パラジウム合金の製造方法及びパラジウム合金
【課題】表面のみならず内部においても加工に好適な硬度を有する、均一組成のパラジウム合金の製造方法を提供する。
【解決手段】パラジウム：９４．５〜９７．６質量％、ホウ素：２．４〜５．５質量％の組成割合のパラジウムとホウ素とを水冷坩堝を用いて溶解し、均一組成の母合金を製造する第１工程と、第１工程により製造した母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する第２工程と、を有する。
【解決手段】パラジウム：９４．５〜９７．６質量％、ホウ素：２．４〜５．５質量％の組成割合のパラジウムとホウ素とを水冷坩堝を用いて溶解し、均一組成の母合金を製造する第１工程と、第１工程により製造した母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する第２工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラジウム合金の製造方法及びパラジウム合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、装身具としての指輪やネックレス等においては、明確な区別は無いものの大枠の分類として、高級素材（高品位の白金、白金合金、金、金合金、天然貴石ダイヤモンド等）を用いたジュエリーと呼ばれる商品（宝飾品）と、比較的安価（銀、銀合金、低品位金合金、人工宝石等）な素材を用いた商品がある。
近年、貴金属素材の高騰を受け、白金又は白金合金や、金又は金合金を使用した装身具の価格が高くなり、装飾品の消費市場は縮小する傾向を示してきている。特に、高品位な宝飾品はその影響が大きい。
そこで、このような環境変化に対応するため、高品位な貴金属で素材価値を維持しつつ白金合金や金合金より安価な装飾品としての素材が求められるようになってきている。
また、筆記具においては、付加価値を出すため装飾用の金輪やペン先の部材等に金合金等を用いて機械的性質を確保しながら、高級感を出しているものがあるが、こうした筆記具においても、前記したような理由により、また顧客へのアピールとなるように、白金合金や金合金に代わって新たな貴金属素材により製造することが検討され始めている。
【０００３】
こうした背景を受け、最近では、貴金属でありながら白金の価格の約５割、金の価格の約６割と遥かに安価なパラジウム（Ｐｄ）が注目され、新たなパラジウム合金による装身具が開発されて市場に流通し始めている。
かかるパラジウム合金には、一部輸入されたＰｄ９９０という製品もあるが、国内で製造されているパラジウム合金としてはＰｄ９５０までの純度が主流である。その理由は、パラジウムは、純度が高すぎると装身具の加工時に必要な機械的性質を確保できないだけでなく、柔らかすぎるが故に変形しやすく傷がつきやすいからである。具体的には、例えば指輪等においては、現実問題として要求されるビッカース硬度は８０Ｈｖ以上であるが、パラジウムは高純度になればなる程ビッカース硬度が低く、純パラジウムのビッカース硬度は４０Ｈｖ程度と低い。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、パラジウムを硬化する方法として、表面をホウ化させる技術が提案されている。この方法は、宝飾品として使用されるパラジウム又は合金化されたパラジウム合金の表面にホウ素（Ｂ）を侵入させ、その表面を硬化させる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９８７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の表面処理法では、パラジウム等の表面に侵入させるホウ素の量をコントロールすることが難しく、パラジウムに所望量のホウ素を含ませるのは困難である。
また、ホウ素が侵入したパラジウム等の表面は硬化してビッカース硬度が高いものの、パラジウム等の内部にはホウ素が存在しないため内部のビッカース硬度は高くなっておらず、例えば板材から指輪等への加工時の耐変形性能は十分とはいえなかった。
また、上記の方法では、パラジウム等の表面を硬化させることはできるものの、表面に肌荒れが起こり易く、例えば指輪等を製造する際には、加工後に表面を磨く後工程が必要となる場合が多く、製造コストのアップに繋がるという問題もある。
【０００７】
これに対して、パラジウムにホウ素が内部まで均一に含まれた均一組成のパラジウム合金であれば、表面のみならず内部におけるビッカース硬度が高く、また、表面をホウ化する必要がないため表面の肌荒れが起こらず、上記した問題を解決できると考えられる。
しかしながら、パラジウムの内部までホウ素が均一に含まれた均一組成のパラジウム合金を得ることは未だ達成されていない。
具体的には、例えば、パラジウムとホウ素とを一緒に溶解したとしても、両者は融点差が大きい上に、ホウ素は高融点（約２０９２℃）で酸化し易いため、均一組成の合金とはなり難いという問題がある。
また、一般に貴金属を溶解する場合、例えば、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２などの酸化物を含んだ坩堝（セラミックス坩堝）を使用するが、こうした坩堝の耐熱限界は昇温しても２０００℃程度であるのに対し、ホウ素の融点が２０９２℃であるため、これらの坩堝に所定配合比率でパラジウムとホウ素とを投入して溶解しても、安定した溶融ができず、均質な合金を得るのは難しいという問題がある。
【０００８】
本発明の課題は、表面のみならず内部においても加工に好適な硬度を有する、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれた均一組成のパラジウム合金の製造方法、及びパラジウム合金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
パラジウム合金の製造方法であって、
パラジウム：９４．５〜９７．６質量％、ホウ素：２．４〜５．５質量％の組成割合のパラジウムとホウ素とを水冷坩堝を用いて溶解し、均一組成の母合金を製造する第１工程と、
前記第１工程により製造した前記母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する第２工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、
パラジウム合金において、
少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだ、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る発明の第１工程を用いて合金化した母合金を添加して第２工程で再溶解する場合、例えばＳｉＯ２を含んだ坩堝を使用した場合には当該坩堝に含まれているケイ素（Ｓｉ）が、あるいはジルコン坩堝を使用した場合には当該坩堝に含まれているジルコニウム（Ｚｒ）が還元溶出してしまい、坩堝を構成する成分が不可避に混入してしまい、その混入量をコントロールすることが難しく、所望する組成割合のパラジウム合金を得ることができず、第２工程において、第１工程により得られた母合金と所定量のパラジウム溶解するのに水冷坩堝を使用することは重要な構成要件である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれることとなるので、表面のみならず内部においても加工に好適な硬度を有する、均一組成の高純度なパラジウム合金を製造することができる。
そして、このような高純度なパラジウム合金であるため、例えば、指輪やネックレス等の装身具の材料として、或いは筆記具のペン先や装飾用の金輪等の部材として、広い用途で用いることができる。
また、装身具としての指輪等や、筆記具に装着する金輪等に用いる場合には、加工時に変形したり傷が付き難くなるので、変形や傷による後工程の必要性がなくなり、製造コストを抑えることができる。
また、色的にもプラチナ合金と比較して遜色ない装身具を材料費を安くして提供することができるようになる。
