WO1999056898A1

WO1999056898A1 - Process for producing sintered product

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Publication number: WO1999056898A1
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Inventors: Masaaki Sakata; Kenichi Shimodaira
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Filing date: 1999-05-06
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Description

明細書

発明の名称焼結体の製造方法技術分野本発明は、金属粉末を焼結してなる焼結体の製造方法に関し、より詳しくは、金属粉末を含む所定形状の成形体を製造し、この成形体に脱脂および焼結を行つて金属焼結体を製造する方法に関する。背景技術金属粉末を含む成形体を焼結して金属製品を製造するに際し、成形体の製造方法として、金属粉末と有機バインダーとを混合、混練し、この混練物を用いて射出成形する金属粉末射出成形（M I M： Metal Inj ec t i on Mold ing ) 法が知られている。

この M I M法により製造された成形体は、脱脂処理（脱バインダー処理）が施されて有機バインダ一が除去された後、焼結に供される。

ところで、 M I M法による成形体は、射出成形の成形性を確保するため、有機バインダーをある程度多く含有する必要があるが、そのために、脱脂された脱脂体は、空隙部分が多くなる。このような脱脂体を焼結すると、次のような欠点が生じる。

①焼結密度が低くなり、焼結体の空孔率が高くなる。そのため、焼結体の機械的強度が低くなる。

②比較的高い焼結温度が必要となる。そのため、焼結炉の負担が大きく、高価な設備を必要としたり、消費エネルギーが大きいといつた不利がある。

③高い寸法精度が得られない。例えば、肉厚差が大きいような成形体の場合、得られた焼結体の変形が生じ易い。従って、本発明の目的は、高密度の焼結体を得ること、あるいは、加工性に優れた、すなわち寸法精度の高い焼結体を得ることができ、また、焼結温度を低くする等焼結条件を緩和することができる焼結体の製造方法を提供することにある。発明の開示本発明は、金属粉末を含む成形体を製造する工程と、

前記成形体に対し少なくとも 1回脱脂処理する工程と、

脱脂された成形体を少なくとも 1回焼結して焼結体を得る工程とを有し、成形体を製造する工程の終了後、焼結体が完成するまでの間のいずれかのときに、成形体を加圧して圧密化することを特徴とする焼結体の製造方法である。成形体を加圧して圧密化することにより、最終的に得られる焼結体の密度を高めることや、機械的強度を高めることができ、また、寸法精度を向上することができる。そのため、高品質の金属製品を得ることができる。

前記成形体の加圧による圧密化は、前記成形体を製造する工程と、前記成形体を脱脂処理する工程との間に行うことができる。これにより、成形体の製造の際に空孔等の成形欠陥が生じても、このような成形欠陥が矯正され、良好な状態となる。従って、その後の脱脂処理および焼結を経て焼結体が製造された場合に、より高品質の金属製品を得ることができる。

この場合、加圧により圧密化された成形体に対し、焼結体が完成するまでの間、特に脱脂処理を開始するまでの間に、機械加工を施すことができる。機械加工は、加圧により圧密化された成形体に対しなされるため、未加圧の成形体に対し機械加工する場合に比べ、加工部位の形状や寸法の変動が少なく、寸法精度の向上が図れる。しかも、この機械加工は、焼結工程が完了する前に行われるため、焼結が完了した高硬度の焼結体に対し機械加工する場合に比べ、ワーク（被加工材）の硬度が低く、よって、加工を容易に行うことができ、また、加工性も優れるため、加工部位の形状や寸法をコントロールし易く、加工精度が向上する。

また、前記成形体の加圧による圧密化は、前記脱脂処理の工程の開始から終了までの間、あるいは、前記脱脂処理の工程と前記焼結体を得る工程との間に行うことができる。これにより、焼結に先立って、成形体中の空隙を減少させ、高密度化することができるので、より高密度、高機械的強度の焼結体が得られると共に、焼結温度の低減または焼結時間の短縮等、焼結条件を緩和することができるので、焼結性の向上、焼結炉等の負担の軽減が図れる。

この場合、加圧により圧密化された成形体に対し、焼結体が完成するまでの間、特に脱脂処理が完了するまでの間あるいは焼結を開始するまでの間に、機械加工を施すことができる。加圧により圧密化された成形体に機械加工を施すことは、、未加圧の成形体に対し機械加工する場合に比べ、加工部位の形状や寸法の変動が少なく、寸法精度の向上が図れる。しかも、この機械加工は、焼結工程が完了する前に行われるため、焼結が完了した高硬度の焼結体に対し機械加工する場合に比べ、ワーク（被加工材）の硬度が低く、よって、加工を容易に行うことができ、また、加工性も優れるため、加工部位の形状や寸法をコントロールし易く、加工精度が向上する。

また、前記成形体の加圧による圧密化は、前記焼結体を得る工程の開始から終了までの間に行うことができる。これにより、脱脂された成形体（仮焼結体）中の空隙を焼結過程の途中で減少させ、高密度化することができるので、より高密度、高機械的強度の焼結体が得られると共に、焼結温度の低減または焼結時間の短縮等、焼結条件を緩和することができるので、焼結性の向上、焼結炉等の負担の軽減が図れる。

この場合、加圧により圧密化された成形体に対し、焼結体が完成するまでの間に機械加工を施すことができる。加圧により圧密化された成形体（仮焼結体）に機械加工を施すことは、未加圧の成形体（脱脂体または仮焼結体）に対し機械加ェする場合に比べ、加工部位の形状や寸法の変動が少なく、寸法精度の向上が図れる。しかも、この機械加工は、焼結工程が完了する前に行われるため、焼結が完了した高硬度の焼結体に対し機械加工する場合に比べ、ワーク（被加工材）の硬度が低く、よって、加工を容易に行うことができ、また、加工性も優れるため、加工部位の形状や寸法をコントロールし易く、加工精度が向上する。

また、前記加圧は、等方的に行われるのが好ましく、特に静水圧加圧により行われるのが好ましい。これにより、簡単な方法で、成形体や焼結体の密度をより均一にすることができる。

また、加圧のための設備が簡素化できること、防水被膜に耐熱性を要求されずにすむことから、前記静水圧加圧は、常温または常温付近の温度で行われるのが好ましい。

また、前記加圧の圧力は、 1〜 1 0 O t/cm²であるのが好ましい。これにより、加圧のための設備を大規模なものとすることなく、十分な圧密化が可能となる。また、前記成形体の製造は、金属粉末射出成形により行われるのが好ましい。これにより、比較的小型のものや、複雑で微細な形状の金属焼結品をも製造することができる、また、その機械的強度も高い。

また、脱脂処理開始前の成形体中における金属粉末の含有量が 7 0〜9 8 wt % であるのが好ましい。これにより、成形体の製造時における良好な成形性の確保しつつ、成形体を焼結した際の収縮率の増大を抑制することができる。

また、前記金属粉末は、ガスアトマイズ法により製造されたものであるのが好ましい。ガスアトマイズ法により製造された金属粉末は、粒形状が球形に近く、そのため、金属粉末の粒径や加圧条件を緩和することができる。その結果、得られた焼結体の機械的強度をより高めることができる。

また、本発明は、金属粉末を含む成形体を製造する工程と、

前記成形体を加圧して圧密化する工程と、

前記加圧がなされた成形体に対し少なくとも 1回脱脂処理する工程と、脱脂された成形体を少なくとも 1回焼結して焼結体を得る工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法である。

成形体を加圧して圧密化する工程を有することにより、最終的に得られる焼結体の密度を高めることや、機械的強度を高めることができ、また、寸法精度を向上することができる。そのため、高品質の金属製品を得ることができる。特に、成形体の製造の際に空孔等の成形欠陥が生じても、成形体の加圧によりこのような成形欠陥が矯正され、良好な状態となる。従って、その後の脱脂処理および焼結を経て焼結体が製造された場合に、より高品質の金属製品を得ることができる。この場合、前記成形体を加圧して圧密化する工程と、前記成形体に脱脂処理する工程との間に、成形体に対し機械加工を施すことができる。機械加工は、加圧により圧密化された成形体に対しなされるため、未加圧の成形体に対し機械加工する場合に比べ、加工部位の形状や寸法の変動が少なく、寸法精度の向上が図れる。しかも、この機械加工は、完成した高硬度の焼結体に比べて硬度がはるかに低い成形体に対しなされるため、加工を容易に行うことができ、また、加工性も優れるため、加工部位の形状や寸法をコントロールし易く、加工精度が向上する。また、本発明は、金属粉末を含む成形体を製造する工程と、

前記成形体に対し第 1の脱脂処理を施す工程と、

前記成形体を加圧して圧密化する工程と、

前記加圧がなされた成形体に対し第 2の脱脂処理を施す工程と、

脱脂がなされた成形体を少なくとも 1回焼結して焼結体を得る工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法である。

成形体を加圧して圧密化する工程を有することにより、最終的に得られる焼結体の密度を高めることや、機械的強度を高めることができ、また、寸法精度を向上することができる。そのため、高品質の金属製品を得ることができる。特に、焼結に先立って、成形体中の空隙を減少させ、高密度化することができるので、より高密度、高機械的強度の焼結体が得られると共に、焼結温度の低減または焼結時間の短縮等、焼結条件を緩和することができるので、焼結性の向上、焼結炉等の負担の軽減が図れる。

