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技術 プラチナまたはプラチナ合金の硬化方法、およびパラジウムまたはパラジウム合金の硬化方法

出願人 株式会社TASAKI
発明者 篠永克也中森俊江
出願日 1995年7月4日 (25年6ヶ月経過) 出願番号 1995-192572
公開日 1996年4月23日 (24年8ヶ月経過) 公開番号 1996-104974
状態 特許登録済
技術分野 装身具 金属質材料の表面への固相拡散
主要キーワード 丸リング 押え圧力 測定グラフ 押さえ圧力 ビッカーズ硬度 ホウフッ化カリウム ホワイトゴールド クリップ式
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (17)

課題

プラチナまたはプラチナ合金の表面を、肌荒れさせることなく、高硬度にする。

解決手段

炭化ホウ素(B4 C)40%、ほう砂(Na2 B4 O7 )20%のホ混合物に、塩化ナトリウム(NaCl)20%、塩化カリウム(KCl)20%の塩類を添加してるつぼ内にて混合し、その混合物内に、丸リング鋳造された純度99.95%のプラチナ(Pt)を投入して、電気炉内にて、800℃で4時間にわたって加熱した。るつぼ内の混合物のホウ素は、プラチナリングの表面に侵入して、プラチナ表面は硬化した。プラチナリングの表面は、ビッカーズ硬度(Hv)350であった。得られたリングは、表面の肌荒れがほとんど見られず、硬化処理しない通常のプラチナの表面とほとんど同様の肌であった。

概要

背景

宝飾品として利用される貴金属材料プラチナ(Pt)は、柔らかくてキズが付きやすい。例えば、含有率が99.95%以上の純プラチナでは、焼鈍した際のビッカース硬度(Hv)は、50〜55程度しかなく、容易にキズが付くとともに、軽い衝撃によって変形するおそれがあり、そのままの状態では、宝飾品として実際に使用できるものではない。

このために、プラチナは、硬化させた状態で宝飾品等に加工されている。プラチナの硬化方法は、他の金属との合金化圧延鍛造等の加工処理、あるいは、メッキ処理が一般的である。

同様に、白金属元素の金属であるパラジウム、あるいは金、銀等とパラジウムとの合金も柔らかくてキズがつきやすいという問題がある。

プラチナ(Pt)は、通常、純度が99.8%以上であれば、純プラチナと称されており、このような純プラチナでは、0.1%前後の微量の各種金属元素を添加して硬度を高めることが試みられている。しかし、純プラチナでは、鋳造時の割れの発生等を考慮すると、80〜90程度のビッカース硬度(Hv)しか得られない。

これに対して、プラチナ(Pt)の含有率が、95%、90%、85%のプラチナ合金では、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、タングステン(W)、銅(Cu)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)等の金属を配合することにより硬度を高めることができる。しかしながら、硬度が高くなると、鋳造性が低下し、鋳造時に、凝固収縮に伴う引け巣ガス吸収によるピンホールクラック等が発生するおそれがあり、また、流動性が悪く所定の形状に鋳造されないおそれがある。

例えば、プラチナ(Pt)90%に対して、パラジウム(Pd)が10%配合されたプラチナ合金は、鋳造性はよいが、ビッカース硬度(Hv)は70〜75程度であり、宝飾品として使用するためには硬度が不足している。

また、プラチナ(Pt)90%に対して、パラジウム(Pt)が5%、タングステン(W)が5%配合されたプラチナ合金は、焼鈍しても、ビッカース硬度(Hv)230程度と硬度は高いが、タングステンが酸化するために、所定形状に鋳造することがほとんどできず、また、鋳造することによって脆くなるという問題がある。

さらに、プラチナ(Pt)90%に対して、パラジウム(Pt)が7%、コバルト(Co)が3%配合されたプラチナ合金は、鋳造性がよいが、ビッカース硬度(Hv)は120程度であり、宝飾品としてはキズが付きやすく、また、変形しやすいという問題がある。