また、高純度を維持しているので、顧客に貴金属としての高級感を印象付けることができるとともにプラチナ合金で製造した装身具より安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｐｄ−Ｂ２元系合金の平衡状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
本発明におけるパラジウム合金は、例えば、指輪やネックレス等の装身具の材料として、或いは筆記具のペン先や装飾用の金輪等の部材として好適に用いられるものである。
【００１６】
かかるパラジウム合金は、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだ構成としてある。
【００１７】
ホウ素の含有量を０．０３質量％以上とすることで、パラジウム合金の表面及び内部のビッカース硬度を８０Ｈｖ以上とすることができる。なお、ビッカース硬度を８０Ｈｖ以上とすることは、市場で流通している宝飾素材Ｐｔ９００（１０質量％Ｐｄ）と同等の硬度であり、例えば指輪等の加工時に要求される機械的性質を確保することである。即ち、かかるビッカース硬度を有することで、パラジウム合金は、加工に好適な硬度を有したものとなっており、パラジウムの純度が高いと変形しやすく傷がつきやすいという欠点が改善されているといえる。
一方、ホウ素の含有量を１．４０質量％よりも多くすると、例えば指輪等の製造の際に合金を所望の厚みにするための圧延加工や、所望の形状にするための加工を行った場合に、加工硬化による硬度上昇が大きくなる。このため、製品とするための加工が困難となったり、加工時に割れが生じやすくなったりすることで、生産性が低下するという問題が生じるため好ましくない。
【００１８】
さらに、上記パラジウム合金におけるホウ素の含有量は、０．０３〜０．３０質量％の範囲内であることがより好ましい。
ホウ素の含有量を０．０３質量％以上とする理由としては、上記した通りである。
一方、ホウ素の含有量を０．３０質量％以下とする理由としては、本明細書の出願時現在、日本国内で実施されていない、造幣局によるパラジウム検定が実施された場合を想定して、各種純度のパラジウム合金に適用できるようにするためである。
具体的には、日本国内では、現在貴金属の純度保障として、造幣局の検定制度があり、例えば、Ｐｔ１０００の場合、０．３０質量％の公差が認められており、９９．７０質量％以上の純度であればＰｔ１０００の刻印を受けることができる。
また、Ｐｔ９００の場合、±０．５０質量％の公差が認められており、８９．５０質量％以上でＰｔ９００の刻印を受けることができる。
ここで、パラジウムについての検定は、日本国内では現在実施されていないが、上記と同じ基準で実施されると考えると、パラジウムの純度の公差を純白金と同じ０．３０質量％以下にしておけば、同じ基準で検定が実施された場合にＰｄ１０００（純パラジウム）の刻印を受けることができると思われる。
また、ホウ素の含有量を０．３０質量％以下とする他の理由としては、ホウ素の含有量が０．３０質量％以下であればパラジウム合金が硬すぎることなく、加工し易い硬度を有することとなるため好ましい。
【００１９】
次に、上記した本発明のパラジウム合金の製造方法について説明する。
本発明のパラジウム合金の製造方法は、均一組成の母合金を製造する第１工程と、前記母合金を用いて高純度パラジウム合金を製造する第２工程と、を有している。
かかる製造方法は、パラジウムにホウ素を表面から内部まで均一に含有させて合金化する方法として、パラジウムとホウ素が共晶点を持つことに注目し、先ず、共晶点近傍で合金（母合金）を作り、次に、融点を下げた均質な合金（母合金）を使用して所定の配合のパラジウムとホウ素の合金（所望の高純度なパラジウム合金）を製造するものである。
なお、パラジウムとホウ素の共晶点は、３．１質量％近傍、５．３質量％近傍の２カ所に存在するが、以下、３．１質量％近傍の共晶点を例にとって説明する。
【００２０】
先ず、第１工程において、パラジウムとホウ素とを、これらの２元系合金の平衡状態図（図１、出典：「BINARY ALLOY PHASE DIAGRAMS [SECOND EDITION] Voluume 1 、発行：ASM INTERNATINAL The Materials Infomation Society の第５１８頁に掲載）における共晶点の近傍の組成であるパラジウム９６．９０質量％−ホウ素３．１０質量％の比率で配合し、水冷坩堝を用いて溶解することで、パラジウムにホウ素が内部まで均一に含有された母合金を得る。
【００２１】
ここで、水冷坩堝とは、熱伝導性の良い金属で形成された坩堝であって、一般的には銅で形成されている。水冷坩堝を用いて内容物（各種金属）を溶解する際には、例えば水等の冷媒により冷却しながら行われる。水冷坩堝の熱源としては、例えば、アーク、プラズマ、電子ビーム、高周波等などが用いられる。
この水冷坩堝であれば３０００℃以上の高温まで昇温できるため、パラジウムと、高融点（２０９２℃）のホウ素とを、均一に溶解することができる。
また、パラジウム−ホウ素系合金は、例えばセラミックス坩堝を使用して溶解すると坩堝成分が還元されて溶解中の合金の中に混入し３元系の合金になってしまうが、水冷坩堝であれば坩堝成分の合金への混入が起こらず、均質な２元系のパラジウム合金を製造することができる。
こうした水冷坩堝により、パラジウムとホウ素の両者が溶解過程でともに溶解し合金化が進むと固相線と液相線が同じとなる共晶点１０６５℃が融点となる。共晶点付近では凝固温度範囲が狭く、所謂「てこの原理」が働きにくいので偏析が起きにくく、繰り返し溶解することで共晶点では均一な合金が得られることとなる。
【００２２】
このとき、母合金におけるパラジウムとホウ素の割合が共晶点ピッタリとなる割合で合金化することは事実上困難で、共晶点からの若干のずれは仕方がない。鋭意実験の結果、凝固温度範囲として１１５℃程度は問題がないことが分かった。
実際に、共晶点に対して約１１５℃の凝固温度範囲を持つ、最大のホウ素量である５．５０質量％で母合金５０ｇを作成後、破砕して４ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が５．２５質量％〜５．４２質量％で最大誤差率４．５質量％だった。同様に、最小のホウ素量である２．４０質量％で母合金５０ｇを作成後、破砕して５ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が２．２９〜２．３７質量％で最大誤差率４．６質量％だった。
また、ホウ素が５．５質量％配合の母合金を使用してパラジウム−１質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が５．２５質量％だった場合、パラジウム−０．９６質量％ホウ素の合金となる。ホウ素が２．４質量％配合の母合金を使用してパラジウム−１質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が２．２９質量％だった場合、パラジウム−０．９５質量％ホウ素の合金となり、ホウ素量の０．０５質量％レベルのずれは機械的性質にほとんど影響を与えないレベルであると言える。
また、ホウ素が５．５質量％配合の母合金を使用してパラジウム−０．０３質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が５．２５質量％だった場合、パラジウム−０．０２９質量％ホウ素の合金となる。ホウ素が２．４質量％配合の母合金を使用してパラジウム−０．０３質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が２．２９質量％だった場合、パラジウム−０．０２９質量％ホウ素の合金となり、ホウ素量の０．００１質量％レベルのずれは機械的性質にほとんど影響を与えないレベルであると言える。