この場合、前記成形体を加圧して圧密化する工程と、前記成形体に対し第 2の脱脂処理を施す工程との間に、成形体に対し機械加工を施すことができる。加圧により圧密化された成形体に機械加工を施すことは、未加圧の成形体に対し機械加工する場合に比べ、加工部位の形状や寸法の変動が少なく、寸法精度の向上が図れる。しかも、この機械加工は、焼結工程前に行われるため、高硬度の焼結体に対し機械加工する場合に比べ、ワーク（被加工材）の硬度が低く、よって、加ェを容易に行うことができ、また、加工性も優れるため、加工部位の形状や寸法をコントロールし易く、加工精度が向上する。

前記成形体に対し少なくとも 1回脱脂処理する工程と、

脱脂された成形体を仮焼結する工程と、仮焼結された仮焼結体を加圧して圧密化する工程と、

加圧された仮焼結体をさらに焼結して本焼結する工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法である。

仮焼結体を加圧して圧密化する工程を有することにより、仮焼結体中の空隙を減少させ、高密度化することができるので、最終的に、より高密度、高機械的強度の焼結体が得られると共に、焼結温度の低減または焼結時間の短縮等、焼結条件を緩和することができるので、焼結性の向上、焼結炉等の負担の軽減が図れる。この場合、前記仮焼結体を加圧して圧密化する工程と、前記本焼結をする工程との間に、加圧された仮焼結体に対し機械加工を施すことができる。加圧により圧密化された仮焼結体に機械加工を施すことは、未加圧の成形体（脱脂体または仮焼結体）に対し機械加工する場合に比べ、加工部位の形状や寸法の変動が少なく、寸法精度の向上が図れる。しかも、この機械加工は、焼結工程が完了する前、すなわち本焼結する前に行われるため、本焼結された高硬度の焼結体に対し機械加工する場合に比べ、ワーク（被加工材）の硬度が低く、よって、加工を容易に行うことができ、また、加工性も優れるため、加工部位の形状や寸法をコント口ールし易く、加工精度が向上する。

また、前記成形体の仮焼結は、少なくとも金属粉末同士の接点が拡散結合した状態となるまで行われるのが好ましい。これにより、形状安定性が増し、以後の加圧による圧密化の工程や機械加工の工程において、成形体（仮焼結体）の崩壊、欠損、ひび割れ等の欠陥の発生をより確実に防止することができ、ハンドリング性が向上する。図面の簡単な説明図 1は、本発明の焼結体の製造方法の第 1実施形態を示す工程図である。

図 2は、本発明の焼結体の製造方法の第 2実施形態を示す工程図である。

図 3は、成形体製造時における成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 4は、加圧後の成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。図 5は、脱脂後の成形体（脱脂体）の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 6は、焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 7は、第 2実施形態における機械加工後の成形体の断面構造（内部金属組織 ) を示す模式図である。

図 8は、第 2実施形態における脱脂後の成形体（脱脂体）の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 9は、第 2実施形態における焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 1 0は、本発明の焼結体の製造方法の第 3実施形態を示す工程図である。図 1 1は、本発明の焼結体の製造方法の第 4実施形態を示す工程図である。図 1 2は、本発明の焼結体の製造方法の第 5実施形態を示す工程図である。図 1 3は、本発明の焼結体の製造方法の第 6実施形態を示す工程図である。図 1 4は、成形体製造時における成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 1 5は、脱脂後の成形体（脱脂体）の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 1 6は、加圧後の成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。図 1 7は、焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 1 8は、第 4および第 6実施形態における第 1の脱脂処理後の成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 1 9は、第 4および第 6実施形態における加圧後の成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 2 0は、第 5実施形態における機械加工後および第 6実施形態における第 2 の脱脂処理後の成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 2 1は、第 5および第 6実施形態における焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 2 2は、第 6実施形態における機械加工後の成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。図 2 3は、本発明の焼結体の製造方法の第 7実施形態を示す工程図である。図 2 4は、本発明の焼結体の製造方法の第 8実施形態を示す工程図である。図 2 5は、成形体製造時における成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 2 6は、脱脂後の成形体（脱脂体）の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 2 7は、仮焼結後の仮焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 2 8は、加圧された仮焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 2 9は、本焼結後の焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。図 3 0は、第 8実施形態における機械加工後の仮焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。

図 3 1は、第 8実施形態における本焼結後の焼結体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の焼結体の製造方法について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

第 1実施形態

図 1は、本発明の焼結体の製造方法の第 1実施形態を示す工程図、図 3ないし図 6は、それぞれ、各工程における成形体等の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。以下、焼結体の製造方法の第 1実施形態について、各図を参照しつつ説明する。

[ 1 A] 成形体の製造

成形体の製造方法は、特に限定されず、通常の圧粉成形等によるものでもよい力本発明では、金属粉末射出成形（M I M) 法により製造されたものが好ましい。この金属粉末射出成形法は、比較的小型のものや、複雑で微細な形状の金属焼結品を製造することができ、また、その機械的強度も高いという利点を有するので、本発明を適用する上でその効果が有効に発揮され、好ましい。

以下、 M I M法による成形体の製造について説明する。

まず、金属粉末と結合材（有機バインダー）とを用意し、これらを混練機により混練し、混練物（コンパウンド）を得る。

金属粉末を構成する金属材料（以下単に「金属材料」と言う）としては、特に限定されず、例えば、 Fe、 N i、 Co、 C r、 Mn、 Zn、 P t、 Au、 Ag、 Cu、 Pd、 A l、 W、 T i、 V、 Mo、 Nb、 Z r、 P r、 Nd、 Sm等のうちの少なくとも 1種、あるいはこれらのうちの少なくとも 1種を含む（主とする ) 合金が挙げられる。

特に、本発明では、加工性の向上が図れることから、最終的に得られる焼結体の金属材料が比較的高硬度あるいは難加工性のものとなるようなものが好ましい。その具体例としては、ステンレス鋼（例えば、 SUS 304、 SUS 316、 S US 317、 SUS 329 J 1 , SUS 410, SUS 430、 SUS440、 S US 630)、ダイス鋼、高速度工具鋼等に代表される F e系合金、 T iまたは T i系合金、 Wまたは W系合金、 C o系超硬合金、 N i系サーメット等が挙げられる。

また、金属粉末の平均粒径は、特に限定されないが、通常は 50 以下が好ましく、 0. 1〜40 / m程度がより好ましい。平均粒径が大き過ぎると、他の条件によっては、焼結密度の向上が不十分となることがある。

なお、金属粉末の製造方法は、特に限定されず、例えば水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、還元法、カルボニル法、粉砕法により製造されたものを用いることができる。

結合材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン一酢酸ビニル共重合体などのポリオレフイン、ポリメチルメタクリレート、ポリプチルメ夕クリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ボリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、またはこれらの共重合体等の各種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸（例：ステアリン酸）、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられ、これらのうちの 1種または 2種以上を混合して用いることができる。

また、さらに可塑剤が添加されていてもよい。この可塑剤としては、例えば、フ夕ル酸エステル（例： D O P、 D E P、 D B P )、アジピン酸エステル、卜リメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの 1種または 2種以上を混合して用いることができる。

なお、前記混練に際しては、前記金属粉末、結合材、可塑剤の他に、例えば、潤滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物を必要に応じ添加することができる。

混練条件は、用いる金属粉末の金属組成や粒径、結合材、添加剤の組成およびその配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、混練温度： 2 0〜 2 0 0 程度、混練時間： 2 0〜2 1 0分程度とすることができる。混練物は、必要に応じ、ペレツ卜（小塊）化される。ペレットの粒径は、例えば、 1〜 1 O m m程度とされる。

次に、前記で得られた混練物または該混練物より造粒されたペレットを用いて、射出成形機により射出成形し、所望の形状、寸法の成形体を製造する。この場合、成形金型の選択により、複雑で微細な形状の成形体をも容易に製造することがでさる。

なお、製造される成形体の形状、寸法は、以後の脱脂および焼結による成形体の収縮分を見込んで決定される。

射出成形の成形条件としては、用いる金属粉末の金属組成や粒径、結合材の組成およびその配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、材料温度が好ましくは 2 0〜 2 0 0 程度、射出圧力が好ましくは 3 0〜 1 5 0 kgf/cm² 程度とされる。

このようにして得られた成形体 1の断面構造は、図 3に示すように、結合材 1 0中に、金属粉末 2 0と空孔 3 0とがほぼ均一に分散した状態となっている。

[ 2 A] 成形体の加圧

以上のようにして製造された成形体に対し圧力を加え、圧密化する。加圧の方法としては、特に限定されず、例えば、圧延、プレスのような成形体に対し特定の方向に加圧する方法や、静水圧加圧のような成形体に対し等方的に加圧する方法が挙げられるが、後者の方法が好ましく、特に静水圧加圧が好ましレ^ 以下、この静水圧加圧について説明する。

静水圧加圧としては、常温または常温付近の温度（例えば 5 ~ 6 0 t:) で加圧される C I P (Cold Isos tat i c press) と、加熱下（例えば 8 0 ^以上）で加圧される H I P (Hot Isos tat ic press ) とがある力^ 設備が簡素なことから前者が好ましい。また、特に三次元形状、複雑な形状の成形体に対しては、後述する被膜に耐熱性を要求されないこと等から、前者が好ましい。

