鉑合金及其制作方法技術

本發明專利技術在于提供一種合金，其能夠制作維持有純度為999的鉑（Pt）制的實用品（首飾品、珠寶品）。具體地，提供一種鉑合金，其制作成寬為4.00mm，厚為1.50mm的平打戒指時，維氏硬度值為90Hv以上。另外，供一種鉑合金，其制作成寬為4.00mm，厚為1.50mm的平打戒指時，10%的變形壓縮強度值為14kgf以上。此外，還提供一種鉑合金的制造方法，其是將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，在氮氣氛圍下熔化后，再用規定的方法成型并冷卻。另外，還提供一種鉑合金的制造方法，其是將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，通過鑄造成為鑄件后，將上述鑄件放入熔化爐，在氮氣氛圍下再次熔化成型并冷卻。

【技術實現步驟摘要】
鉑合金及其制作方法
本專利技術涉及雖然具有999(3個9)的純度但具有高硬度和高壓縮強度的鉑合金及其制作方法。在此，3個9是指：(1)品位鑒定獨立行政法人造幣局(JapanMint)的基準值99.9％、(2)獨立行政法人造幣局品位認定圖章(HallMark)“鉑999”、或是(3)表示戒指、掛件、耳釘等貴金屬產品品位的單位的百分率為999/1000等。
技術介紹
鉑(Pt)作為高資產價值的貴金屬，而且作為高級珠寶飾品(首飾品)的材料，是極其重要且高價的元素(物質)。以往，在制作鉑的加工品時，為了改善鉑的加工特性等，會混合一部分其他金屬而進行熔化、鑄造。現有技術文獻專利文獻1：日本特開平6-346222專利文獻2：日本特開昭61-272333專利文獻3：日本特表2009-515034
技術實現思路
然而，考慮到鉑具有的高級感(金屬色澤、光澤、重量感)或資產價值，即使嘗試制作純度高的鉑的加工品(珠寶品、首飾品)時，會出現鉑的硬度或強度不足、加工困難的情況。也就是說，由于維持有3個9的純度的鉑的維氏硬度值至多只有85Hv左右，將鉑加工為作為實用品的珠寶品、首飾品時，不但會出現加工困難的情況，也無法維持鉑的性能或防止鉑的變形(維持恒常性)。專利技術人通過在純度為99.9wt％以上的鉑中混合極微量的Ga，并在N2的氛圍下鑄造，成功地在維持3個9的純度的同時，將鉑合金的維氏硬度值提高到90Hv以上，由此完成了本專利技術。本專利技術提供了一種鉑合金，其具有999的純度，并且在制作成寬為4.00mm、厚為1.50mm的平打戒指時，維氏硬度值為90Hv以上。另外，本專利技術還提供了一種鉑合金，其具有999的純度，并且在制作成寬為4.00mm，厚為1.50mm的平打戒指時，10％的變形壓縮強度值為14kgf以上。優選的，所述鉑合金是通過鑄造法制作而成。優選的，所述鑄造法是將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，再通過規定的方法成型并冷卻。另外，優選的，所述鑄造法是將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，在氮氣氛圍下熔化后，再通過規定的方法成型并冷卻。另外，本專利技術提供一種鉑合金的制作方法，即，將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，再通過規定的方法成型并冷卻。另外，本專利技術提供一種鉑合金的制作方法，即，將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，在氮氣氛圍下熔化后，再通過規定的方法成型并冷卻。另外，如所述的鉑合金的制作方法，優選的，將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐并鑄造成為鑄件后，將上述鑄件放入熔化爐，在氮氣氛圍下再次熔化、成型并冷卻。另外，如所述的鉑合金的制作方法，優選的，使熔化爐內成為氮氣氛圍的手段，滿足以下條件(A)和(B):(A)維持熔化爐內的壓力在700mmHg以下；(B)在熔化爐內的溫度達到比熔化物的熔點低10℃的溫度時，通入N2。另外，優選的，所述鉑合金是首飾品或珠寶品。另外，本專利技術提供了一種用于首飾品或珠寶品的鉑合金的用途。如上所述地構成本申請的專利技術的理由，如下所述。(a)以往，由于難于附加(維持)鉑的加工性、功能性、恒常性(防止變形等)，所以除了原料金屬以外，幾乎不存在官方保證的純度為999的Pt的實用品(首飾品、珠寶品等)。(b)通過向Pt的純品中混合雜質(Pt以外的元素)并進行鑄造，能賦予Pt加工性、功能性、恒常性(防止變形等)，但是為了維持純度為999，混合的雜質的總量須控制為最大在0.1wt％以下。因此，在Pt中混合的Ga的量應控制在0.1wt％以下(100/100.1＝0.99900…)。(c)為了維持999的純度并附加上述特性，能夠混合的雜質(Pt以外的其他金屬)的量被控制得極低，因此需要思索并嚴密管理鑄造方法。