従って、１１５℃程度の凝固温度範囲であれば、実生産上問題のない母合金を作製することができ、ホウ素量２．４質量％〜５．５質量％の範囲であれば、安定した母合金を作製することができ、パラジウムが９４．５〜９７．６質量％であって、ホウ素が２．４〜５．５質量％の範囲で配合することができる。
【００２３】
さらに好ましくは、凝固温度範囲５０℃以下が好ましい。
実際に、共晶点に対して約５０℃の凝固温度範囲を持つ、最大のホウ素量である５．４０質量％で母合金５０ｇを作成後、破砕して４ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が５．２９質量％〜５．３５質量％で最大誤差率２．０質量％だった。同様に、最小のホウ素量が２．８０質量％で母合金を作製後、破砕して５ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が２．７４質量％〜２．７７質量％で最大誤差率２．１質量％だった。従って、５０℃程度の凝固温度範囲であれば、安定した母合金を作製することができ、ホウ素量２．８質量％〜３．９質量％、５．０質量％〜５．４質量％の範囲であれば、安定した母合金を作製することができる。
従って、パラジウムが９４．６〜９５．０質量％であって、ホウ素が５．０〜５．４質量％、パラジウムが９６．１〜９７．２質量％であって、ホウ素が２．８〜３．９質量％の範囲で配合することができる。
【００２４】
また、共晶点は、ホウ素が３．１質量％近傍と５．３質量％近傍に認められるが、好ましくは、３．１質量％近傍の共晶点を使用する方が好ましい。ホウ素が５．３質量％近傍の共晶組成はＰｄ５Ｂ２とβＢの２相でありβＢが存在する。一方、ホウ素が３．１質量％近傍の共晶組成はＰｄ固溶体とＰｄ５Ｂ２またはＰｄ３ＢあるいはＰｄ１６Ｂ３等の金属間化合物の相からなる。
ホウ素が５．３質量％近傍の共晶組成はβＢ相を含むため酸化しやすい面があるが、３．１質量％近傍の共晶組成はパラジウムを主成分とする相のみからなり酸化しにくく、また凝固温度範囲の立ち上がりが緩慢で管理がしやすく好ましい。
【００２５】
次に、第２工程において、上記第１工程により製造した母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する。
即ち、第１工程により製造した母合金に所定量のパラジウムを加えて水冷坩堝を用いて溶解し、９５．０質量％以上のパラジウムに、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素（より好ましくは０．０３〜０．３０質量％の範囲内のホウ素）を含んだ、均一組成のパラジウム合金を製造する。
【００２６】
なお、請求項１の発明において、均質な母合金を得るためにパラジウムとホウ素の共晶近傍組成の２元合金で溶解することが必要であるが、第２工程においては、第一工程で作製した母合金を含み、Ｐｄ９９０、Ｐｄ９５０等の規格化が想定される純度に合わせて、パラジウムの純度を調整するために例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｃｕ等の他元素を添加して純度調整しても良い。また、請求項２の発明のパラジウム合金においても、前記した量のパラジウムとホウ素以外に前記したような他元素を微量含んでいても良い。
【００２７】
以上のように、本発明によれば、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれることとなるので、表面のみならず内部においても加工に好適な硬度を有する、均一組成の高純度なパラジウム合金を製造することができる。
そして、このような高純度パラジウム合金であるため、例えば、指輪やネックレス等の装身具の材料として、或いは筆記具のペン先や装飾用の金輪等の部材として、広い用途で用いることができる。
また、装身具としての指輪等や、筆記具に装着する金輪等に用いる場合には、加工時に変形したり傷が付き難くなるので、変形や傷による後工程の必要性がなくなり、製造コストを抑えることができる。
また、色的にもプラチナ合金と比較して遜色ない装身具を材料費を安くして提供することができるようになる。
また、高純度を維持しているので、顧客に貴金属としての高級感を印象付けることができるとともにプラチナ合金で製造した装身具より安価に提供することができる。
【００２８】
［実施例］
以下、実施例により、本発明のパラジウム合金について具体的に説明する。
【００２９】
（実施例１〜１５）
先ず、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．４５ｇと、純度９９．９質量％以上のホウ素１．５５ｇを銅製の水冷ハース上にのせ、真空排気後、アルゴン置換したアーク炉（以下、真空置換型アーク炉という）で溶解して、ホウ素をパラジウムとホウ素の共晶点である３．１質量％含有したパラジウムとホウ素とからなる均一組成の母合金を５０ｇ製造した。
【００３０】
次に、製造した母合金０．４８０ｇ（パラジウム０．４６５ｇ、ホウ素０．０１５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４９．５２ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０３質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１とした。
【００３１】
実施例１と同様にして製造した母合金０．８１０ｇ（パラジウム０．７８５ｇ、ホウ素０．０２５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４９．１９ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０５質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例２とした。
【００３２】
実施例１と同様にして製造した母合金１．１２０ｇ（パラジウム１．０８５ｇ、ホウ素０．０３５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．８８ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０７質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例３とした。
【００３３】
実施例１と同様にして製造した母合金１．４４０ｇ（パラジウム１．３９５ｇ、ホウ素０．０４５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．５６ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０９質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例４とした。
【００３４】
実施例１と同様にして製造した母合金１．６１ｇ（パラジウム１．５６ｇ、ホウ素０．０５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．３９ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．１０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例５とした。
【００３５】
実施例１と同様にして製造した母合金３．２３ｇ（パラジウム３．１３ｇ、ホウ素０．１０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４６．７７ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．２０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例６とした。
【００３６】