静水圧加圧の具体的な方法としては、成形体の表面を液体遮断性のある被膜（図示せず）で覆い、これを静水圧加圧装置に装填し、静水圧加圧を施す。 C I P の場合、被膜としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴムのようなゴム材料を用いることができる。この被膜は、例えばデイツビングにより形成することができる。

静水圧加圧（等方的加圧）の圧力は、特に限定されないが、 l〜 1 0 0 t/cm² 程度であるのが好ましく、 3〜8 0 t/cm² 程度であるのがより好ましい。この圧力が低過ぎると、十分な効果（圧密化による空孔率の低減）が期待できない場合があり、また、圧力を前記上限値よりさらに高くしても、効果の向上が見られず、また、大型の装置が必要となり設備が高価になるという問題を生ずる。

このようにして得られた加圧後の成形体 1 aは、成形欠陥が矯正され、良好な状態となる。すなわち、加圧後の成形体 1 aの断面構造は、図 4に示すように、加圧により空孔 3 0内の気体が排出されて除去されるかまたは減少し、高密度化される。そして、加圧後の成形体 2は、加圧により金属粉末 2 0の分散性が向上し、結合材 1 0中に金属粉末 2 0がほぼ均一に分散した状態となる。

この場合、加圧後、脱脂処理開始前の成形体 1 a中の金属粉末の含有量は、 7 0〜9 8 wt %程度であるのが好ましく、 8 2〜9 8 wt %程度であるのがより好ましい。 7 0 wt %未満では、成形体 1 aを焼結した際の収縮率が増大し、寸法精度が低下し、また、焼結体における空孔率ゃ含有 C量が増大する傾向を示す。また、 9 8 wt %を超えると、相対的に結合材 1 0の含有量が減るので、成形時における流動性が乏しくなり、射出成形が不能または困難となるか、あるいは成形体の組成が不均一となる。

なお、成形体 1 aの表面の被膜は、加圧後、これを剥離除去してもよいが、通常は、以後の脱脂処理または焼結における熱により消失させることができるので、別途被膜除去工程を設けなくてもよい。

[ 3 A] 成形体の脱脂処理

前記工程 [ 2 A] で得られた加圧後成形体に対し、脱脂処理（脱バインダー処理）を施す。

この脱脂処理としては、非酸化性雰囲気、例えば真空または減圧状態下（例えば 1 X 1 0―¹〜 1 X 1 0— ⁶ Torr )、あるいは窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で、熱処理を行うことによりなされる。

この場合、熱処理条件としては、好ましくは温度 1 5 0〜7 5 0 程度で 0 . 5〜4 0時間程度、より好ましくは温度 2 5 0〜6 5 0 程度で 1〜2 4時間程度とされる。

また、このような熱処理による脱脂は、種々の目的（例えば脱脂時間の短縮の目的）で、複数の工程（段階）に分けて行われてもよい。この場合、例えば、前半を低温で、後半を高温で脱脂処理するような方法や、低温と高温を繰り返し行う方法が挙げられる。例えば、後述する工程 [ 2 D ] および工程 [ 4 D] と同様の工程を経て脱脂処理を完了することができる。

なお、この脱脂処理は、結合材ゃ添加剤中の特定成分を所定の溶媒（液体、気体）を用いて溶出させることにより行ってもよい。

このようにして得られた脱脂体（ブラウンボディ一） 2の断面構造は、図 5に示すように、結合材 1 0が存在していた部分が空隙 4 0となる。

[ 4 Α] 成形体の焼結

以上のようにして得られた成形体（脱脂体 2 ) を焼結炉で焼成して焼結し、金属焼結体を製造する。

図 6に示すように、焼結により金属粉末 2 0が拡散、粒成長し、結晶粒 5 0となる。この場合、空隙 4 0は消滅し、全体として緻密な、すなわち高密度、低空孔率の焼結体 4が得られる。焼結における焼結温度は、例えば、金属組成が Feまたは Fe系合金の場合、好ましくは 950〜 1400で程度、より好ましくは 1 100〜 1350 程度とされ、 T iまたは Tし系合金の場合、好ましくは 900〜 1350で程度、より好ましくは 1000〜 1300 程度とされ、 Wまたは W系合金の場合、好ましくは 1100〜： L 600で程度、より好ましくは 1200〜 150 程度とされる。

焼結温度は、高いほど焼結時間の短縮にとって有利であるが、焼結温度が高すぎると、焼結炉ゃ焼結治具への負担が大きく、消耗等によりその寿命が短くなる。本発明では、前記工程 [2A] を設けているため、加圧により生じた内部応力を解除するために金属の拡散がより低い温度から発現し、よって、焼結温度を下げることまたは焼結時間を短縮することができ、有利である。焼結温度が低いということは、焼結性の向上に寄与し、その結果、従来合金化が困難であった金属組成のものも、容易に可能となる。

なお、焼結温度は、前述した範囲内または範囲外で、経時的に変動（上昇または下降）してもよい。

焼結時間は、前述したような焼結温度の場合、好ましくは 0. 5〜 8時間程度、より好ましくは 1〜 5時間程度とされる。

また、焼結雰囲気は、水素を含まない非酸化性雰囲気とされるのが好ましい。これにより、焼結時の安全性が向上するとともに、焼結体の空孔率の低減に寄与する。

好ましい焼結雰囲気としては、 1 X 10— ² Torr以下（より好ましくは 1 X 1 0一²〜 1 X 10—⁶ Torr ) の減圧（真空）下、または 1〜760 Torrの窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気であるのが好ましい。

なお、焼結雰囲気は、焼結の途中で変化してもよい。例えば、最初に I X 10 一²〜 I X 10— ⁶ Torr の減圧（真空）下とし、途中で前記のような不活性ガスに切り替えることができる。

以上のような条件で焼結を行うことにより、さらなる空孔率の低減、すなわち焼結体の高密度化に寄与するとともに、高い寸法精度が得られ、また、焼結の効率が良く、より短い焼結時間で焼結を行うことができ、焼結作業の安全性も高く、生産性も向上する。

また、焼結は、 2段階またはそれ以上で行ってもよい。例えば、焼結条件の異なる第 1の焼結と第 2の焼結とを行うことができる。この場合、第 2の焼結の焼結温度を、第 1の焼結の焼結温度より高い温度とすることができる。これにより、焼結の効率がさらに向上し、空孔率の更なる低減を図ることができる。

ここで言う第 1の焼結、第 2の焼結は、それぞれ、後述する工程 [3G]、工程 [5G] と同様とすることができる。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1A] の前工程、工程 [1A ] 〜 [4A] の間に存在する中間工程、または工程 [4A] の後工程が存在していてもよい。

第 2実施形態

図 2は、本発明の焼結体の製造方法の第 2実施形態を示す工程図、図 7ないし 9は、それぞれ、機械加工後の各工程における成形体等の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。この第 2実施形態は、成形体の加圧後、機械加工を施すものであり、その他は、前記第 1実施形態と同様である。以下、各図を参照しつつ説明する。

[1 B] 成形体の製造

前記工程 [1A] と同じ（図 3参照）。

[2 B] 成形体の加圧

前記工程 [2A] と同じ（図 4参照）。

[3B] 機械加工

加圧後の成形体 1 aに対し、所定の機械加工を施す。機械加工としては、例えば図 7に示すような孔あけ加工や、切削加工、研削加工、研磨加工、プレス抜き加工等が挙げられ、これらのうちの 1種または 2種以上を組み合わせて行うことができる。

成形体 l aは、焼結体に比べて硬度がはるかに低いため、金属組成にかかわらず、このような機械加工を容易に行うことができる。すなわち、加工性に優れている。従って、孔 5を形成する等に際しても、その形状や寸法をコントロールし易く、寸法精度が向上する。また、焼結体に対し加工を行う場合に比べ、複雑で微細な形状の加工にも有利である。

また、加圧後の成形体 l a、すなわち圧密化され、金属粉末の分散性が向上した成形体 1 aに対し機械加工（孔あけ加工）するので、未加圧の成形体に対し機械加工する場合に比べ、完成した焼結体 4における孔 5の形状、寸法の変動が少なく、特に孔 5の内径や深さに関する寸法誤差が小さくなり、寸法精度が向上する。

なお、成形体 1 aに形成する孔 5の寸法は、以後の脱脂および焼結による成形体の収縮分を見込んで決定される。

以上のような内容は、孔あけ加工以外の機械加工についても同様である。なお、このような機械加工は、下記工程 [4B] の途中（例えば、前記中間脱脂と最終脱脂の間）、工程 [4B] と工程 [5B] の間、または工程 [5B] の途中（例えば、前記第 1の焼結と第 2の焼結の間）で行ってもよい。

C4B] 成形体の脱脂処理

前記工程 [3A] と同じ（図 8参照）。

[5B] 成形体の焼結

前記工程 [4A] と同じ（図 9参照)。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1 B] の前工程、工程 [1 B ] 〜 [5B] の間に存在する中間工程、または工程 [5B] の後工程が存在していてもよい。