(d)混合微量元素(雜質)Ga，是因為Ga熔點低(29.8℃)，低溫下會形成液體，而易于侵入到Pt(固溶體)內。此外，也是因為Pt和Ga的原子半徑相差很大，使母體金屬產生變形而提升強度。(e)在氮氣(N2)的氛圍下進行鑄造，不只是為了消除氧氣的影響，也是為了使N和Ga一起進入到合金(固溶體)內部。(f)將熔化爐內的壓力維持在700mmHg以下，是為了快速并完全除去熔化爐內的氧氣(空氣)，并用N2置換熔化爐內的空氣使N進入到合金(固溶體)內部。此外，經過反復實驗得知，在熔化爐內置換為N2時，熔化爐內達到溫度比熔化物的熔點(1776℃)低10℃的時刻，即實際溫度約為1766℃是較適合的。根據本申請的專利技術能夠制作官方認證的純度為999的Pt的實用品(首飾品、珠寶品等)，因此具有在保持資產價值的同時能夠在實際生活中應用、欣賞所制作的實用品的效果。附圖說明圖1是表示平打戒指形狀的圖。圖2是表示鑄造機內部結構的圖。圖3是鑄造機內部的放大圖。圖4是表示維氏硬度測定用樣品的圖，其中，圖A為樣品掩埋圓柱P的主視圖，圖B樣品掩埋圓柱P的俯視圖，圖C為樣品掩埋圓柱P的a-a線切斷片的俯視圖，圖D樣品掩埋圓柱P的a-a線切斷片的主視圖。圖5是表示維氏硬度測量結果的圖，其中，縱軸0至120表示微小硬度測定維氏硬度Hv，橫軸0至4.0mm表示測試樣品外側起至中心部的深度。附圖標記說明1吹送N2用管子(噴嘴)2坩堝3鑄模4鑄造機的蓋子11樣品12丙烯樹脂具體實施方式<實施例1>通過如下所述的混合和方法鑄造了鉑合金的原料金屬。(1)原料金屬(合金)的混合(i)Pt(純度99.99wt％)：100g(ii)Ga：0.040g(2)鑄造條件使用鑄造機：TR式高頻率振蕩器，型號NTR-0502SHI-S，輸出5Kw，頻率50KHz，使用碳坩堝，廠商為日電周波株式會社。電氣爐：安井貿易株式會社(YASUI&CO.)制鑄模溫度：850℃鑄造溫度：1860℃從設定至鑄模到鑄造的時間：3分30秒(3)平打戒指的制作樣品尺寸：寬為4.00mm，厚為1.50mm樣品數：20個使用合金量：100g使用鑄造機：上述TR式高頻率振蕩器電氣爐：上述安井貿易株式會社制此外，作為鑄造機，使用以如下方式進行改造的設備(圖2及圖3)，即、通過使前端帶有噴嘴的金屬制的管子1與氣體注入(噴射)孔連接來延長氣體注入(噴射)孔，由此從噴嘴噴射的N2能直接吹送到坩堝2內的熔化物上。在所述戒指的制作中，樹型(成為鑄模的形狀)、掩埋方法、脫漏方法以及鑄造方法在下述條件下進行。樹型：在直徑為8mm、高為120mm的圓柱，以朝上傾斜25度從上方起分別配置4個試驗材料，成為5節的樹型。掩埋方法：使用吉田鑄造株式會社(YoshidaCastIndustryCo.,LTD.)的掩埋材料ALL89，在和水的混合比為36％的條件下，使用株式會社愛工舍制作所的混合器混合2分鐘，使用安井貿易株式會社的除氣器抽取空氣1分鐘，再放置1小時進行干燥(室溫25℃、濕度60％)。脫蠟方法：使用株式會社KATO的暖風加熱器，溫度設定為150℃，定時1小時，以除去內部的蠟。鑄造方法：將鑄模溫度設定為850℃，鑄造溫度設定為1860℃，使熔化爐內的壓力下降至720百帕斯卡(Hp)，在熔化溫度超過熔點(1600℃)時，再從上述噴嘴注入(噴霧、500ml/秒)初始壓力為5個大氣壓的N2(熔化爐內的壓力維持在720mmHg)。此外，在制作如上所述的平打戒指時，是事先制作Pt、Ga的原料金屬(Pt合金)后本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鉑合金，其特征在于，具有999的純度，并且在制作成寬為4.00mm、厚為1.50mm的平打戒指時，維氏硬度值為90Hv以上。

【技術特征摘要】
2014.07.14 JP JP2014-1442891.一種鉑合金，其特征在于，具有999的純度，并且在制作成寬為4.00mm、厚為1.50mm的平打戒指時，維氏硬度值為90Hv以上且10％的變形壓縮強度值為14kgf以上，所述鉑合金采用下述方法制備：將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，在氮氣氛圍下熔化后，再冷卻，熔化爐內成為氮氣氛圍的手段，滿足以下條件(A)和(B)：(A)維持熔化爐內的壓力在700mmHg以下；(B)在熔化爐內的溫度達到比熔化物的熔點低10℃的溫度時，通入N2。2.如權利要求1所述的鉑合金，其是通過鑄造法制作而成。3.如權利要求2所述的鉑合金，其特征在于，所述鑄造法是將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，再通過規定的方法成型并冷卻。4.如權利要求2所述的鉑合金，其特征在于，所述鑄造法是將高純度的Pt和微量的Ga放入熔化爐，在氮氣氛圍下熔化后，再通過規定的方法成型并冷卻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：中山公晶，
申請(專利權)人：全球股份有限公司，
類型：發明
國別省市：日本;JP