実施例１と同様にして製造した母合金４．８４ｇ（パラジウム４．６９ｇ、ホウ素０．１５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４５．１６ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．３０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例７とした。
【００３７】
実施例１と同様にして製造した母合金６．４５ｇ（パラジウム６．２５ｇ、ホウ素０．２０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４３．５５ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．４０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例８とした。
【００３８】
実施例１と同様にして製造した母合金９．６８ｇ（パラジウム９．３８ｇ、ホウ素０．３０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４０．３２ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．６０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例９とした。
【００３９】
実施例１と同様にして製造した母合金１２．９０ｇ（パラジウム１２．５０ｇ、ホウ素０．４０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３７．１０ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．８０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１０とした。
【００４０】
実施例１と同様にして製造した母合金１６．１３ｇ（パラジウム１５．６３ｇ、ホウ素０．５０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３３．８７ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．００質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１１とした。
【００４１】
実施例１と同様にして製造した母合金１９．３５ｇ（パラジウム１８．７５ｇ、ホウ素０．６０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３０．６５ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．２０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１２とした。
【００４２】
実施例１と同様にして製造した母合金２２．５８ｇ（パラジウム２１．８８ｇ、ホウ素０．７０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム２７．４２ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．４０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１３とした。
【００４３】
実施例１と同様にして製造した母合金８．０６ｇ（パラジウム７．８１ｇ、ホウ素０．２５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３９．６９ｇと、銀２．２５ｇと、を銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．５０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１４とした。
【００４４】
実施例１と同様にして製造した母合金１６．６３ｇ（パラジウム１６．１３ｇ、ホウ素０．５０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３１．３７ｇと、銀２．００ｇと、を銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．００質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１５とした。
【００４５】
（比較例１〜４）
純度９９．９５質量％以上のパラジウム５０ｇの板材を、比較例１とした。
【００４６】
実施例１と同様にして製造した母合金０．１６０ｇ（パラジウム０．１５５ｇ、ホウ素０．００５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４９．８４ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０１質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、比較例２とした。
【００４７】
実施例１と同様にして製造した母合金２５．８１ｇ（パラジウム２５．０１ｇ、ホウ素０．８０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム２４．１９ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．６０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、比較例３とした。
【００４８】
実施例１と同様にして製造した母合金２９．０３ｇ（パラジウム２８．１３ｇ、ホウ素０．９０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム２０．９７ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．８０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、比較例４とした。
【００４９】
＜評価方法＞
（１．硬度）
実施例１〜１５及び比較例１〜４の板材について、表面の３箇所にてビッカース硬度（Ｈｖ）を測定し、その平均値を求めた。
また、各板材を切断して内部の３箇所にてビッカース硬度（Ｈｖ）を測定し、その平均値を求めた。その結果は表１に示した通りである。
【００５０】
（２．加工性）
実施例１〜１５及び比較例１〜４の板材について、圧延加工して割れが生じたか否かを目視検査し、下記のように評価した。その結果は表１に示した通りである。
割れが生じない・・・○
割れが生じた・・・×
【００５１】
（３．表面状態）
実施例１〜１５及び比較例１〜４の板材について、表面の肌荒れ状態を目視観察したが、各板材の表面状態はどれも良好で、実施例と比較例においての差はみられなかった。
【００５２】
【表１】
【００５３】
比較例１及び比較例２は、パラジウム合金の板材における表面と内部のビッカース硬度が８０Ｈｖ未満であり、例えば装飾品としての指輪の材料として用いる場合には、指輪を鋳造により製造した際に製品として傷が付き易いという問題があり、好ましくない。
比較例３及び比較例４は、硬度が硬すぎ、指輪等の製造において圧延加工した際に割れてしまうという問題があり、好ましくない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラジウム合金の製造方法及びパラジウム合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、装身具としての指輪やネックレス等においては、明確な区別は無いものの大枠の分類として、高級素材（高品位の白金、白金合金、金、金合金、天然貴石ダイヤモンド等）を用いたジュエリーと呼ばれる商品（宝飾品）と、比較的安価（銀、銀合金、低品位金合金、人工宝石等）な素材を用いた商品がある。