第 3実施形態

図 10は、本発明の焼結体の製造方法の第 3実施形態を示す工程図、図 14ないし図 17は、それぞれ、各工程における成形体等の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。以下、焼結体の製造方法の第 3実施形態について、各図を参照しつつ説明する。

[1 C] 成形体の製造

前記工程 [1A] と同じ（図 14参照)。

得られた成形体 1の断面構造は、図 14に示すように、結合材 10中に、金属粉末 20と空孔 30とがほぼ均一に分散した状態となっている。

成形体 1中の金属粉末の含有量は、 70〜98 wt%程度であるのが好ましく、 82~98wt%程度であるのがより好ましい。 70wt%未満では、成形体を焼結した際の収縮率が増大し、寸法精度が低下し、また、焼結体における空孔率ゃ含有 C量が増大する傾向を示す。また、 98wt%を超えると、相対的に結合材 10 の含有量が減るので、成形時における流動性が乏しくなり、射出成形が不能または困難となるか、あるいは成形体の組成が不均一となる。

[2C] 成形体の脱脂処理

前記工程 [1 C] で得られた成形体に対し、脱脂処理（脱バインダー処理）を施す。

この脱脂処理としては、非酸化性雰囲気、例えば真空または減圧状態下（例えば 1 X 10―¹〜 1 X 10— ⁶ Torr )、あるいは窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で、熱処理を行うことによりなされる。

この場合、脱脂処理の条件としては、好ましくは温度 150〜75 Ot:程度で 0. 5〜40時間程度、より好ましくは温度 250〜650で程度で 1〜24時間程度とされる。

また、このような熱処理による脱脂は、複数の工程（段階）に分けて行われてもよいこと、熱処理以外の他の方法で行われてもよいことは、前記工程 [3A] で述べたのと同様である。

このようにして得られた脱脂体 2の断面構造は、図 15に示すように、結合材 10が存在していた部分が空隙 40となる。

[3 C] 成形体の加圧

前記工程 [2C] で得られた脱脂処理終了後の成形体（脱脂体 2) に対し圧力を加え、圧密化する。

加圧の方法としては、特に限定されず、例えば、圧延、プレスのような成形体に対し特定の方向に加圧する方法や、静水圧加圧のような成形体に対し等方的に加圧する方法が挙げられるが、後者の方法が好ましく、特に静水圧加圧が好ましレ静水圧加圧の種類、具体的な方法、圧力等については、前記工程 [2A] で述べたものと同様である。

加圧後の成形体 3の断面構造は、図 16に示すように、加圧により圧縮されて高密度化され、金属粉末 20間の空隙 40が大幅に減少する。加圧の条件等によつては、空隙 40がほとんど残存しない程度とすることもできる。

なお、成形体 3の表面の被膜は、加圧後、これを剥離除去してもよいが、通常は、以後の焼結における熱により消失させることができるので、別途被膜除去ェ程を設けなくてもよい。

[4C] 成形体の焼結

以上のようにして得られた脱脂および加圧後の成形体 3を焼結炉で焼成して焼結し、金属焼結体を製造する。

図 17に示すように、焼結により金属粉末 20が拡散、粒成長し、結晶粒 50 となる。この場合、空隙 40は消滅し、全体として緻密な、すなわち高密度、低空孔率の焼結体 4が得られ。特に、焼結前の成形体は、加圧により空隙 40が大幅に減少されているため、加圧を施さない場合に比べ、より高密度、低空孔率の焼結体 4が得られる。

焼結温度、焼結時間、焼結雰囲気、焼結回数等の焼結条件についておよびそれによる作用 ·効果は、前記工程 [4A] で述べたのと同様である。

焼結温度は、高いほど焼結時間の短縮にとって有利であるが、焼結温度が高すぎると、焼結炉ゃ焼結治具への負担が大きく、消耗等によりその寿命が短くなる。本発明では、前記工程 [3C] を設けているため、金属粉末 20同士が接触しており、加圧により生じた内部応力を解除するために金属の拡散がより低い温度から発現し、よって、焼結温度を下げることまたは焼結時間を短縮することができ、有利である。焼結温度が低いということは、焼結性の向上に寄与し、その結果、従来合金化が困難であつた金属組成のものも、容易に可能となる。

焼結温度は、前述した範囲内または範囲外で、経時的に変動（上昇または下降）してもよい。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1 C] の前工程、工程 [1 C] 〜 [4C] の間に存在する中間工程、または工程 [4C] の後工程が存在していてもよい。例えば、工程 [1 C] と工程 [2C] との間に、成形体を加圧するェ程があってもよい。

第 4実施形態

図 1 1は、本発明の焼結体の製造方法の第 4実施形態を示す工程図、図 18および図 19は、それぞれ、第 1の脱脂処理後および加圧後における成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。この第 4実施形態は、脱脂処理の途中で成形体の加圧を行うものであり、その他は、前記第 3実施形態と同様である。以下、各図を参照しつつ説明する。

[1D] 成形体の製造

前記工程 [1 C] と同じ（図 14参照)。

なお、金属粉末の製造方法としてアトマイズ法を採用する場合、本実施形態では、特にガスアトマイズ法により製造された金属粉末に適している。その理由は、後に詳述する。

[2D] 成形体の第 1の脱脂処理（中間脱脂）

前記工程 [1D] で得られた成形体に対し、脱脂処理（脱バインダー処理）を施す。この脱脂処理は、少なくとも 2度に分けて行われ、本工程では、初回の脱脂処理を行う。

この第 1の脱脂処理としては、非酸化性雰囲気、例えば真空または減圧状態下 (例えば 1 X 10―¹〜 1 X 10— ⁶ Torr ), あるいは窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で、熱処理を行うことによりなされる。

この場合、脱脂処理の条件としては、好ましくは温度 150〜550で程度で 0. 5〜 30時間程度、より好ましくは温度 250〜45 Ot:程度で 1〜20時間程度とされる。

なお、この脱脂処理は、他の方法、例えば、結合材ゃ添加剤中の特定成分を所定の溶媒（液体、気体）を用いて溶出させることにより行ってもよい。

このようにして得られた成形体 2 aの断面構造は、図 18に示すように、結合材 10を一部残した状態となり、結合材 10が除去された部分が空隙 40となる。なお、結合材 10の残存率（結合材 10の全体量に対する残存量の割合）は、特に限定されず、例えば 10〜95%程度、特に 30〜80 %とすることができる。

[3D] 成形体の加圧

前記工程 [2D] で得られた中間脱脂処理終了後の成形体 2 aに対し圧力を加え、圧密化する。加圧方法、加圧温度、圧力等については、前記工程 [ 3 C ] と同様である。結合材 1 0の一部が残存し、これにより金属粉末 2 0同士が結合された状態の成形体 2 aに対し加圧するため、加圧に際し、成形体 2 aの崩壊、欠損、ひび割れ等の欠陥をより確実に防止することができる。

また、そのため、成形体に関する条件や加圧の条件の範囲を広くとることができる。例えば、ガスアトマイズ法により製造された金属粉末は、その粒形状が球形に近く、水ァ卜マイズ法により製造された金属粉末に比べ表面に凹凸が少ない (金属粉末同士の結合力が弱い）ので、脱脂処理終了後に加圧する前記第 3実施形態により製造する場合には、加圧時の前記欠陥を防止するために、金属粉末の粒径分布を比較的広くするか、あるいは加圧に際しての圧力等の条件を適度に調整する必要があるが、第 4実施形態では、前述したように、加圧時の成形体 2 a の欠陥発生を防止する効果が高いので、このような金属粉末の粒径や加圧条件を緩和すること、すなわちより広い範囲で選択することができる。その結果、得られた焼結体の機械的特性をより向上させることもできる。このような理由から、第 4実施形態は、ガスアトマイズ法により製造された金属粉末を用いる場合に、有用性が高い。

なお、水ァ卜マイズ法やその他の方法により製造された金属粉末を用いる場合でも、同様の利点が得られ、これを用いてもよいことは、言うまでもない。加圧後の成形体 2 bの断面構造は、図 1 9に示すように、加圧により圧縮されて高密度化され、金属粉末 2 0間の空隙 4 0が大幅に減少する。加圧の条件等によっては、空隙 4 0がほとんど残存しない程度とすることもできる。また、金属粉末 2 0間には、中間脱脂処理で除去されなかった結合材 1 0が残存している。なお、成形体 2 bの表面の被膜は、加圧後、これを剥離除去してもよいが、通常は、以後の第 2の脱脂処理または焼結における熱により消失させることができるので、別途被膜除去工程を設けなくてもよい。

[ 4 D] 成形体の第 2の脱脂処理（最終脱脂）

前記工程 [ 3 D] で得られた成形体 2 bに対し、 2回目（最終回）の脱脂処理を行う。

この第 2の脱脂処理としては、非酸化性雰囲気、例えば真空または減圧状態下 (例えば 1 X 10―¹〜 1 X 10— ⁶ Torr )、あるいは窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で、熱処理を行うことによりなされる。

この場合、脱脂処理の条件としては、好ましくは温度 250〜 750 程度で 0. 5〜 30時間程度、より好ましくは温度 300〜 650 程度で 1〜 20時間程度とされる。

