JPH108235A

JPH108235A - 合金への黒色酸化物層形成方法及びこれにより得られた黒色合金

Info

Publication number: JPH108235A
Application number: JP16165496A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Osako; 敏行大迫; Koichi Yokozawa; 公一横沢; Takeshi Obara; 剛小原
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｎなどの
緻密な黒色酸化物層を合金母体表面に密着性よく形成す
る方法、及び、密着性に優れる黒色酸化物層を表面に有
する黒色合金を提供する。【解決手段】Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、
Ｉｒの純金属、または、これらいずれかの２種以上から
なる合金、または、前記いずれかの純金属もしくは前記
いずれかの合金に銀を添加した合金に、銅、Ｎｉ、鉄、
Ｃｏ、Ｔｉ、及び、Ｍｎのうちの１種以上を０．５〜４
０％添加した合金からなる半加工品または加工品を加熱
処理してその表面に黒色酸化物層を形成する方法におい
て、前記加熱処理を酸素分圧が１０気圧以上の高圧酸素
雰囲気下で行い、密着性に優れる黒色酸化物層を形成す
ることを特徴とする黒色酸化物層形成方法。また、上記
合金の表面の一部または全部に、上記方法により密着性
に優れる黒色酸化物層が形成されている黒色合金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合金への密着性に
優れた黒色酸化物層を形成する方法、及び、これにより
得られた黒色合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】金、白金族元素、またはこれらの合金
は、優れた延性、耐食性を有すると共に、銀その他の元
素を添加して合金化すると強度が改善されるので、従来
より装飾品用途等に広く用いられてきた。これらいわゆ
る貴金属は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等の元素を適宜添加する
と色調を様々に変化させることができることが知られて
いる。特に、白、黄、赤などの色調をもたせた金合金等
や、紫や黄緑色の色調をもたせたＡｕ−Ａｌ系、Ａｕ−
Ｃｄ系など金合金等が実用化されている。

【０００３】金合金等の黒色化については、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎなどの元素を金に添
加し、これを酸化することにより灰黒色または黒色の酸
化被膜を表面に形成させた黒色金合金およびその着色方
法が提案されている（特開平２−２２５６５５号公報、
特開平５−３３０８４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の黒
色化方法では、表面に形成された黒色酸化物層と金属母
材の密着性が低くて黒色酸化物層の被膜が剥離しやす
く、耐久性のある黒色金合金が得られなかった。

【０００５】そこで本発明は、上記従来技術の問題点を
解決し、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｍｎなどの緻
密な黒色酸化物層が合金母体表面に密着性よく形成する
方法、及び、その方法により得られる密着性に優れる黒
色酸化物層を表面に有する黒色合金を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明の合金への黒色酸化物層形成方法は、金（Ａ
ｕ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム
（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、
イリジウム（Ｉｒ）の純金属、または、これらいずれか
の２種以上からなる合金、または、前記いずれかの純金
属もしくは前記いずれかの合金に銀（Ａｇ）を添加した
合金に、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、
コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）、及び、マンガン
（Ｍｎ）のうちの１種以上を０．５〜４０％添加した合
金からなる半加工品または加工品を加熱処理してその表
面に黒色酸化物層を形成する方法において、前記加熱処
理を酸素分圧が１０気圧以上の高圧酸素雰囲気下で行
い、密着性に優れる黒色酸化物層を形成することを特徴
とする。

【０００７】また、上記目的を解決するための本発明の
黒色合金は、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジ
ウム、オスミウム、イリジウムの純金属、または、これ
らいずれかの２種以上からなる合金、または、前記いず
れかの純金属もしくは前記いずれかの合金に銀を添加し
た合金に、銅、ニッケル、鉄、コバルト、チタン、及
び、マンガンのうちの１種以上を０．５〜４０％添加し
た合金の表面の一部または全部に、請求項１に記載の方
法により密着性に優れる黒色酸化物層が形成されている
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の合金への黒色酸化物層の
形成方法において、形成する母体材料には、金、ロジウ
ム、パラジウム、オスミウム、イリジウムの純金属、ま
たは、これらいずれかの２種以上からなる合金、また
は、前記いずれかの純金属もしくは前記いずれかの合金
に銀を添加した合金に、銅、ニッケル、鉄、コバルト、
チタン、及び、マンガンのうちの１種以上を０．５〜４
０％添加した合金が用いられる。

【０００９】金、ロジウム、パラジウム、オスミウム、
イリジウムの純金属、または、これらいずれかの２種以
上からなる合金、または、前記いずれかの純金属もしく
は前記いずれかの合金に銀を添加した合金を用いるの
は、これらは装飾用として価値が高いからである。これ
らの組成は黒色層形成に影響を及ぼさないので、目的に
応じて適宜選択できる。なお、銀を添加した合金の場合
は、銀の含有量が８０重量％を超えると装飾用材料とし
ての価値が少なくなるので、好ましくは銀の含有量を８
０重量％以下とする。

【００１０】これら合金に更に、銅、ニッケル、鉄、コ
バルト、チタン、及び、マンガンのうちの１種以上を
０．５〜４０％添加するのは、これら元素の酸化物は灰
黒色または黒色に近い色調を有するからである。これら
の元素の添加量は、０．５％未満では着色しないので
０．５％以上とし、また、４０重量％を超えると、合金
の色調や耐食性が低下し、元素によっては溶解温度が極
めて高くなって鋳造性が低下するので４０重量％以下と
する。装飾的価値を高めるため、好ましくは０．５〜２
５％がよい。

【００１１】また、合金の色調の調整などの目的で、必
要に応じて更に、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、
Ｚｒ、Ｙ、Ｒｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、希土類元素のうちの１種
以上を０．２〜１０％添加しても構わない。