近年、貴金属素材の高騰を受け、白金又は白金合金や、金又は金合金を使用した装身具の価格が高くなり、装飾品の消費市場は縮小する傾向を示してきている。特に、高品位な宝飾品はその影響が大きい。
そこで、このような環境変化に対応するため、高品位な貴金属で素材価値を維持しつつ白金合金や金合金より安価な装飾品としての素材が求められるようになってきている。
また、筆記具においては、付加価値を出すため装飾用の金輪やペン先の部材等に金合金等を用いて機械的性質を確保しながら、高級感を出しているものがあるが、こうした筆記具においても、前記したような理由により、また顧客へのアピールとなるように、白金合金や金合金に代わって新たな貴金属素材により製造することが検討され始めている。
【０００３】
こうした背景を受け、最近では、貴金属でありながら白金の価格の約５割、金の価格の約６割と遥かに安価なパラジウム（Ｐｄ）が注目され、新たなパラジウム合金による装身具が開発されて市場に流通し始めている。
かかるパラジウム合金には、一部輸入されたＰｄ９９０という製品もあるが、国内で製造されているパラジウム合金としてはＰｄ９５０までの純度が主流である。その理由は、パラジウムは、純度が高すぎると装身具の加工時に必要な機械的性質を確保できないだけでなく、柔らかすぎるが故に変形しやすく傷がつきやすいからである。具体的には、例えば指輪等においては、現実問題として要求されるビッカース硬度は８０Ｈｖ以上であるが、パラジウムは高純度になればなる程ビッカース硬度が低く、純パラジウムのビッカース硬度は４０Ｈｖ程度と低い。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、パラジウムを硬化する方法として、表面をホウ化させる技術が提案されている。この方法は、宝飾品として使用されるパラジウム又は合金化されたパラジウム合金の表面にホウ素（Ｂ）を侵入させ、その表面を硬化させる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９８７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の表面処理法では、パラジウム等の表面に侵入させるホウ素の量をコントロールすることが難しく、パラジウムに所望量のホウ素を含ませるのは困難である。
また、ホウ素が侵入したパラジウム等の表面は硬化してビッカース硬度が高いものの、パラジウム等の内部にはホウ素が存在しないため内部のビッカース硬度は高くなっておらず、例えば板材から指輪等への加工時の耐変形性能は十分とはいえなかった。
また、上記の方法では、パラジウム等の表面を硬化させることはできるものの、表面に肌荒れが起こり易く、例えば指輪等を製造する際には、加工後に表面を磨く後工程が必要となる場合が多く、製造コストのアップに繋がるという問題もある。
【０００７】
これに対して、パラジウムにホウ素が内部まで均一に含まれた均一組成のパラジウム合金であれば、表面のみならず内部におけるビッカース硬度が高く、また、表面をホウ化する必要がないため表面の肌荒れが起こらず、上記した問題を解決できると考えられる。
しかしながら、パラジウムの内部までホウ素が均一に含まれた均一組成のパラジウム合金を得ることは未だ達成されていない。
具体的には、例えば、パラジウムとホウ素とを一緒に溶解したとしても、両者は融点差が大きい上に、ホウ素は高融点（約２０９２℃）で酸化し易いため、均一組成の合金とはなり難いという問題がある。
また、一般に貴金属を溶解する場合、例えば、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２などの酸化物を含んだ坩堝（セラミックス坩堝）を使用するが、こうした坩堝の耐熱限界は昇温しても２０００℃程度であるのに対し、ホウ素の融点が２０９２℃であるため、これらの坩堝に所定配合比率でパラジウムとホウ素とを投入して溶解しても、安定した溶融ができず、均質な合金を得るのは難しいという問題がある。
【０００８】
本発明の課題は、表面のみならず内部においても加工に好適な硬度を有する、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれた均一組成のパラジウム合金の製造方法、及びパラジウム合金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
パラジウム合金の製造方法であって、
パラジウム：９４．５〜９７．６質量％、ホウ素：２．４〜５．５質量％の組成割合のパラジウムとホウ素とを水冷坩堝を用いて溶解し、均一組成の母合金を製造する第１工程と、
前記第１工程により製造した前記母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する第２工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、
パラジウム合金において、
少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだ、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る発明の第１工程を用いて合金化した母合金を添加して第２工程で再溶解する場合、例えばＳｉＯ２を含んだ坩堝を使用した場合には当該坩堝に含まれているケイ素（Ｓｉ）が、あるいはジルコン坩堝を使用した場合には当該坩堝に含まれているジルコニウム（Ｚｒ）が還元溶出してしまい、坩堝を構成する成分が不可避に混入してしまい、その混入量をコントロールすることが難しく、所望する組成割合のパラジウム合金を得ることができず、第２工程において、第１工程により得られた母合金と所定量のパラジウム溶解するのに水冷坩堝を使用することは重要な構成要件である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれることとなるので、表面のみならず内部においても加工に好適な硬度を有する、均一組成の高純度なパラジウム合金を製造することができる。
そして、このような高純度なパラジウム合金であるため、例えば、指輪やネックレス等の装身具の材料として、或いは筆記具のペン先や装飾用の金輪等の部材として、広い用途で用いることができる。
また、装身具としての指輪等や、筆記具に装着する金輪等に用いる場合には、加工時に変形したり傷が付き難くなるので、変形や傷による後工程の必要性がなくなり、製造コストを抑えることができる。
また、色的にもプラチナ合金と比較して遜色ない装身具を材料費を安くして提供することができるようになる。
また、高純度を維持しているので、顧客に貴金属としての高級感を印象付けることができるとともにプラチナ合金で製造した装身具より安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｐｄ−Ｂ２元系合金の平衡状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
本発明におけるパラジウム合金は、例えば、指輪やネックレス等の装身具の材料として、或いは筆記具のペン先や装飾用の金輪等の部材として好適に用いられるものである。
【００１６】
かかるパラジウム合金は、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだ構成としてある。
【００１７】
ホウ素の含有量を０．０３質量％以上とすることで、パラジウム合金の表面及び内部のビッカース硬度を８０Ｈｖ以上とすることができる。なお、ビッカース硬度を８０Ｈｖ以上とすることは、市場で流通している宝飾素材Ｐｔ９００（１０質量％Ｐｄ）と同等の硬度であり、例えば指輪等の加工時に要求される機械的性質を確保することである。即ち、かかるビッカース硬度を有することで、パラジウム合金は、加工に好適な硬度を有したものとなっており、パラジウムの純度が高いと変形しやすく傷がつきやすいという欠点が改善されているといえる。
一方、ホウ素の含有量を１．４０質量％よりも多くすると、例えば指輪等の製造の際に合金を所望の厚みにするための圧延加工や、所望の形状にするための加工を行った場合に、加工硬化による硬度上昇が大きくなる。このため、製品とするための加工が困難となったり、加工時に割れが生じやすくなったりすることで、生産性が低下するという問題が生じるため好ましくない。