このようなプラチナ合金は、変形を防止するために、厚さ、太さ等を大きくすれば装飾品として使用することができる。しかし、厚さ、太さ等が大きくなった装飾品は、地金が多く必要になるために、高価になるばかりか、重量も大きくなり、指輪イヤリング等のように身体に直接装着する場合には、肩凝りの原因になるおそれがある。また、服に直接装着するブローチでは、服が傷みやすいという問題がある。

圧延や鍛造により所定形状に成形加工することによって硬度を上げる加工硬化方法では、通常の宝飾品の成形方法である鋳造法のように、微細な形状に加工することができず、形状、デザイン等に制約がある。へら加工によって成形加工することによっても、プラチナ合金の硬度は高められるが、全体にわたって均一な硬度が得られず、しかも、著しく手間がかかるという問題がある。マリッジリングのような簡単な構造のリングであれば、鋳造によらずに、圧延や鍛造によって硬度を高めた後に、機械加工によって成形研削研磨することにより製造し得るが、鋳造によって製造する場合のような精緻なデザイン、形状等に加工することはできない。

このように、圧延や鍛造によって成形されたプラチナまたはプラチナ合金は、宝飾品として複雑な形状に成形することが容易ではないという問題がある。また、圧延や鍛造によって製造されるナイフフォーク等の食器は、プラチナまたはプラチナ合金では、実用的に使用できる強度が得られず、実用化されていないのが現状である。

鋳造によって所定形状に加工されたプラチナ合金の表面をメッキ処理すれば、表面の硬度が高くなるが、プラチナ合金の母材とは異なる種類の金属が表面に付着した状態になっているために、経時的に剥離するおそれがある。

同様の問題が、パラジウムおよびパラジウムを含む金、銀等の合金の場合にも起こるために、パラジウムおよびパラジウムを含む合金は、宝飾品等としては使用範囲が限定されている。

特開平6−346222号公報には、プラチナおよびパラジウムの表面をホウ素によって硬化させた物品およびその製造方法が開示されている。この公報に開示された方法は、具体的には、ホウ素およびホウフッ化カリウムの混合物、あるいは、この混合物とポリプロイソブチレンおよび軽ベンゼンとの混合物、あるいは、これらと酸化アルミニウムとの混合物とともに、プラチナ等を750℃以上の温度で加熱することにより、プラチナ等の表面を硬化させている。

概要

プラチナまたはプラチナ合金の表面を、肌荒れさせることなく、高硬度にする。

炭化ホウ素(B4 C)40%、ほう砂(Na2 B4 O7 )20%のホ混合物に、塩化ナトリウム(NaCl)20%、塩化カリウム(KCl)20%の塩類を添加してるつぼ内にて混合し、その混合物内に、丸リングに鋳造された純度99.95%のプラチナ(Pt)を投入して、電気炉内にて、800℃で4時間にわたって加熱した。るつぼ内の混合物のホウ素は、プラチナリングの表面に侵入して、プラチナ表面は硬化した。プラチナリングの表面は、ビッカーズ硬度(Hv)350であった。得られたリングは、表面の肌荒れがほとんど見られず、硬化処理しない通常のプラチナの表面とほとんど同様の肌であった。

目的

本発明は、このような問題を解決するものであり、硬度を著しく向上させることができ、しかも、肌の荒れが少なく、宝飾品として必要な光沢をきわめて容易に得ることができるプラチナまたはプラチナ合金の硬化方法およびパラジウムおよびパラジウムを含む合金の硬化方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

プラチナまたはプラチナ合金を、炭化ホウ素ホウ砂塩類との混合物とともに所定時間にわたって所定温度に加熱することを特徴とするプラチナまたはプラチナ合金の硬化方法

請求項2

前記塩類が、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの混合物である請求項1に記載のプラチナまたはプラチナ合金の硬化方法。

請求項3

炭化ホウ素およびホウ砂と、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムとの混合割合が、重量%で、10:90〜50:50である請求項2に記載のプラチナまたはプラチナ合金の硬化方法。

請求項4

炭化ホウ素とホウ砂との混合割合が、重量%で、95:5〜60:40であり、塩化ナトリウムと塩化カリウムとの混合割合が、重量%で40:60〜60:40である請求項3に記載のプラチナまたはプラチナ合金の硬化方法。

