(57)【要約】【課題】  グレー系の色調を有し、塑性加工性の良い眼鏡用および装身具用金合金を提供する。【解決手段】  Auを主成分として、Agを0〜7mass%、Cuを2〜12mass%、Pdを10〜18mass%、およびGeを0.05〜3mass%含有することを特徴とするAu合金。これにより、グレー系の色調を有する塑性加工性の良いAu合金を提供することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Auを主成分として、Agを0〜7mass%、Cuを2〜12mass%、Pdを10〜18mass%、およびGeを0.05〜3mass%含有することを特徴とするAu合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡用および装身具用材料として用いられるAu基合金に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡用および装身具用材料として用いられるAu基合金はカラットAu合金と呼ばれ、純金であるK24をはじめとして、K22，K20，K18，K15，K14，K12，K10，K9の9種類が知られている。現在、最も多く用いられているカラットAu合金はK18であり、75mass%のAuを含んでいる。K18の色調は、主に黄色系、赤色系、ピンク色系、緑色系および白色系の5種類に分類することができる。一般に用いられる黄色系K18の組成はAu-12.5Ag-12.5Cuである。この合金はAgとCuの含有量によって色調が異なり、AgおよびCuの含有量が増すと、前者は緑色系、後者は赤色系へと変化する。
【０００３】
ピンク色系の色調を有するK18の一つとしてPdを添加した合金が知られており、これを開示したものとして、たとえば「メガネ用合金」（特許文献１）がある。この合金はAgおよびCuにPdを添加することによってピンク色を呈するものであり、眼鏡用材料として用いられている。
【０００４】
また、PdあるいはNiを添加することによってAu合金を白色化した、K18ホワイトゴールドと呼ばれる合金があり、眼鏡用および装身具用材料として広く用いられている。
【０００５】
一方、近年消費者ニーズの多様化により、これまでにない新規な色調を有するAu合金の研究が行われている。その一つとして、装身具用材料などにおいてはグレー系の色調を有するAu合金が報告されている。たとえば、「１８金合金」（特許文献２）においては、Auに対してPdおよびPtを添加することによりグレー系の色調を有するAu合金を作製している。
【０００６】
しかしながら、上記合金の添加元素であるPtは非常に高価であり、それに代わる廉価な添加元素の研究が必要とされる。また、Pt系のグレー色は白色に近いという欠点があるため、従来のホワイトゴールドとの差別化が困難である。そこで、よりグレー色に近い合金の研究が必要とされるが、現在のところそのようなAu合金は得られていない。
【特許文献１】特開平11-335755号公報
【特許文献２】特開2001-207226号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の点に着目したものであり、Ptを含まずさらに黒味を帯びた新規なグレー系の色調を有する塑性加工性の良いAu 合金の作製を目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
Auは500nm以下の波長をあまり反射しないため黄色系である金色を呈する。グレー色を有するAu合金の作製は、言い換えれば黒味を帯びた白色系合金を作製することである。Au合金を白色化するには390〜760nmの波長の光を均等に反射し、また黒味を帯びさせるためには反射量を均等に減少させることが必要である。これらの挙動は電子の状態に依存する。
【０００９】
従って本発明においては、Auに遷移金属であるAg，Cu，Pdおよび半導体であるGeを添加して電子のエネルギ準位を変化させることにより、Au合金における自由電子を制御することを目指した。
【００１０】
本発明による眼鏡用および装身具用Au合金は、Auを主成分として、Agが0〜7mass%、Cuが2〜12mass%、Pdが10〜18mass%、およびGeが0.05〜3mass%からなることを特徴とするものである。
【００１１】
ここでPdの含有量を10〜18mass%としたのは，390〜760nmの波長の光を均等に反射させ、合金を適度に白色化するためである。Pd含有量が10mass%未満では合金は白色化せず、また18mass%以上では白色が強くなり、他の添加元素によるグレー色化の効果が低減するためである。
【００１２】
また、Agの含有量を0〜7mass%およびCuの含有量を2〜12mass%としたのは、白色合金に対してグレー色を付加するためである。この濃度範囲はグレー色化の最適値であり、Agにおいては7mass%以上、Cuにおいては12mass%以上添加すると、Au合金はそれぞれ黄色や赤色へと変化する。
【００１３】
さらにGeの含有量を0.05〜3mass%にすることにより、合金の表層部に析出したGeによって390〜760nmの波長の光が均等に吸収され、その結果として黒味を帯びる。Geを3%以上添加すると塑性加工性は急激に低下する。よってこの組成範囲は、良好な塑性加工性およびグレー色を得ることのできる最適値である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、黒味を帯びた新規なグレーの色調を有する塑性加工性の良い、眼鏡用および装身具用Au合金を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、Auを主成分として、Agを0〜7mass%、Cuを2〜12mass%、Pdを10〜18mass%、およびGeを0.05〜3mass%含有することを特徴とし、黒味を帯びた新規なグレーの色調を有する塑性加工性の良い眼鏡および装身具用Au合金を作製したものである。
【実施例１】
【００１６】
まず、アーク溶解により、21種類の組成のK18グレーゴールドを溶製して円板状のインゴットとし、鋳造性および冷間による圧延加工試験を行った。その結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
2006233233.tif 000002
【００１８】
表1に示したように、各組成ともアーク溶解による鋳造性は良好であり、円板状インゴットを得ることができた。塑性加工は、何れの組成においても可能であったが、Ge含有量が少ないほど良い加工性を示す傾向がある。
【００１９】
次にこれらの鋳造材および圧延材のビッカース硬さ試験を行った。表2に示した通り、鋳造材および加工材の硬さに特異な傾向は見られなかった。一般的な黄色系K18(Au-12.5Ag-12.5Cu)の加工材の硬さはHv230であることから、これらの合金は十分な延性を有するものであると言える。
【００２０】
【表２】
2006233233.tif 000003
【００２１】
次に、これらの合金の色調を評価するため、加工材の表面をエメリーペーパーおよびアルミナを用いて鏡面研磨し、L*a*b*表色系(JIS Z 8729)によって定量的な評価を行った。それらの色特性は色差計を用いて測定した。ここでL*は明度、a*およびｂ*は色度(色相と彩度)を表す。表3にL*a*b*表色系によるK18グレーゴールドの色調を示す。
【００２２】
【表３】
2006233233.tif 000004
【００２３】
ここで、従来の黄色系K18(Au-12.5Ag-12.5Cu)および従来のホワイトゴールド(Au-10Pd-8Cu-7Ag)の色調はそれぞれ、L*：64.9，a*：4.1，b*：20.3およびL*：61.2，a*：1.8，b*：8.4であることを考慮すると、表3に示した合金は新規なグレー系の色調を有するK18であることが言える。
【実施例２】
【００２４】
実施例1において作製した合金の中から、色調および加工性を考慮してNo.20(Au-7Cu-17.5Pd-0.5Ge)を選択し、眼鏡フレームを試作した。以下にその加工方法および結果を述べる。
【００２５】
No.20の組成の合金を高周波真空溶解炉によって溶製し、直径15mmのインゴットとした。このインゴットをミゾロール加工し、923Kにおいて30minの焼鈍を施した後、伸線加工によって直径3.5mmの丸線とした。
【００２６】
次に、直径3.5mmの丸線に923Kにおいて30minの焼鈍を施した後、スウェージングおよびプレス加工により眼鏡フレームを作製した。その結果，フレームの色調および加工性ともに良好であった。このことより、本発明によるK18グレーゴールドは眼鏡用材料として必要な塑性加工性および色調を兼ね備えた合金であることが明らかとなった。