脱脂方法、脱脂の雰囲気、脱脂温度、脱脂時間等の各条件は、それぞれ、前記第 1の脱脂処理と同一でも、異なっていてもよいが、より良好な脱脂を行うために、脱脂温度は、第 1の脱脂処理に比べて高く設定するのが好ましい。

また、第 2の脱脂処理は、複数の工程（段階）に分けて行われてもよい。なお、この脱脂処理は、他の方法、例えば、結合材ゃ添加剤中の特定成分を所定の溶媒（液体、気体）を用いて溶出させることにより行ってもよい。

このようにして得られた脱脂体の断面構造は、図 16に示すように、一部残存していた結合材 10が除去され、空隙 40となる。し力 ^し、既に加圧により圧縮されているため、この空隙 40の体積は少ない。

[5D] 成形体の焼結

以上のようにして得られた脱脂体を焼結炉で焼成して焼結し、金属焼結体を製造する。

各焼結条件、作用 ·効果、焼結体の断面構造（図 17参照）等は、前記工程 [4 A]、 [4 C] で述べたのと同様である。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1D] の前工程、工程 [1D] 〜 [5D] の間に存在する中間工程、または工程 [5D] の後工程が存在していてもよい。例えば、工程 [ID] と工程 [2D] との間に、成形体を加圧するェ程があったり、工程 [4D] と工程 [5D] との間に、成形体を加圧する工程があったりしてもよい。

第 5実施形態

図 12は、本発明の焼結体の製造方法の第 5実施形態を示す工程図、図 20および図 21は、それぞれ、機械加工後の各工程における成形体等の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。この第 5実施形態は、成形体の加圧後、機械加工を施すものであり、その他は、前記第 3実施形態と同様である。以下、各図を参照しつつ説明する。

[1 E] 成形体の製造

前記工程 [1 C] と同じ（図 14参照）。

[2E] 成形体の脱脂処理

前記工程 [2C] と同じ（図 15参照)。

[3E] 成形体の加圧

前記工程 [3C] と同じ（図 16参照）。

[4E] 機械加工

加圧後の成形体に対し、所定の機械加工を施す。機械加工の種類としては、例えば図 20に示すような孔あけ加工や、切削加工、研削加工、研磨加工、プレス抜き加工等が挙げられ、これらのうちの 1種または 2種以上を組み合わせて行うことができる。

焼結前の成形体（脱脂体）は、焼結体に比べて硬度が低いため、金属組成にかかわらず、このような機械加工を容易に行うことができる。すなわち、加工性に優れている。従って、孔 5を形成する等に際しても、その形状や寸法をコント口ールし易く、寸法精度が向上する。また、焼結体に対し加工を行う場合に比べ、複雑で微細な形状の加工にも有利である。

また、脱脂後および加圧後の成形体は、圧密化され、金属粉末の分散性が向上しているので、このような成形体に対し機械加工（孔あけ加工）を施す場合、脱脂前の成形体や未加圧の成形体に対し機械加工する場合に比べ、完成した焼結体 4における孔 5の形状、寸法の変動が少なく、特に孔 5の内径や深さに関する寸法誤差が小さくなり、寸法精度が向上する。

なお、成形体に形成する孔 5の寸法は、以後の焼結による成形体の収縮分を見込んで決定される。

以上のような内容は、孔あけ加工以外の機械加工についても同様である。なお、このような機械加工は、下記工程 [5E] の途中、例えば、焼結を複数回に分けて行う場合の前記第 1の焼結（仮焼結）と第 2の焼結（本焼結）の間で行ってもよい。

[5 E] 成形体の焼結前記工程 [4C] と同じ（図 21参照）。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1 E] の前工程、工程 [1E] 〜 [5E] の間に存在する中間工程、または工程 [5E] の後工程が存在していてもよい。例えば、工程 [1 E] と工程 [2E] との間に、成形体を加圧するェ程があったり、工程 [4E] と工程 [5E] との間に、成形体を加圧する工程があったりしてもよい。

第 6実施形態

図 13は、本発明の焼結体の製造方法の第 6実施形態を示す工程図、図 22は、機械加工を施した際の成形体の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。この第 6実施形態は、成形体の加圧後、特に成形体の加圧後第 2の脱脂処理前に、機械加工を施すものであり、その他は、前記第 4実施形態と同様である。以下、各図を参照しつつ説明する。

[1 F] 成形体の製造

前記工程 [1D] と同じ（図 14参照)。

[2F] 成形体の第 1の脱脂処理（中間脱脂）

前記工程 [2D] と同じ（図 18参照）。

[3 F] 成形体の加圧

前記工程 [3D] と同じ（図 19参照）。

[4F] 機械加工

加圧後の成形体に対し、所定の機械加工を施す（図 22参照）。機械加工の種類としては、前記工程 [4E] で述べたのと同様のものが挙げられる。

焼結前の成形体は、焼結体に比べて硬度が低いため、金属組成にかかわらず、このような機械加工を容易に行うことができる。すなわち、加工性に優れている。従って、孔 5を形成する等に際しても、その形状や寸法をコントロールし易く、寸法精度が向上する。また、焼結体に対し加工を行う場合に比べ、複雑で微細な形状の加工にも有利である。

また、中間脱脂処理後および加圧後の成形体は、圧密化され、金属粉末の分散性が向上しているので、このような成形体に対し機械加工（孔あけ加工）を施す場合、脱脂処理開始前の成形体や未加圧の成形体に対し機械加工する場合に比べ、完成した焼結体 4における孔 5の形状、寸法の変動が少なく、特に孔 5の内径や深さに関する寸法誤差が小さくなり、寸法精度が向上する。

また、図 22に示すように、結合材 10の一部が残存し、これにより金属粉末 20同士が結合された状態の成形体 2 bに対し機械加工を施すため、機械加工の際に、振動や衝撃等により成形体 2 bに崩壊、欠損、ひび割れ等の欠陥が生じることをより確実に防止することができる。

以上のような内容は、孔あけ加工以外の機械加工についても同様である。なお、このような機械加工は、下記工程 [5F] と工程 [6 F] の間、または下記工程 [6 F] の途中、例えば、焼結を複数回に分けて行う場合の前記第 1の焼結（仮焼結）と第 2の焼結（本焼結）の間で行ってもよい。

[5F] 成形体の第 2の脱脂処理（最終脱脂）

前記工程 [4D] と同じ。

なお、得られた成形体 3の断面構造は、図 20に示すように、一部残存していた結合材 10が除去され、空隙 40となる。しかし、既に加圧により圧縮されているため、この空隙 40の体積は少ない。

また、機械加工による加工部位、すなわち孔 5の変形等も極めて少なく、高い加工精度が維持される。

[6 F] 成形体の焼結

前記工程 [5D] と同じ（図 21参照)。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1 F] の前工程、工程 [1 F] 〜 [6F] の間に存在する中間工程、または工程 [6 F] の後工程が存在していてもよい。例えば、工程 [1 F] と工程 [2 F] との間に、成形体を加圧するェ程があったり、工程 [4F] と工程 [5F] との間に、成形体を加圧する工程があったり、工程 [5 F] と工程 [6 F] との間に、脱脂済の成形体を加圧するェ程があったりしてもよい。

第 7実施形態

図 23は、本発明の焼結体の製造方法の第 7実施形態を示す工程図、図 25ないし図 2 9は、それぞれ、各工程における成形体等の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。以下、焼結体の製造方法の第 7実施形態について、各図を参照しつつ説明する。

[ 1 G] 成形体の製造

前記工程 [ 1 A] と同じ（図 2 5参照）。

得られた成形体 1の断面構造は、図 2 5に示すように、結合材 1 0中に、金属粉末 2 0と空孔 3 0とがほぼ均一に分散した状態となっている。

成形体 1中の金属粉末の好ましい含有量およびその理由は、前記工程 [ 1 C ] で述べたのと同様である。

[ 2 G] 成形体の脱脂処理

前記工程 [ 1 C ] と同じ（図 2 6参照）。

得られた脱脂体 2の断面構造は、図 2 6に示すように、結合材 1 0が存在していた部分が空隙 4 0となる。

[ 3 G] 仮焼結（一次焼結）

以上のようにして得られた脱脂体 2に対し、焼結炉で焼成して仮焼結する。この仮焼結は、少なくとも金属粉末 2 0同士の接点が拡散結合した状態となるまで行われるのが好ましい。このような仮焼結を行うことにより、形状安定性が増し、以後の工程、特に加圧による圧密化の工程において、成形体（仮焼結体）の崩壊、欠損、ひび割れ等の欠陥の発生をより確実に防止することができ、ハンドリング性が向上する。

特に、ガスアトマイズ法により製造された金属粉末を用いた場合には、次のような利点があり好ましい。

ガスアトマイズ法により製造された金属粉末は、その粒形状が球形に近く、水ァトマイズ法により製造された金属粉末に比べ表面に凹凸が少ない（金属粉末同士の結合力が弱い）ので、仮焼結を行わずに加圧する場合には、加圧の際に生じ得る前記欠陥を防止するために、金属粉末の粒径分布を比較的広くするか、あるいは加圧に際しての圧力等の条件を適度に調整する必要があるが、前述したように、仮焼結を行うと、かかる欠陥の発生を防止する効果が高いので、このような金属粉末の粒径や加圧条件を緩和すること、すなわちより広い範囲で選択することができる。その結果、得られた焼結体の機械的特性をより向上させることもできる。このような理由から、本発明は、ガスアトマイズ法により製造された金属粉末を用いる場合に、有用性が高い。