【００１８】
さらに、上記パラジウム合金におけるホウ素の含有量は、０．０３〜０．３０質量％の範囲内であることがより好ましい。
ホウ素の含有量を０．０３質量％以上とする理由としては、上記した通りである。
一方、ホウ素の含有量を０．３０質量％以下とする理由としては、本明細書の出願時現在、日本国内で実施されていない、造幣局によるパラジウム検定が実施された場合を想定して、各種純度のパラジウム合金に適用できるようにするためである。
具体的には、日本国内では、現在貴金属の純度保障として、造幣局の検定制度があり、例えば、Ｐｔ１０００の場合、０．３０質量％の公差が認められており、９９．７０質量％以上の純度であればＰｔ１０００の刻印を受けることができる。
また、Ｐｔ９００の場合、±０．５０質量％の公差が認められており、８９．５０質量％以上でＰｔ９００の刻印を受けることができる。
ここで、パラジウムについての検定は、日本国内では現在実施されていないが、上記と同じ基準で実施されると考えると、パラジウムの純度の公差を純白金と同じ０．３０質量％以下にしておけば、同じ基準で検定が実施された場合にＰｄ１０００（純パラジウム）の刻印を受けることができると思われる。
また、ホウ素の含有量を０．３０質量％以下とする他の理由としては、ホウ素の含有量が０．３０質量％以下であればパラジウム合金が硬すぎることなく、加工し易い硬度を有することとなるため好ましい。
【００１９】
次に、上記した本発明のパラジウム合金の製造方法について説明する。
本発明のパラジウム合金の製造方法は、均一組成の母合金を製造する第１工程と、前記母合金を用いて高純度パラジウム合金を製造する第２工程と、を有している。
かかる製造方法は、パラジウムにホウ素を表面から内部まで均一に含有させて合金化する方法として、パラジウムとホウ素が共晶点を持つことに注目し、先ず、共晶点近傍で合金（母合金）を作り、次に、融点を下げた均質な合金（母合金）を使用して所定の配合のパラジウムとホウ素の合金（所望の高純度なパラジウム合金）を製造するものである。
なお、パラジウムとホウ素の共晶点は、３．１質量％近傍、５．３質量％近傍の２カ所に存在するが、以下、３．１質量％近傍の共晶点を例にとって説明する。
【００２０】
先ず、第１工程において、パラジウムとホウ素とを、これらの２元系合金の平衡状態図（図１、出典：「BINARY ALLOY PHASE DIAGRAMS [SECOND EDITION] Voluume 1 、発行：ASM INTERNATINAL The Materials Infomation Society の第５１８頁に掲載）における共晶点の近傍の組成であるパラジウム９６．９０質量％−ホウ素３．１０質量％の比率で配合し、水冷坩堝を用いて溶解することで、パラジウムにホウ素が内部まで均一に含有された母合金を得る。
【００２１】
ここで、水冷坩堝とは、熱伝導性の良い金属で形成された坩堝であって、一般的には銅で形成されている。水冷坩堝を用いて内容物（各種金属）を溶解する際には、例えば水等の冷媒により冷却しながら行われる。水冷坩堝の熱源としては、例えば、アーク、プラズマ、電子ビーム、高周波等などが用いられる。
この水冷坩堝であれば３０００℃以上の高温まで昇温できるため、パラジウムと、高融点（２０９２℃）のホウ素とを、均一に溶解することができる。
また、パラジウム−ホウ素系合金は、例えばセラミックス坩堝を使用して溶解すると坩堝成分が還元されて溶解中の合金の中に混入し３元系の合金になってしまうが、水冷坩堝であれば坩堝成分の合金への混入が起こらず、均質な２元系のパラジウム合金を製造することができる。
こうした水冷坩堝により、パラジウムとホウ素の両者が溶解過程でともに溶解し合金化が進むと固相線と液相線が同じとなる共晶点１０６５℃が融点となる。共晶点付近では凝固温度範囲が狭く、所謂「てこの原理」が働きにくいので偏析が起きにくく、繰り返し溶解することで共晶点では均一な合金が得られることとなる。
【００２２】
このとき、母合金におけるパラジウムとホウ素の割合が共晶点ピッタリとなる割合で合金化することは事実上困難で、共晶点からの若干のずれは仕方がない。鋭意実験の結果、凝固温度範囲として１１５℃程度は問題がないことが分かった。
実際に、共晶点に対して約１１５℃の凝固温度範囲を持つ、最大のホウ素量である５．５０質量％で母合金５０ｇを作成後、破砕して４ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が５．２５質量％〜５．４２質量％で最大誤差率４．５質量％だった。同様に、最小のホウ素量である２．４０質量％で母合金５０ｇを作成後、破砕して５ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が２．２９〜２．３７質量％で最大誤差率４．６質量％だった。
また、ホウ素が５．５質量％配合の母合金を使用してパラジウム−１質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が５．２５質量％だった場合、パラジウム−０．９６質量％ホウ素の合金となる。ホウ素が２．４質量％配合の母合金を使用してパラジウム−１質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が２．２９質量％だった場合、パラジウム−０．９５質量％ホウ素の合金となり、ホウ素量の０．０５質量％レベルのずれは機械的性質にほとんど影響を与えないレベルであると言える。
また、ホウ素が５．５質量％配合の母合金を使用してパラジウム−０．０３質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が５．２５質量％だった場合、パラジウム−０．０２９質量％ホウ素の合金となる。ホウ素が２．４質量％配合の母合金を使用してパラジウム−０．０３質量％ホウ素の合金となるように溶解を行ったが、実際の母合金のホウ素の分析値が２．２９質量％だった場合、パラジウム−０．０２９質量％ホウ素の合金となり、ホウ素量の０．００１質量％レベルのずれは機械的性質にほとんど影響を与えないレベルであると言える。
従って、１１５℃程度の凝固温度範囲であれば、実生産上問題のない母合金を作製することができ、ホウ素量２．４質量％〜５．５質量％の範囲であれば、安定した母合金を作製することができ、パラジウムが９４．５〜９７．６質量％であって、ホウ素が２．４〜５．５質量％の範囲で配合することができる。
【００２３】
さらに好ましくは、凝固温度範囲５０℃以下が好ましい。
実際に、共晶点に対して約５０℃の凝固温度範囲を持つ、最大のホウ素量である５．４０質量％で母合金５０ｇを作成後、破砕して４ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が５．２９質量％〜５．３５質量％で最大誤差率２．０質量％だった。同様に、最小のホウ素量が２．８０質量％で母合金を作製後、破砕して５ブロックに分け、各ブロックからサンプリングしてＩＣＰ分析を実施した結果、ホウ素の分析値が２．７４質量％〜２．７７質量％で最大誤差率２．１質量％だった。従って、５０℃程度の凝固温度範囲であれば、安定した母合金を作製することができ、ホウ素量２．８質量％〜３．９質量％、５．０質量％〜５．４質量％の範囲であれば、安定した母合金を作製することができる。
従って、パラジウムが９４．６〜９５．０質量％であって、ホウ素が５．０〜５．４質量％、パラジウムが９６．１〜９７．２質量％であって、ホウ素が２．８〜３．９質量％の範囲で配合することができる。
【００２４】
また、共晶点は、ホウ素が３．１質量％近傍と５．３質量％近傍に認められるが、好ましくは、３．１質量％近傍の共晶点を使用する方が好ましい。ホウ素が５．３質量％近傍の共晶組成はＰｄ５Ｂ２とβＢの２相でありβＢが存在する。一方、ホウ素が３．１質量％近傍の共晶組成はＰｄ固溶体とＰｄ５Ｂ２またはＰｄ３ＢあるいはＰｄ１６Ｂ３等の金属間化合物の相からなる。