【００１２】これら合金は、半加工品または加工品の形
態で加熱処理してその表面に黒色酸化物層を形成する。
加熱処理によってはその形状自体は変形しないので、成
形後最後の表面仕上げとして黒色化処理することができ
る。加熱処理前に表面の一部をマスキングすることで、
部分的に黒色酸化物層を形成することもできる。

【００１３】加熱処理温度は処理する合金の融点以下の
温度で行えばよいが、あまり低温では合金元素の拡散が
遅いので、３００℃以上で行うことが望ましい。

【００１４】この加熱処理は、酸素分圧が１０気圧以上
の高圧酸素雰囲気下で行う。加熱処理炉には、公知のも
のが使用できる。酸素分圧は１０気圧以上であれば本発
明の効果が得られるが、酸素分圧１００気圧以上では更
に高圧にしてもその効果は変わらず、また、６００気圧
以上では装置が大がかりになって不経済であるので、１
０気圧以上５００気圧以下が望ましい。

【００１５】従来技術では、大気圧もしくはそれに近い
酸素分圧で酸化処理が行われていたが、この場合、黒色
酸化物層の被膜の密着性が低く、また比較的低濃度の添
加元素量では黒色化すらしなかった。これに対して本発
明のように１０気圧以上の酸素分圧下で酸化すると、極
めて密着性に優れる被膜が得られるとともに、従来技術
では不可能であった低濃度の添加元素量で黒色化するこ
とができるので、高金品位の黒色金合金が得られるので
ある。

【００１６】また、本発明の黒色合金は、表面の一部ま
たは全部に上記本発明の方法により密着性に優れる黒色
酸化物層を形成したものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の代表的な実施例を示し、本発
明を更に詳細に説明する。実施例・・・まず、高周波溶解炉を用いて、銅、ニ
ッケル、鉄、コバルト、チタン、または、マンガンの元
素を０．５〜４０重量％含有した金合金をアルゴン雰囲
気中で溶解鋳造し、表１に示す組成の金合金を作製し
た。次に、これらの各金合金を高温高圧炉を用いて表１
に示す各酸素圧力および温度で２４時間の加熱処理を施
した。このようにして得られた黒色酸化物層を形成した
合金の黒色酸化物層の皮膜の密着性を調べるため、1μ
ｍのアルミナ粉末を塗布したバフによる研磨試験を行っ
た。この研磨試験により皮膜が剥離したものを「剥
離」、しなかったものを「良好」として表１に示した。

【００１８】

【表１】

【００１９】従来例・・・実施例と同じ各金合金を
大気中（酸素分圧０．２）で各温度において加熱処理を
施した。加熱時間は５１０℃では２４時間、７００℃で
は１時間とした。形成された皮膜の密着性を調べるた
め、実施例と同様の研磨試験を行い、結果を表２に示し
た。

【００２０】

【表２】

【００２１】実施例においては、いずれの試料でも４〜
８μｍの厚みの黒色酸化物層が試料表面に生じていた。
加熱処理後の資料の外観は、酸素分圧の高い試料の方が
光沢が見られた。しかし、これをアルミナバフ研磨する
ことによって、いずれの条件でも光沢のある黒色金合金
が得られた。また、加熱処理後、研磨中、研磨後のいず
れにおいても剥離等は全く生じなかった。

【００２２】これに対し、従来例である大気圧下で酸化
処理した試料では、まず合金元素量の少ない１％Ｃｕ、
５％Ｃｕ添加試料では黒色の酸化物層が得られなかっ
た。またその他の試料では本発明による実施例と同等の
厚みをもつ黒色酸化物層は得られるものの、密着性が極
めて低く、いずれの試料でもアルミナバフ研磨により、
全面あるいは部分的に皮膜が剥離してしまい、良好な外
観を示す黒色金合金は得られなかった。特に、１０％Ｆ
ｅ、１５％Ｆｅ、１５％Ｃｏ添加試料では加熱処理後に
おいてすでに黒色酸化物層に剥離が生じており、また温
度の高い７００℃で処理した場合に剥離が顕著であっ
た。

【００２３】以上の実施例、従来例で明らかなように、
本発明よる金合金は、従来得られなかった密着性に優れ
る黒色酸化物層を有し、しかも優れた外観を呈する黒色
合金であることがわかる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の金合金および製造方法によれ
ば、銅、ニッケル、鉄、コバルト、チタン、または、マ
ンガンを含有し、これを１０気圧以上の酸素分圧下で酸
化加熱処理することにより、母体表面に緻密な黒色酸化
物層が形成され、被膜の密着性に優れる黒色合金を得る
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム
（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オ
スミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）の純金属、また
は、これらいずれかの２種以上からなる合金、または、
前記いずれかの純金属もしくは前記いずれかの合金に銀
（Ａｇ）を添加した合金に、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔ
ｉ）、及び、マンガン（Ｍｎ）のうちの１種以上を０．
５〜４０％添加した合金からなる半加工品または加工品
を加熱処理してその表面に黒色酸化物層を形成する方法
において、前記加熱処理を酸素分圧が１０気圧以上の高
圧酸素雰囲気下で行い、密着性に優れる黒色酸化物層を
形成することを特徴とする合金表面への黒色層形成方
法。
【請求項２】金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム
（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オ
スミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）の純金属、また
は、これらいずれかの２種以上からなる合金、または、
前記いずれかの純金属もしくは前記いずれかの合金に銀
（Ａｇ）を添加した合金に、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔ
ｉ）、及び、マンガン（Ｍｎ）のうちの１種以上を０．
５〜４０％添加した合金の表面の一部または全部に、請
求項１に記載の方法により密着性に優れる黒色酸化物層
が形成されていることを特徴とする黒色合金。