なお、水アトマイズ法やその他の方法により製造された金属粉末を用いる場合でも、同様の利点が得られ、これを用いてもよいことは、言うまでもない。

このような仮焼結における焼結温度は、例えば、金属組成が F eまたは F e系合金の場合、好ましくは 700〜 1300で程度、より好ましくは 800〜12 50 程度とされ、 T iまたは T i系合金の場合、好ましくは 700〜 1200で程度、より好ましくは 800〜 1150 程度とされ、 Wまたは W系合金の場合、好ましくは 700〜 1400 程度、より好ましくは 800〜 1350* 程度とされる。

なお、仮焼結における焼結温度は、前述した範囲内または範囲外で、経時的に変動（上昇または下降）してもよい。

仮焼結における焼結時間は、前述したような焼結温度の場合、好ましくは 0. 2〜6時間程度、より好ましくは 0. 5〜4時間程度とされる。

好ましい焼結雰囲気としては、 1 X 10— ² Torr以下（より好ましくは 1 X 1 0一²〜 1 X 10—⁶ Torr ) の減圧（真空）下、または 1〜76 OTorrの窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気であるのが好ましい。

なお、焼結雰囲気は、焼結の途中で変化してもよい。例えば、最初に I X 10 一²〜 I X 10—⁶ Torrの減圧（真空）下とし、途中で前記のような不活性ガスに切り替えることができる。

以上のようにして得られた仮焼結体 4 aの断面構造は、図 27に示すように、金属粉末 20同士の接点が拡散結合した状態となり、空隙 40は減少する。

[4G] 仮焼結体の加圧

前記工程 [3G] で得られた成形体（仮焼結体 4 a) に対し圧力を加え、圧密化する。加圧の方法としては、特に限定されず、例えば、圧延、プレスのような仮焼結体 4 aに対し特定の方向に加圧する方法や、静水圧加圧のような仮焼結体 4 aに対し等方的に加圧する方法が挙げられるが、後者の方法が好ましく、特に静水圧加圧が好ましい。静水圧加圧の種類、具体的な方法、圧力等については、前記ェ程 [2A] で述べたものと同様である。

加圧後の仮焼結体 4 bの断面構造は、図 28に示すように、加圧により圧縮されて高密度化され、加圧前の仮焼結体 4 aに比べ、金属粉末 20間の空隙 40がさらに減少する。加圧の条件等によっては、空隙 40を著しく減少させることができ、空隙 40がほとんど残存しない程度とすることもできる。

なお、仮焼結体 4 bの表面の被膜は、加圧後、これを剥離除去してもよいが、通常は、以後の本焼結における熱により消失させることができるので、別途被膜除去工程を設けなくてもよい。

[5G] 本焼結（二次焼結）

以上のようにして得られた加圧後の仮焼結体 4 bを焼結炉で焼成して本焼結 (最終焼結）し、金属焼結体を製造する。

図 29に示すように、この本焼結により金属粉末 20が拡散、粒成長し、結晶粒 50を形成する。この場合、空隙 40は消滅し、全体として緻密な、すなわち高密度、低空孔率の焼結体 4が得られる。特に、本焼結前は、加圧により空隙 4 0が大幅に減少されているため、加圧を施さない場合に比べ、より高密度、低空孔率の焼結体 4が得られる。

本焼結における焼結温度は、例えば、金属組成が F eまたは F e系合金の場合、好ましくは 950〜 1400で程度、より好ましくは 1100〜： L 350で程度とされ、 T 1または T i系合金の場合、好ましくは 900〜 1350 程度、より好ましくは 1000〜1300 程度とされ、 Wまたは W系合金の場合、好ましくは 1100〜 160 程度、より好ましくは 1200〜 1500 程度とされる。この場合、前記仮焼結に比べ、焼結温度が高いのが好ましい。

一般に、焼結温度は、高いほど焼結時間の短縮にとって有利であるが、焼結温度が高すぎると、焼結炉ゃ焼結治具への負担が大きく、消耗等によりその寿命が短くなる。本発明では、前記工程 [4G] を設けているため、加圧により生じた内部応力を解除するために金属の拡散がより低い温度から発現し、よって、焼結温度を下げることまたは焼結時間を短縮することができ、有利である。焼結温度が低いということは、焼結性の向上に寄与し、その結果、従来合金化が困難であつた金属組成のものも、容易に可能となる。

なお、本焼結における焼結温度は、前述した範囲内または範囲外で、経時的に変動（上昇または下降）してもよい。

本焼結における焼結時間は、前述したような焼結温度の場合、好ましくは 0. 5〜 8時間程度、より好ましくは 1〜 5時間程度とされる。

なお、焼結雰囲気は、焼結の途中で変化してもよい。例えば、最初に 1 X 10 一²〜 I X 10—⁶ Torrの減圧（真空）下とし、途中で前記のような不活性ガスに切り替えることができる。

また、本焼結における焼結雰囲気は、仮焼結におけるそれと同一でも異なっていてもよい。

以上のような条件で仮焼結および本焼結を行うことにより、さらなる空孔率の低減、すなわち焼結体の高密度化に寄与するとともに、高い寸法精度が得られる。また、焼結を複数回に分けて行うことにより、焼結の効率が向上し、よって、より短い焼結時間で焼結を行うことができ、焼結作業の安全性も高く、生産性も向上する。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1 G] の前工程、工程 [1 G] 〜 [4G] の間に存在する中間工程、または工程 [4G] の後工程が存在していてもよい。例えば、工程 [1 G] と工程 [2G] との間、工程 [2G] の途中、あるいは工程 [2G] と工程 [3G] との間に、成形体を加圧する工程があってちょい。第 8実施形態

図 2 4は、本発明の焼結体の製造方法の第 8実施形態を示す工程図、図 3 0および図 3 1は、それぞれ、機械加工後の各工程における仮焼結体等の断面構造（内部金属組織）を示す模式図である。この第 8実施形態は、仮焼結体の加圧後、機械加工を施すものであり、その他は、前記第 7実施形態と同様である。以下、各図を参照しつつ説明する。

[ 1 H] 成形体の製造

前記工程 [ 1 G] と同じ（図 2 5参照）。

[ 2 H] 成形体の脱脂処理

前記工程 [ 2 G] と同じ（図 2 6参照）。

[ 3 H] 仮焼結（一次焼結）

前記工程 [ 3 G] と同じ（図 2 7参照）。

[ 4 H] 仮焼結体の加圧

前記工程 [ 4 G] と同じ（図 2 8参照）。

[ 5 H] 機械加工

加圧後の仮焼結体 4 bに対し、所定の機械加工を施す。機械加工の種類としては、例えば図 3 0に示すような孔あけ加工や、切削加工、研削加工、研磨加工、プレス抜き加工等が挙げられ、これらのうちの 1種または 2種以上を組み合わせて行うことができる。

加圧後の仮焼結体 4 bは、本焼結された焼結体に比べて硬度が低いため、金属組成にかかわらず、このような機械加工を容易に行うことができる。すなわち、加工性に優れている。従って、孔 5を形成する等に際しても、その形状や寸法をコントロールし易く、寸法精度が向上する。また、本焼結された焼結体に対し加ェを行う場合に比べ、複雑で微細な形状の加工にも有利である。

また、加圧後の仮焼結体 4 bは、圧密化されているので、このような仮焼結体 4 bに対し機械加工（孔あけ加工）を施す場合、脱脂体や未加圧の仮焼結体に対し機械加工する場合に比べ、完成した焼結体 4における孔 5の形状、寸法の変動が少なく、特に孔 5の内径や深さに関する寸法誤差が小さくなり、寸法精度が向上する。なお、仮焼結体 4 bに形成する孔 5の寸法は、以後の本焼結による収縮分を見込んで決定される。この場合、加圧後の仮焼結体 4 bから最終的な焼結体 4への収縮率は、脱脂体 2や未加圧の仮焼結体 4 aから最終的な焼結体 4への収縮率に比べて小さいため、加圧後の仮焼結体 4 bに孔 5を形成することで、寸法誤差をより小さくすることができる。すなわち焼結体 4に形成された孔 5の寸法が目標寸法（設計値）により近くなり、よって、この点でも寸法精度が向上すると言える。

以上のような内容は、孔あけ加工以外の機械加工についても同様である。

[6H] 本焼結

前記工程 [5G] と同じ（図 3 1参照）。

なお、本発明においては、任意の目的で、工程 [1H] の前工程、工程 [1H] 〜 [6H] の間に存在する中間工程、または工程 [6H] の後工程が存在していてもよい。例えば、工程 [1H] と工程 [2H] との間、工程 [2H] の途中、あるいは工程 [2H] と工程 [3H] との間に、成形体を加圧する工程があってちょい。

次に、本発明の焼結体の製造方法の具体的実施例について説明する。

(実施例 1 a)

金属粉末として、ガスアトマイズ法により製造された平均粒径 9 / m のステンレス鋼（SUS 316ノ組成： F e— 18wt%C r— 12wt%N i— 2.5wt%Mo合金）粉末を用意した。