ホウ素が５．３質量％近傍の共晶組成はβＢ相を含むため酸化しやすい面があるが、３．１質量％近傍の共晶組成はパラジウムを主成分とする相のみからなり酸化しにくく、また凝固温度範囲の立ち上がりが緩慢で管理がしやすく好ましい。
【００２５】
次に、第２工程において、上記第１工程により製造した母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する。
即ち、第１工程により製造した母合金に所定量のパラジウムを加えて水冷坩堝を用いて溶解し、９５．０質量％以上のパラジウムに、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素（より好ましくは０．０３〜０．３０質量％の範囲内のホウ素）を含んだ、均一組成のパラジウム合金を製造する。
【００２６】
なお、請求項１の発明において、均質な母合金を得るためにパラジウムとホウ素の共晶近傍組成の２元合金で溶解することが必要であるが、第２工程においては、第一工程で作製した母合金を含み、Ｐｄ９９０、Ｐｄ９５０等の規格化が想定される純度に合わせて、パラジウムの純度を調整するために例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｃｕ等の他元素を添加して純度調整しても良い。また、請求項２の発明のパラジウム合金においても、前記した量のパラジウムとホウ素以外に前記したような他元素を微量含んでいても良い。
【００２７】
以上のように、本発明によれば、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれることとなるので、表面のみならず内部においても加工に好適な硬度を有する、均一組成の高純度なパラジウム合金を製造することができる。
そして、このような高純度パラジウム合金であるため、例えば、指輪やネックレス等の装身具の材料として、或いは筆記具のペン先や装飾用の金輪等の部材として、広い用途で用いることができる。
また、装身具としての指輪等や、筆記具に装着する金輪等に用いる場合には、加工時に変形したり傷が付き難くなるので、変形や傷による後工程の必要性がなくなり、製造コストを抑えることができる。
また、色的にもプラチナ合金と比較して遜色ない装身具を材料費を安くして提供することができるようになる。
また、高純度を維持しているので、顧客に貴金属としての高級感を印象付けることができるとともにプラチナ合金で製造した装身具より安価に提供することができる。
【００２８】
［実施例］
以下、実施例により、本発明のパラジウム合金について具体的に説明する。
【００２９】
（実施例１〜１５）
先ず、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．４５ｇと、純度９９．９質量％以上のホウ素１．５５ｇを銅製の水冷ハース上にのせ、真空排気後、アルゴン置換したアーク炉（以下、真空置換型アーク炉という）で溶解して、ホウ素をパラジウムとホウ素の共晶点である３．１質量％含有したパラジウムとホウ素とからなる均一組成の母合金を５０ｇ製造した。
【００３０】
次に、製造した母合金０．４８０ｇ（パラジウム０．４６５ｇ、ホウ素０．０１５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４９．５２ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０３質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１とした。
【００３１】
実施例１と同様にして製造した母合金０．８１０ｇ（パラジウム０．７８５ｇ、ホウ素０．０２５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４９．１９ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０５質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例２とした。
【００３２】
実施例１と同様にして製造した母合金１．１２０ｇ（パラジウム１．０８５ｇ、ホウ素０．０３５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．８８ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０７質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例３とした。
【００３３】
実施例１と同様にして製造した母合金１．４４０ｇ（パラジウム１．３９５ｇ、ホウ素０．０４５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．５６ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０９質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例４とした。
【００３４】
実施例１と同様にして製造した母合金１．６１ｇ（パラジウム１．５６ｇ、ホウ素０．０５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４８．３９ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．１０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例５とした。
【００３５】
実施例１と同様にして製造した母合金３．２３ｇ（パラジウム３．１３ｇ、ホウ素０．１０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４６．７７ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．２０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例６とした。
【００３６】
実施例１と同様にして製造した母合金４．８４ｇ（パラジウム４．６９ｇ、ホウ素０．１５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４５．１６ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．３０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例７とした。
【００３７】
実施例１と同様にして製造した母合金６．４５ｇ（パラジウム６．２５ｇ、ホウ素０．２０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４３．５５ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．４０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例８とした。
【００３８】
実施例１と同様にして製造した母合金９．６８ｇ（パラジウム９．３８ｇ、ホウ素０．３０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４０．３２ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．６０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例９とした。
【００３９】
実施例１と同様にして製造した母合金１２．９０ｇ（パラジウム１２．５０ｇ、ホウ素０．４０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３７．１０ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．８０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１０とした。