請求項5

パラジウムまたはパラジウム合金を、炭化ホウ素とホウ砂と塩類との混合物とともに所定時間にわたって所定温度に加熱することを特徴とするパラジウムまたはパラジウム合金の硬化方法。

請求項6

前記塩類が、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの混合物である請求項5に記載のパラジウムまたはパラジウム合金の硬化方法。

請求項7

炭化ホウ素およびホウ砂と、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムとの混合割合が、重量%で、10:90〜50:50である請求項6に記載のパラジウムまたはパラジウム合金の硬化方法。

請求項8

炭化ホウ素とホウ砂との混合割合が、重量%で、95:5〜60:40であり、塩化ナトリウムと塩化カリウムとの混合割合が、重量%で、40:60〜60:40である請求項7に記載のパラジウムまたはパラジウム合金の硬化方法。

技術分野

0001

本発明は、宝飾品として使用される貴金属材料プラチナまたはプラチナ合金、およびパラジウムまたはパラジウム合金硬化方法に関する。

背景技術

0002

宝飾品として利用される貴金属材料のプラチナ(Pt)は、柔らかくてキズが付きやすい。例えば、含有率が99.95%以上の純プラチナでは、焼鈍した際のビッカース硬度(Hv)は、50〜55程度しかなく、容易にキズが付くとともに、軽い衝撃によって変形するおそれがあり、そのままの状態では、宝飾品として実際に使用できるものではない。

0003

このために、プラチナは、硬化させた状態で宝飾品等に加工されている。プラチナの硬化方法は、他の金属との合金化圧延鍛造等の加工処理、あるいは、メッキ処理が一般的である。

0004

同様に、白金属元素の金属であるパラジウム、あるいは金、銀等とパラジウムとの合金も柔らかくてキズがつきやすいという問題がある。

0005

プラチナ(Pt)は、通常、純度が99.8%以上であれば、純プラチナと称されており、このような純プラチナでは、0.1%前後の微量の各種金属元素を添加して硬度を高めることが試みられている。しかし、純プラチナでは、鋳造時の割れの発生等を考慮すると、80〜90程度のビッカース硬度(Hv)しか得られない。

0006

これに対して、プラチナ(Pt)の含有率が、95%、90%、85%のプラチナ合金では、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、タングステン(W)、銅(Cu)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)等の金属を配合することにより硬度を高めることができる。しかしながら、硬度が高くなると、鋳造性が低下し、鋳造時に、凝固収縮に伴う引け巣ガス吸収によるピンホールクラック等が発生するおそれがあり、また、流動性が悪く所定の形状に鋳造されないおそれがある。

0007

例えば、プラチナ(Pt)90%に対して、パラジウム(Pd)が10%配合されたプラチナ合金は、鋳造性はよいが、ビッカース硬度(Hv)は70〜75程度であり、宝飾品として使用するためには硬度が不足している。

0008

また、プラチナ(Pt)90%に対して、パラジウム(Pt)が5%、タングステン(W)が5%配合されたプラチナ合金は、焼鈍しても、ビッカース硬度(Hv)230程度と硬度は高いが、タングステンが酸化するために、所定形状に鋳造することがほとんどできず、また、鋳造することによって脆くなるという問題がある。

0009

さらに、プラチナ(Pt)90%に対して、パラジウム(Pt)が7%、コバルト(Co)が3%配合されたプラチナ合金は、鋳造性がよいが、ビッカース硬度(Hv)は120程度であり、宝飾品としてはキズが付きやすく、また、変形しやすいという問題がある。

0010

このようなプラチナ合金は、変形を防止するために、厚さ、太さ等を大きくすれば装飾品として使用することができる。しかし、厚さ、太さ等が大きくなった装飾品は、地金が多く必要になるために、高価になるばかりか、重量も大きくなり、指輪イヤリング等のように身体に直接装着する場合には、肩凝りの原因になるおそれがある。また、服に直接装着するブローチでは、服が傷みやすいという問題がある。

