で１７０ＨＶ以上（従来の純白金では同条件で１００Ｈ
Ｖ）、鋳放し鋳造体で７０ＨＶ以上（従来の純白金では
同条件で４０ＨＶ）、純度９９．９％以上であった。

【００１１】また、インゴットの製造では同様の工法で
二片の割型を製作し、これを焼成し、溶融した金属を注
湯してインゴットをつくり、これを板、線、異形材に加
工した。金の場合には加工率９５％で１６０ＨＶ以上の
高品位金合金が得られ、白金の場合には加工率９５％で
１８０ＨＶ以上の高品位白金合金が得られた。

【００１２】このように本発明によれば純金属を実勢価
格で購入し、前記方法に沿って高品位で加工硬化性を有
する高品位金属合金を鋳造物又は鋳塊として得ることが
できる。また、鋳型に用いる塩化金属は、微量であって
価格に影響を与えるほど高価なものではなく、しかも水
又は弱酸に極めて容易に溶解するので、容易に且つ低コ
ストに高品位金属合金を作成することができる。

【００１３】

【実施例】

（高品位金合金の製造）シリカ粉末７０〜７５重量％、
結合材として石膏２５〜３０重量％の混合粉末に対し、
塩化物粉末を溶解した溶液４０％を入れて混練した。
尚、使用した塩化物粉末とその添加量は表１に示した。
その後、混練物を真空中で脱泡し、鋳枠の中に注入して
から再び脱泡し、硬化後、一体型の鋳型とする。また、
比較のため塩化物粉末を全く添加しないものを比較例と
して表１に併せて示した。上記の鋳型に純金（Ａｕ９
９．９９％）溶湯を鋳込み、加工材を作製し、加工率９
０％、４５０℃水冷後のマイクロビッカースをＨｖＪ
ＩＳＺ２２５１に準じて測定し、表１に示した。

【００１４】

【表１】

【００１５】（高品位白金合金の製造）シリカ粉末７０
〜７５重量％、結合材として燐酸塩２５〜３０重量％の
混合粉末に対し、塩化物粉末を溶解した溶液４０％を入
れて混練した。尚、使用した塩化物粉末とその添加量は
表２に示した。その後、混練物を真空中で脱泡し、鋳枠
の中に注入してから再び脱泡し、硬化後、一体型の鋳型
とする。また、比較のため塩化物粉末を全く添加しない
ものを比較例として表２に併せて示した。上記の鋳型に
純白金（Ｐｔ９９．９９％）溶湯を鋳込み、加工材を作
製し、加工率９０％、４５０℃水冷後のマイクロビッカ
ースをＨｖＪＩＳＺ２２５１に準じて測定し、表
２に示した。

【００１６】

【表２】

【００１７】以上本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上本発明によれば、実勢価格の純金属
（金、白金）を購入して加工硬化性を有する高品位貴金
属合金を容易に且つ低コストで作製することができる。
また、前記のように合金地金を用いる方法では、連続的
に製造を行うことができず、１回若しくは２回使用した
後には新たに坩堝を用意する必要があったが、本発明で
は純金属を用いるので坩堝を正規の耐久回数だけ繰り返
し使用することができる。純白金は高温において機械的
強度（高温クリープ）が弱いので、従来では他元素を合
金していたのであるが、本発明では鋳型から供給される
酸化物が分散されることによって耐クリープ性を改善す
る効果が果たされる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型造型用粉体１００重量部に対して３
０〜５０重量％添加する溶液中に、塩化カルシウム、塩
化クロム、塩化鉄、塩化コバルト、塩化スズから選ばれ
る１種以上の塩化物の水和物を５〜４０％溶解させてな
ることを特徴とする鋳型材料。
【請求項２】鋳型造型用粉体１００重量部に対して３
０〜５０重量％添加する溶液中に、塩化カルシウム、塩
化クロム、塩化鉄、塩化コバルト、塩化スズから選ばれ
る１種以上の塩化物の水和物を５〜４０％溶解させたこ
とを特徴とする鋳型の製造方法。
【請求項３】鋳型造型用粉体１００重量部に対して３
０〜５０重量％添加する溶液中に、塩化カルシウム、塩
化クロム、塩化鉄、塩化コバルト、塩化スズから選ばれ
る１種以上の塩化物の水和物を５〜４０％溶解させて作
製した鋳型に、純金又は純白金を注湯することを特徴と
する高品位貴金属製品の製造方法。