【００４０】
実施例１と同様にして製造した母合金１６．１３ｇ（パラジウム１５．６３ｇ、ホウ素０．５０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３３．８７ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．００質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１１とした。
【００４１】
実施例１と同様にして製造した母合金１９．３５ｇ（パラジウム１８．７５ｇ、ホウ素０．６０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３０．６５ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．２０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１２とした。
【００４２】
実施例１と同様にして製造した母合金２２．５８ｇ（パラジウム２１．８８ｇ、ホウ素０．７０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム２７．４２ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．４０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１３とした。
【００４３】
実施例１と同様にして製造した母合金８．０６ｇ（パラジウム７．８１ｇ、ホウ素０．２５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３９．６９ｇと、銀２．２５ｇと、を銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．５０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１４とした。
【００４４】
実施例１と同様にして製造した母合金１６．６３ｇ（パラジウム１６．１３ｇ、ホウ素０．５０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム３１．３７ｇと、銀２．００ｇと、を銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．００質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、実施例１５とした。
【００４５】
（比較例１〜４）
純度９９．９５質量％以上のパラジウム５０ｇの板材を、比較例１とした。
【００４６】
実施例１と同様にして製造した母合金０．１６０ｇ（パラジウム０．１５５ｇ、ホウ素０．００５ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム４９．８４ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を０．０１質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、比較例２とした。
【００４７】
実施例１と同様にして製造した母合金２５．８１ｇ（パラジウム２５．０１ｇ、ホウ素０．８０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム２４．１９ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．６０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、比較例３とした。
【００４８】
実施例１と同様にして製造した母合金２９．０３ｇ（パラジウム２８．１３ｇ、ホウ素０．９０ｇを含有）と、純度９９．９５質量％以上のパラジウム２０．９７ｇを銅製の水冷ハース上にのせ真空置換型アーク炉で溶解し、ホウ素を１．８０質量％含有した均一組成のパラジウム合金５０ｇの板材を製造して、比較例４とした。
【００４９】
＜評価方法＞
（１．硬度）
実施例１〜１５及び比較例１〜４の板材について、表面の３箇所にてビッカース硬度（Ｈｖ）を測定し、その平均値を求めた。
また、各板材を切断して内部の３箇所にてビッカース硬度（Ｈｖ）を測定し、その平均値を求めた。その結果は表１に示した通りである。
【００５０】
（２．加工性）
実施例１〜１５及び比較例１〜４の板材について、圧延加工して割れが生じたか否かを目視検査し、下記のように評価した。その結果は表１に示した通りである。
割れが生じない・・・○
割れが生じた・・・×
【００５１】
（３．表面状態）
実施例１〜１５及び比較例１〜４の板材について、表面の肌荒れ状態を目視観察したが、各板材の表面状態はどれも良好で、実施例と比較例においての差はみられなかった。
【００５２】
【表１】
【００５３】
比較例１及び比較例２は、パラジウム合金の板材における表面と内部のビッカース硬度が８０Ｈｖ未満であり、例えば装飾品としての指輪の材料として用いる場合には、指輪を鋳造により製造した際に製品として傷が付き易いという問題があり、好ましくない。
比較例３及び比較例４は、硬度が硬すぎ、指輪等の製造において圧延加工した際に割れてしまうという問題があり、好ましくない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラジウム合金の製造方法であって、
パラジウム：９４．５〜９７．６質量％、ホウ素：２．４〜５．５質量％の組成割合のパラジウムとホウ素とを水冷坩堝を用いて溶解し、均一組成の母合金を製造する第１工程と、
前記第１工程により製造した前記母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する第２工程と、
を有することを特徴とするパラジウム合金の製造方法。
【請求項２】
少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだ、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれていることを特徴とするパラジウム合金。
【請求項１】
パラジウム合金の製造方法であって、
パラジウム：９４．５〜９７．６質量％、ホウ素：２．４〜５．５質量％の組成割合のパラジウムとホウ素とを水冷坩堝を用いて溶解し、均一組成の母合金を製造する第１工程と、
前記第１工程により製造した前記母合金と所定量のパラジウムとを水冷坩堝を用いて溶解し、少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだパラジウム合金を製造する第２工程と、
を有することを特徴とするパラジウム合金の製造方法。
【請求項２】
少なくとも０．０３〜１．４０質量％の範囲内のホウ素を含み、且つパラジウムを９５．０質量％以上含んだ、ホウ素が表面から内部まで均一に含まれていることを特徴とするパラジウム合金。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１８４４５０（Ｐ２０１２−１８４４５０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６２８２（Ｐ２０１１−４６２８２）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（３０３０２２８９１）株式会社パイロットコーポレーション (647)
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（３０３０２２８９１）株式会社パイロットコーポレーション (647)
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