0011

圧延や鍛造により所定形状に成形加工することによって硬度を上げる加工硬化方法では、通常の宝飾品の成形方法である鋳造法のように、微細な形状に加工することができず、形状、デザイン等に制約がある。へら加工によって成形加工することによっても、プラチナ合金の硬度は高められるが、全体にわたって均一な硬度が得られず、しかも、著しく手間がかかるという問題がある。マリッジリングのような簡単な構造のリングであれば、鋳造によらずに、圧延や鍛造によって硬度を高めた後に、機械加工によって成形研削研磨することにより製造し得るが、鋳造によって製造する場合のような精緻なデザイン、形状等に加工することはできない。

0012

このように、圧延や鍛造によって成形されたプラチナまたはプラチナ合金は、宝飾品として複雑な形状に成形することが容易ではないという問題がある。また、圧延や鍛造によって製造されるナイフフォーク等の食器は、プラチナまたはプラチナ合金では、実用的に使用できる強度が得られず、実用化されていないのが現状である。

0013

鋳造によって所定形状に加工されたプラチナ合金の表面をメッキ処理すれば、表面の硬度が高くなるが、プラチナ合金の母材とは異なる種類の金属が表面に付着した状態になっているために、経時的に剥離するおそれがある。

0014

同様の問題が、パラジウムおよびパラジウムを含む金、銀等の合金の場合にも起こるために、パラジウムおよびパラジウムを含む合金は、宝飾品等としては使用範囲が限定されている。

0015

特開平6−346222号公報には、プラチナおよびパラジウムの表面をホウ素によって硬化させた物品およびその製造方法が開示されている。この公報に開示された方法は、具体的には、ホウ素およびホウフッ化カリウムの混合物、あるいは、この混合物とポリプロイソブチレンおよび軽ベンゼンとの混合物、あるいは、これらと酸化アルミニウムとの混合物とともに、プラチナ等を750℃以上の温度で加熱することにより、プラチナ等の表面を硬化させている。

発明が解決しようとする課題

0016

しかし、このような硬化方法では、プラチナ等の表面を硬化させることができるものの、表面の肌の荒れ激しく、宝飾品としての光沢を出すための研磨作業が容易でないという問題がある。

0017

また、フッ化物を使用する場合には、環境に対して悪影響を及ぼすおそれがあるために、プラチナ等を硬化処理した後の排水等を浄化処理しなければならず、そのための設備等が必要になるという問題がある。

0018

本発明は、このような問題を解決するものであり、硬度を著しく向上させることができ、しかも、肌の荒れが少なく、宝飾品として必要な光沢をきわめて容易に得ることができるプラチナまたはプラチナ合金の硬化方法およびパラジウムおよびパラジウムを含む合金の硬化方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0019

前述した目的を達成するために、本発明は、プラチナまたはプラチナ合金、あるいは、パラジウムまたはパラジウム合金を、炭化ホウ素ホウ砂塩類との混合物とともに所定時間にわたって所定温度に加熱することを特徴とするものである。

0020

塩類としては、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの混合物が好適である。

0021

この場合、具体的には、炭化ホウ素およびホウ砂と、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムとの混合割合が、重量%で、10:90〜50:50であればよく、さらに具体的には、炭化ホウ素とホウ砂との混合割合が、重量%で、95:5〜60:40であって、塩化ナトリウムと塩化カリウムとの混合割合が、重量%で、40:60〜60:40であればよい。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、本発明の実施の形態を説明する。

0023

プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金は、炭化ホウ素とホウ砂と塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの塩類とともに、600℃〜800℃の温度で、30分〜4時間程度加熱される。これにより、プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウム合金の表面にホウ素が侵入した状態になり、プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金の表面硬度は著しく向上する。しかも、プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウム表面の肌の荒れが少なく、宝飾品として必要な光沢を得るための研磨作業が著しく軽減される。

0024

プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金とともに加熱される炭化ホウ素およびホウ砂の混合物は、それらの量が多くなるほど、また、加熱時間が長くなるほど、プラチナまたはプラチナ合金表面、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金の表面のホウ素の侵入量が多くなり、表面硬度が高くなる。

0025

また、ホウ素およびホウ砂ととともに塩類を使用することにより、プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金の硬化を促進させるとともに、プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金の表面の肌の荒れが抑止される。塩類としては、塩化ナトリウム(NaCl)および塩化カリウム(KCl)の混合物が特に好適であるが、塩化ナトリウム(NaCl)または塩化カリウム(KCl)単独でもよいし、その他の塩類も一種類ずつ個別に、あるいは複数を同時に使用できる。

0026

炭化ホウ素とホウ砂は塩類とともに加熱することによって液状になり、プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金の表面の肌荒れが抑止されるものと思われる。

0027

炭化ホウ素とホウ砂と塩類との混合物とともに加熱されたプラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金は、表面の肌荒れがほとんどなく、硬化処理しない状態のプラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金の表面の状態とほとんど遜色がない。従って、簡単なバレル研磨バフ研磨等を実施することにより、宝飾品として使用し得る優れた光沢が得られ、研磨作業は著しく軽減される。

0028

プラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金は、予め、所定形状に鋳造されていてもよく、また、所定形状に鍛造または圧延されていてもよい。鋳造されたプラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金は、装飾品のように複雑な形状に成形しても、ホウ素またはホウ素化合物がプラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金の表面全体にわたって侵入するために、表面全体にわたって硬度が高くなる。鍛造または圧延によって予め板状に成形されたプラチナまたはプラチナ合金、あるいはパラジウムまたはパラジウムを含む合金は、変形を防止し得る硬度が得られるために、ナイフ、フォーク等の食器等としても、実用的に使用できる。

0029

パラジウムを含む合金としては、パラジウムを主とする合金のみならず、パラジウムの添加率が半分以下の金合金銀合金銅合金等であっても、表面の肌を荒らすことなく、表面の硬化が認められる。

0030

以下、本発明の実施例について説明する。

0031

<実施例1>炭化ホウ素(B4 C)36%、ほう砂(Na2 B4 O7 )4%、塩化ナトリウム(NaCl)30%、塩化カリウム(KCl)30%を、ステンレス製るつぼにて混合し、その混合粉中に、プラチナ(Pt)99.95%の板材、および、丸リングを埋め込んだ。板材は、10mm角、厚さ1.2mmである。そして、るつぼを、ステンレス板によって蓋をした状態で、電気炉内に収容し、750℃で3時間にわたって加熱した。加熱が終了した後に、るつぼから板材および甲丸リングを取り出して湯洗することにより、板材表面に付着した炭化ホウ素等の混合物を除去した。

0032

このようにして得られた板材の表面のビッカース硬度(Hv)は、処理前が50であったのが、処理後には167になった。

0033

得られた板材の表面粗さを、表面粗さ測定機(東精エンジニアリング社製、商品名「サーコフ550A」)で測定すると、中心線平均粗さRaは、0.16μmであった。表面粗さの測定グラフ図1に示す。

0034

また、得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図2に示す。この甲丸リングの表面は、肌荒れがほとんどなかった。結果を表1に示す。

0035

<実施例2>実施例1において、純度99.95%のプラチナに替えて、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)10%のプラチナ合金により構成された、10mm角、厚さ1.2mmの板材および甲丸リングを使用した。それ以外は、実施例1と同様の条件で硬化処理した。硬化処理された板材の表面のビッカース硬度(Hv)は、処理前が70であったが、処理後には230になった。

0036

得られた板材の中心線平均粗さRaは、0.10μmであった。表面粗さの測定グラフを図3に示す。また、得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図4に示す。比較のために、硬化処理する前の甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図5に示す。甲丸リングの表面は、肌荒れがほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0037

<実施例3>炭化ホウ素(B4 C)21%、ほう砂(Na2 B4 O7 )9%、塩化ナトリウム(NaCl)35%、塩化カリウム(KCl)35%を、ステンレス製のるつぼにて混合し、その混合粉中に、実施例1と同様のプラチナ(Pt)99.95%の板材、および、甲丸リングを埋め込んで、実施例1と同様に、電気炉内にて、750℃で3時間にわたって加熱した。

0038

得られた板材の表面および甲丸リングの表面のビッカース硬度(Hv)は、処理前は50であったのが、処理後には156になった。

0039

得られた板材の中心線平均粗さRaは、0.40μmであった。表面粗さの測定グラフを図6に示す。

0040

また、得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図7に示す。この甲丸リングの表面は、肌荒れがほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0041

<実施例4>実施例3において、純度99.95%のプラチナに替えて、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)10%のプラチナ合金により構成された、10mm角程度、厚さ1.2mmの板材および甲丸リングを使用した。それ以外は、実施例3と同様の条件で硬化処理した。硬化処理された板材の表面のビッカース硬度(Hv)は、処理前が70であったが、処理後には313になった。

0042

得られた板材の中心線平均粗さRaは、0.29μmであった。表面粗さの測定グラフを図8に示す。また、得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図9に示す。甲丸リングの表面は、肌あれがほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0043

<実施例5>炭化ホウ素(B4 C)40%、ほう砂(Na2 B4 O7 )20%、塩化ナトリウム(NaCl)20%、塩化カリウム(KCl)20%をステンレス製のるつぼに投入して混合し、その混合物内に、純度99.95%のプラチナ(Pt)を甲丸リングに鋳造して投入した。そして、るつぼを、電気炉内に収容して、800℃で4時間にわたって加熱した。加熱が終了した後に、るつぼからリングを取り出して、湯洗することにより、リング表面に付着した炭化ホウ素等の混合物を除去した。

0044

このようにして得られたリングの表面のビッカース硬度(Hv)は350であり、表面の肌荒れはほとんどなかった。得られたリングを、通常のリングの仕上げ工程であるバフ研磨したところ、短時間で光沢のあるリングとなった。結果を表1に併記する。

0045

<実施例6>実施例5において、純度99.95%のプラチナに替えて、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)10%のプラチナ合金を甲丸リングに鋳造したものを使用した。それ以外は、実施例1と同様の条件で硬化処理した。硬化処理されたリングのビッカース硬度(Hv)は560であり、得られたリングの表面は肌荒れがほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0046

<実施例7>炭化ホウ素(B4 C)7%、ほう砂(Na2 B4 O7 )3%、塩化ナトリウム(NaCl)45%、塩化カリウム(KCl)45%を、ステンレス製のるつぼ内にて混合し、その混合物内に、立爪リングに鋳造された純度99.95%のプラチナ(Pt)を投入した。そして、るつぼを電気炉内にて、800℃で4時間にわたって加熱した。加熱が終了した後に、るつぼからリングを取り出して、湯洗することにより、リング表面に付着した炭化ホウ素等の混合物を除去した。

0047

このようにして得られたリングの表面のビッカース硬度(Hv)は172であり、肌荒れもほとんど見られなかった。得られた立爪リングを、通常の仕上げ工程であるバフ研磨したところ、短時間で光沢のあるリングが得られた。この立爪リングに石留めを行ったところ、従来の立爪リングに比べてしっかりと石留めされ、また、光沢も従来と同様であった。結果を表1に併記する。

0048

<実施例8>実施例7において、立爪リングに鋳造された純度99.95%のプラチナに替えて、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)10%のプラチナ合金を立爪リングに鋳造して使用した。それ以外は、実施例7と同様の条件で硬化処理した。硬化処理された立爪リングのビッカース硬度(Hv)は157であり、製品とされたリングの表面はほとんど肌荒れが見られなかった。また、リングは、しっかりと石留めしていた。結果を表1に併記する。

0049

<実施例9>炭化ホウ素(B4 C)34%、ほう砂(Na2 B4 O7 )16%、塩化ナトリウム(NaCl)25%、塩化カリウム(KCl)25%を、ステンレス製のるつぼ内にて混合し、その混合物に、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)5%、タングステン(W)5%のプラチナ合金を、板バネを使用したクリップ式イヤリングにプレス加工して投入した。そして、るつぼを電気炉内にて、800℃で30分間にわたって加熱した。加熱処理が終了した後に、るつぼからイヤリングを取り出して、湯洗することにより、イヤリングに付着した混合物を除去した。

0050

このようにして得られたイヤリングの表面のビッカース硬度(Hv)は424であり、表面の肌荒れはほとんど見られなかった。本実施例のプラチナ合金は、プレス加工する前のビッカース硬度(Hv)は230、プレス加工した時点でのビッカース硬度(Hv)は360程度であり、30分の硬化処理によって、著しく硬度が向上していた。得られたイヤリングを、通常の商品の仕上げ工程であるバフ研磨したところ、短時間で光沢のあるイヤリングとなった。また、クリップは、板バネを構成する板材の硬度が高くなっているために、押え圧力が35.4gfになっており、硬化処理しない場合のイヤリングのクリップの押さえ圧力25.2gfに対して著しく高くなっていた。結果を表1に併記する。

0051

<実施例10>炭化ホウ素(B4 C)34%、ほう砂(Na2 B4 O7 )16%、塩化ナトリウム(NaCl)25%、塩化カリウム(KCl)25%を、ステンレス製のるつぼ内にて混合し、その混合物内に、純度99.95%のプラチナを鋳造して得られた板材を投入した。そして、るつぼを、電気炉内にて、800℃で4時間にわたって加熱した。加熱処理が終了した後に、るつぼからプラチナ合金の板材を取り出して、湯洗することにより、プラチナ合金の板材の表面に付着した炭化ホウ素等の混合物を除去した。

0052

このようにして得られたプラチナの板材の表面は、硬化処理する前はビッカース硬度(Hv)50であったが、硬化処理した後は、ビッカース硬度(Hv)367になっていた。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0053

<実施例11>実施例10において、硬化処理する前に、板材を鍛造により硬化処理したところ、ビッカース硬度(Hv)は144になった。その後、実施例11と同様の条件で、ホウ素化合物とともに加熱処理したところ、プラチナの板材のビッカース硬度(Hv)は346になった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0054

<実施例12>実施例10において、純度99.95%のプラチナに替えて、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)10%のプラチナ合金の鋳造された板材を使用した。それ以外は、実施例10と同様の条件で硬化処理した。硬化処理する前のビッカース硬度(Hv)は70であったが、硬化処理された板材のビッカース硬度(Hv)は495であった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0055

<実施例13>実施例12において、硬化処理する前に、板材を鍛造により硬化処理したところ、ビッカース硬度(Hv)は156になった。その後、実施例10と同様の条件で、ホウ素化合物とともに加熱処理したところ、プラチナ合金の板材のビッカース硬度(Hv)は508になった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0056

<実施例14>実施例10において、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)7%、コバルト(Co)3%のプラチナ合金の鋳造された板材を使用した。それ以外は、実施例10と同様の条件で硬化処理した。硬化処理する前のプラチナ合金の板材のビッカース硬度(Hv)は112であったが、硬化処理されたプラチナ合金の板材のビッカース硬度(Hv)は327であった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0057

<実施例15>実施例14において、硬化処理する前に、プラチナ合金の板材を鍛造により硬化処理したところ、ビッカース硬度(Hv)は248になった。その後、実施例13と同様の条件で、ホウ素化合物とともに加熱処理したところ、プラチナ合金の板材のビッカース硬度(Hv)は314になった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0058

<実施例16>炭化ホウ素(B4 C)40%、ほう砂(Na2 B4 O7 )20%、塩化ナトリウム(NaCl)20%、塩化カリウム(KCl)20%を、ステンレス製のるつぼ内にて混合し、その混合物内に、10mm角、1mm厚さのパラジウム(Pd)の板材を投入した。そして、るつぼを、電気炉内にて、800℃の温度で4時間にわたって加熱した。加熱処理が終了した後に、るつぼからパラジウムの板材を取り出して、湯洗することにより、板材の表面に付着した炭化ホウ素等の混合物を除去した。

0059

このようにして得られたパラジウム(Pd)の板材の表面は、ビッカース硬度(Hv)254であった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0060

<実施例17>実施例16において、パラジウム(Pd)に替えて、金(Au)75%、パラジウム11%、銅10%、銀4%のパラジウムホワイトゴールド18金を使用した。それ以外は、実施例16と同様の条件で硬化処理した。パラジウムホワイトゴールド18金は、硬化処理する前は、ビッカース硬度(Hv)130であったが、硬化処理した後は、ビッカース硬度(Hv)が163になった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0061

<実施例18>実施例16において、金(Au)75%、パラジウム25%のパラジウムホワイトゴールド18金を使用した。それ以外は、実施例16と同様の条件で硬化処理した。パラジウムホワイトゴールド18金は、硬化処理する前は、ビッカース硬度(Hv)89であったが、硬化処理した後は、ビッカース硬度(Hv)が222になった。また、表面の肌荒れもほとんどなかった。結果を表1に併記する。

0062

<比較例1>比較のために、特開平6−346222号公報の実施例1に記載された方法によって、実施例1にて使用したプラチナ(Pt)99.95%の板材および甲丸リングと同様の板材および甲丸リングを処理した。すなわち、ホウ素(B)85%およびホウフッ化カリウム(KBF4 )15%の混合物をるつぼに投入して、板材および甲丸リングを混合物中に埋め込んで、電気炉にて、750℃の温度で5時間にわたって加熱した。

0063

得られた板材の中心線平均粗さRaは、1.58であった。表面粗さの測定グラフを図10に示す。

0064

また、甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図11に示す。このように、甲丸リングの表面は肌荒れが激しく、光沢性が悪かった。結果を表2に示す。

0065

<比較例2>比較例1において、純度99.95%のプラチナに替えて、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)10%のプラチナ合金により構成された、10mm角、厚さ1.2mmの板材および甲丸リングを使用した。それ以外は、比較例1と同様の条件で硬化処理した。

0066

得られた板材の中心線平均粗さRaは、1.21μmであった。表面粗さの測定グラフを図12に示す。また、得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図13に示す。このように、甲丸リングの表面は肌荒れが激しく、光沢性が悪かった。結果を表2に併記する。

0067

<比較例3>特開平6−346222号公報の実施例8に記載された方法によって、実施例1にて使用したプラチナ(Pt)99.95%の板材および甲丸リングと同様の板材および甲丸リングを処理した。すなわち、ホウ素(B)20%、炭化ホウ素(B4 C)40%、窒化ホウ素(BN)30%、ホウフッ化カリウム(KBF4)10%の混合物をるつぼに投入して、板材および甲丸リングを混合物中に埋め込んで、電気炉にて、750℃の温度で3時間にわたって加熱した。

0068

得られた板材の中心線平均粗さRaは、2.48であった。表面粗さの測定グラフを図14に示す。

0069

また、甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図15に示す。このように、甲丸リングの表面は肌荒れが激しく、光沢性が悪かった。結果を表2に併記する。

0070

<比較例4>比較例3において、純度99.95%のプラチナに替えて、プラチナ(Pt)90%、パラジウム(Pd)10%のプラチナ合金により構成された、10mm角、厚さ1.2mmの板材および甲丸リングを使用した。それ以外は、比較例3と同様の条件で硬化処理した。

0071

得られた板材の中心線平均粗さRaは、1.04μmであった。表面粗さの測定グラフを図16に示す。また、得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(100倍)を図17に示す。このように、甲丸リングの表面は肌荒れが激しく、光沢性が悪かった。結果を表2に併記する。

0072

0073

発明の効果

0074

本発明のプラチナまたはプラチナ合金の硬化方法、およびパラジウムまたはパラジウムを含む合金の硬化方法は、このように、プラチナまたはプラチナ合金、パラジウムまたはパラジウムを含む合金の表面全体にホウ素が侵入して、表面の硬度は著しく向上するとともに、表面の肌荒れがほとんどなく、従って、宝飾品としての光沢を得るための研磨作業が著しく軽減される。

図面の簡単な説明

0075

図1本発明の実施例1における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図2本発明の実施例1における硬化方法によって得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図3本発明の実施例2における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図4本発明の実施例2における甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図5本発明の実施例1における硬化処理する前の甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図6本発明の実施例3における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図7本発明の実施例3における甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図8本発明の実施例4における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図9本発明の実施例4における甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図10比較例1における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図11比較例1における硬化方法によって得られた甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図12比較例2における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図13比較例2における甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図14比較例3における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図15比較例3における甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。
図16比較例4における硬化方法によって得られた板材の表面の粗さの測定結果を示すグラフである。
図17比較例4における甲丸リングの表面の顕微鏡写真(倍率100)である。

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