この金属粉末： 94wt%に、ポリスチレン（P S)： 1. 9wt%、エチレン—酢酸ビニル共重合体（EVA) : 1. 8wt%およびパラフィンワックス： 1. 5wt %から構成される結合材と、ジブチルフ夕レート（可塑剤）： 0. 8wt%とを混合し、これらを混練機にて 1 15 X 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒径 3mmのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（MIM) し、直径 1 1. 5mmX高さ 28. 7瞧（焼結後の目標寸法：直径 1 OmmX高さ 25 mm) の円柱状の成形体（各 200個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30 、射出圧力 1 1 Okgf/cm² であった。なお、成形体中における金属粉末の含有量は、約 93. 6wt%であった。

次に、得られた成形体の全表面に、デイツビングによりイソプレンゴム製の被膜（厚さ 0. 3mm) を形成した。この被膜で覆われた成形体を、静水圧加圧機（株式会社神戸製鋼所製）にセットし、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 22 、圧力 6t/cm² であった。この時点で、成形体中における金属粉末の含有量は、約 93. 9wt%であった。

次に、加圧後の成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、 1 X 1 0—³ Torr の減圧下で、 30 O^X 1時間、続いて 500 まで昇温し、 1時間保持した。この脱脂処理により、被膜は消失した。

次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 130 O X 3時間とした。

(実施例 2 a)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22 、圧力 50t/cm² とした以外は、実施例 l aと同様にして、焼結体を製造した。なお、加圧後の成形体中における金属粉末の含有量は、約 94wt%であった。

(実施例 3 a)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22 ：、圧力 1 0 Ot/cm² とした以外は、実施例 l aと同様にして、焼結体を製造した。なお、加圧後の成形体中における金属粉末の含有量は、約 94. 1 ^%であった。

(実施例 4 a)

焼結工程における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 1250t:x 2. 5時間とした以外は、実施例 l aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 5 a )

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1250^X 2. 5時間とした以外は、実施例 2 aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 6 a)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1250^X 2. 5時間とした以外は、実施例 3 aと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 1 a) 成形体の静水圧加圧を省略し、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で1350で 3. 5時間とした以外は、実施例 l aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 7 a)

金属粉末として、ガスアトマイズ法により製造された平均粒径 1 の T i 粉末を用意した。

この金属粉末： 92wt%に、ポリスチレン（P S)： 2. lwt%、エチレン—酢酸ビニル共重合体（EVA)： 2. 4wt%およびパラフィンワックス： 2. 2wt %から構成される結合材と、ジブチルフ夕レート（可塑剤）： 1. 3wt%とを混合し、これらを混練機にて 1 15^Χ 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉碎、分級して平均粒径 3薩のペレツ卜とし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（ΜΙΜ) し、直径 11. 2minx高さ 28匪（焼結後の目標寸法：直径 10讓 X高さ 25國）の円柱状の成形体（各 2 00個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30 ：、射出圧力 11 Okgf/cm² であった。

なお、成形体中における金属粉末の含有量は、約 91. 5wt%であった。次に、得られた成形体の全表面に、前記と同様の被膜を形成した後、この成形体を、前述の静水圧加圧機にセットし、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 27^、圧力 15t/cm² であった。この時点で、成形体中における金属粉末の含有量は、約 91. 8wt%であった。

次に、加圧後の成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、 1 X 10 Torr の減圧下で、 280 :x 1時間、続いて 450でまで昇温し、 1時間保持した。この脱脂処理により、被膜は消失した。

次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1 150で X 3時間とした。

(実施例 8 a)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27 ：、圧力 4 Ot/cm² とした以外は、実施例 7 aと同様にして、焼結体を製造した。なお、加圧後の成形体中における金属粉末の含有量は、約 92wt%であった。 (実施例 9 a)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27 ：、圧力 80t/cm² とした以外は、実施例 7 aと同様にして、焼結体を製造した。なお、加圧後の成形体中における金属粉末の含有量は、約 92. 1 ^%であった。

(実施例 10 a)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 100^X 3時間とした以外は、実施例 7 aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 1 1 a)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 100 X 3時間とした以外は、実施例 8 aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 12 a)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 15 O X 2. 5時間とした以外は、実施例 9 aと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 2 a)

成形体の静水圧加圧を省略し、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1220t:x 3. 5時間とした以外は、実施例 7 aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 13 a)

金属粉末として、還元法により製造された平均粒径 3 xm の W粉末、平均粒径 2 mの N i粉末および平均粒径 12 rnの Cu粉末を用意した。

W粉末： 92wt%、 N i粉末： 2. 5wt%および Cu粉末： lwt%に、ポリスチレン（PS)： 1. 2wt%、エチレン一酢酸ビニル共重合体（EVA)： 1. 4w t%およびパラフィンワックス： 1. 3wt%から構成される結合材と、ジブチルフ夕レート（可塑剤）： 0. 6wt%とを混合し、これらを混練機にて 100 CX 1 時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒径 3mmのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（MIM) し、直径 12. 6mmx高さ 31. 5mm (焼結後の目標寸法：直径 1 OmmX高さ 25mm) の円柱状の成形体（各 200個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30 、射出圧力 11 Okgf/cm² であった。

なお、成形体中における 3種の金属粉末の合計含有量は、約 95wt%であった。次に、得られた成形体の全表面に、前記と同様の被膜を形成した後、この成形体を、前述の静水圧加圧機にセッ卜し、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 27t：、圧力 8t/cm² であった。この時点で、成形体中における 3種の金属粉末の合計含有量は、約 95. 4wt%であった。

次に、加圧後の成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、 1 X 10—³ Torr の減圧下で、 280 X 1時間、続いて 500 まで昇温し、 1時間保持した。この脱脂処理により、被膜は消失した。

次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1350 X 3時間とした。

(実施例 14 a)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27で、圧力 30t/cm² とした以外は、実施例 13 aと同様にして、焼結体を製造した。なお、加圧後の成形体中における 3種の金属粉末の合計含有量は、約 95. 5wt%であった。

(実施例 15 a)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 271：、圧力 80t/cm² とした以外は、実施例 13 aと同様にして、焼結体を製造した。なお、加圧後の成形体中における 3種の金属粉末の合計含有量は、約 95. 6wt%であった。

(実施例 16 a)

焼結工程における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 1350 :x 2. 5時間とした以外は、実施例 13 aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 17 a)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1300t:x 3時間とした以外は、実施例 14aと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 18 a)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 130 O X 2. 5時間とした以外は、実施例 15 aと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 3 a ) 成形体の静水圧加圧を省略し、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1400 :x 3. 5時間とした以外は、実施例 13 aと同様にして、焼結体を製造した。

<品質 ·特性の評価 >

実施例 1 a〜l 8 aおよび比較例 1 a〜3 aの各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であつた。

また、各焼結体の相対密度（100—空孔率：単位 ]) および引張強さ（単位 [N/画²]) を測定した。その結果を下記表 1〜表 3に示す。

表 1 ( 繊： SUS316)

表 2 (^mm： τ ί )

C I Pの条件焼結条件焼結体の焼結体の相対密度引張強さ濕度 r°ci FF力 it/cm²1 L J R^PJ rhrl [%] [N/

27 15 Arガス 1150 3 y o . 7 U U 鵷例 8 a 27 40 Arガス 1150 3 99. 1 620 難例 9 a 27 80 Arガス 1150 3 99. 3 640 難例 10 a 27 15 Arガス 1100 3 98. 5 590 難例 lie 27 40 Arガス 1100 3 98. 9 610 難例 12 a 27 80 Arガス 1150 2. 5 99. 2 620 比較例 2 a Arガス 1220 3. 5 96. 5 530

表 3 ( 繊： W— Ni— Cu^)

C I Pの条件焼結条件焼結体の焼結体の

相対密度引張強さ

m [°ci 圧力『t/cm²〗照気 m pel 時間 rhri [%] [N/nm²]

丄 a 27 8 Arガス 1350 3 ώ U 難例 14 a 27 30 Arガス 1350 3 99. 2 430 難例 15 a 27 80 Arガス 1350 3 99. 5 450 難例 16 a 27 8 Arガス 1350 2. 5 98. 7 410 難例 a 27 30 Arガス 1300 3 99. 0 420 鶴例 18 a 27 80 Arガス 1300 2. 5 99. 3 430 比較例 3 a Arガス 1400 3. 5 97. 0 350

¾】3 各表に示すように、実施例 1 a〜l 8 aの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 a〜 3 aに比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

(実施例 1 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 75躍 ΦΧ深さ 11 . 5龍（焼結後の目標寸法：直径 5ιηιηφΧ深さ 10匪）の孔を形成した以外は、実施例 l aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 2 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 2 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 3 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 3 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 4 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 4 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 5 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 5 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 6 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 6 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (比較例 1 b)

脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 bと同寸法の孔を形成した以外は、比較例 l aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 7 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 6ππηφ><深さ 11. 2mm (焼結後の目標寸法：直径 5ιηιηφΧ深さ 10腦）の孔を形成した以外は、実施例 7 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 8 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 8 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 9 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 9 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 10 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 10 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 l i b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 11 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 12 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 12 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (比較例 2 b)

脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 bと同寸法の孔を形成した以外は、比較例 2 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 13 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 6. 3ιηιηφΧ深さ 12. 6廳（焼結後の目標寸法：直径 5πιπιφΧ深さ 10mm) の孔を形成した以外は、実施例 13 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 14b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 13 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 14 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 15 b)

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 13 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 15 aと同様にして、焼結体（200個）を製造した。 (実施例 16 b) 加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 6 aと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。 (実施例 1 7 b )

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 7 aと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。 (実施例 1 8 b )

加圧後、脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 bと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 8 aと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。 (比較例 3 b )

脱脂前の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 bと同寸法の孔を形成した以外は、比較例 3 aと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

ぐ品質 ·特性の評価 >

実施例 1 b〜 l 8 bおよび比較例 1 b〜3 bの各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であった。

また、各焼結体の相対密度（1 0 0—空孔率：単位 [ %] ) および引張強さ（単位 [N/mm²]) を測定した。その結果を下記表 4〜表 6に示す。

また、各焼結体の直径および高さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 2 0 0 個の平均値）と、各焼結体に形成された孔の直径および深さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 2 0 0個の平均値）とを測定した。これらの結果を下記表 4〜表 6に示す。

表 4 ( 舰： SUS316)

C I P の条件焼結条件 ^ίφ:の麟体の ^t [%以内]

相鄉、度引？ s¾tさ

m [で] [t/cm²] 雰囲気 m rc] 時間 thr] [%] [Ν/ιππ'] 雕体外寸孔

案施例 1 b 22 6 Arガス 1300 3 98. 7 540 ±0. 5 ±0. 6 実施例 2 b 22 50 Arガス 1300 3 99. 3 560 ±0. 4 ±0. 5 魏例 3 b 22 100 Arガス 1300 3 99. 5 570 ±0. 4 ±0. 4 魏例 4 b 22 6 Arガス 1250 2. 5 98. 3 530 ±0. 6 ±0.7

実施例 5 b 22 50 Arガス 1250 2. 5 98. 9 550 ±0. 5 ±0. 6 魏例 6 b 22 100 Arガス 1250 2. 5 99. 2 560 ±0. 4 ±0. 5 比較例 lb Arガス 1350 3. 5 96. 1 480 ±1. 2 ±1. 5

^4 表 5 ( 繊： Ti)

C I P の条件焼結条件難体の ^ [%以内]

相鄉度

[。c] ΕΛ [t/cra²] 雰囲気 [°C] 時間 [hr] 雕体外寸孔荬施例 7 b 27 15 Arガス 1150 3 g 8. 8 600 ±0. 5 ±0. 6 実施例 8 b 27 40 Arガス 1150 3 99. 1 610 ±0. 5 ±0. 5 実施例 9 b 27 80 Arガス 1150 3 99. 4 640 ±0. 4 ±0. 4 実施例 10 b 27 15 Arガス 1100 3 98. 7 600 ±0. 6 ±0. 6 実施例 lib 27 40 Arガス 1100 3 99. 0 610 ±0. 5 ±0. 5 実施例 12 b 27 80 Arガス 1150 2. 5 99. 2 620 ±0. 5 ±0. 5 比較例 2 b Arガス 1220 3. 5 96. 5 530 ±1. 0 ±1. 5

^】5 表 6 (^iSW: W-Ni-Cu-^)

C I P の条件焼結条件のの寸^ H 以内]

引さ

umoc L j / FP i .+i f lt//c "mu²1 J S ■ί^·照 tmujsc B#間 rhrl [%] [N/iim²] T

笑 SfiCT丄 <J b 27 8 Arガス 1350 3 4 1 υ ±0. 5 ±0. 6 実施例 14 b 27 30 Arガス 1350 3 99， 3 440 ±0. 4 ±0. 5 実施例 15b 27 80 Arガス 1350 3 99. 5 460 ±0. 4 ±0. 4 実施例 16 b 27 8 Arガス 1350 2. 5 98. 8 400 ±0. 6 ±0. 6 実施例 17 b 27 30 Arガス 1300 3 99. 1 420 ±0. 5 ±0. 5 実施例 18 b 27 80 Arガス 1300 2. 5 99. 4 440 ±0. 4 ±0. 4 比較例 3 b Arガス 1400 3. 5 97. 0 340 ±1. 0 ±1. 4

】各表に示すように、実施例 1 b〜l 8 bの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 b〜3 bに比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

また、実施例 1 b〜l 8 bの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 b〜 3 bに比べ、焼結体の全体および孔についての寸法誤差が小さく、高レ ^寸法精度が得られていることが確認された。

(実施例 1 c )

金属粉末として、水アトマイズ法により製造された平均粒径 9 / mのステンレス鋼（S US 316Z組成： F e— 18wt%C r—12wt%N i— 2.5wt%Mo合金）粉末を用意した。

この金属粉末： 94wt%に、ポリスチレン（P S)： 1. 9wt%、エチレン一酢酸ビニル共重合体（EVA)： 1. 8wt%およびパラフィンワックス： 1. 5wt% から構成される結合材と、ジブチルフ夕レート（可塑剤）： 0. 8wt%とを混合し、これらを混練機にて 1 15 X 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒径 3 iranのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（MIM) し、直径 1 1. 5腿 X高さ 28. 7mm (焼結後の目標寸法：直径 1 OmmX高さ 25mm)の円柱状の成形体（各 200個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30 、射出圧力 11 Okgf/cm² であった。

なお、成形体中における金属粉末の含有量は、約 93. 6wt%であった。

次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、 1 X 10—³ Torrの減圧下で、 30 Otx 1時間、続いて 500 まで昇温し、 1時間保持した。

次に、脱脂後の成形体の全表面に、デイツビングによりイソプレンゴム製の被膜（厚さ 0. 3議）を形成した。この被膜で覆われた成形体を、静水圧加圧機（株式会社神戸製鋼所製）にセットし、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 22で、圧力 6t/cm² であった。

次に、加圧後の成形体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1300 :x 3時間とした。なお、この焼結により、被膜は消失した。

(実施例 2 c )

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22で、圧力 50 t/cm² とした以外は、実施例 1 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 3 c )

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22°C、圧力 10 Ot/cm² とした以外は、実施例 l cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 4 c)

焼結工程における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 125 Ot:x 2. 5時間とした以外は、実施例 l cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 5 c )

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 125 O X 2. 5時間とした以外は、実施例 2 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 6 c )

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1250 X 2. 5時間とした以外は、実施例 3 cと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 1 c )

成形体の静水圧加圧を省略し、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1350t:x3. 5時間とした以外は、実施例 l cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 7 c )

金属粉末として、ガスアトマイズ法により製造された平均粒径 6 /zmの T i粉末を用意した。

この金属粉末： 92wt%に、ポリスチレン（P S)： 2. lwt%、エチレン一酢酸ビニル共重合体（EVA)： 2. 4wt%およびパラフィンワックス： 2. 2wt% から構成される結合材と、ジブチルフ夕レート（可塑剤）： 1. 3wt%とを混合し、これらを混練機にて 1 15 :x 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉碎、分級して平均粒径 3mmのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（M IM) し、直径 1 1. 2mmx高さ 28mm (焼結後の目標寸法：直径 10國 x高さ 25腿）の円柱状の成形体（各 2

00個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30 、射出圧力 11 Okgf/cm² であった。

なお、成形体中における金属粉末の含有量は、約 91. 5wt%であった。

次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、

1 X 10—³ Torrの減圧下で、 290t:x 1時間、続いて 45 O :まで昇温し、

1時間保持した。

次に、脱脂後の成形体の全表面に、前記と同様の被膜を形成した後、この成形体を、前述の静水圧加圧機にセットし、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 27で、圧力 15t/cm² であった。

次に、加圧後の成形体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1 150 X 3時間とした。

なお、この焼結により、被膜は消失した。

(実施例 8 c )

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27 、圧力 40t/cm² とした以外は、実施例 7 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 9 c )

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27で、圧力 80 t/cm² とした以外は、実施例 7 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 10 c)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 100 X 3時間とした以外は、実施例 7 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 1 1 c)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 100 X 3時間とした以外は、実施例 8 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 12 c)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 15 O^X 2. 5時間とした以外は、実施例 9 cと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 2 c ) 成形体の静水圧加圧を省略し、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1220t:x 3. 5時間とした以外は、実施例 7 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 13 c)

金属粉末として、還元法により製造された平均粒径 3 mの W粉末、平均粒径 2 mの N i粉末および平均粒径 12 urnの Cu粉末を用意した。

W粉末： 92wt%、 N i粉末： 2. 5 ％ぉょびじ11粉末： lwt%に、ポリスチレン（PS)： 1. 2wt%、エチレン—酢酸ビニル共重合体（EVA) : 1. 4 wt%およびパラフィンワックス： 1. 3wt%から構成される結合材と、ジブチルフタレート（可塑剤）： 0. 6wt%とを混合し、これらを混練機にて 10 OtX 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒径 3匪のペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（MIM) し、直径 12. 6mmX高さ 31. 5mm (焼結後の目標寸法：直径 10匪 X高さ 25誦）の円柱状の成形体（各 200個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30で、射出圧力 1 1 Okgf/cm² であった。

なお、成形体中における 3種の金属粉末の合計含有量は、約 95wt%であった。次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、 1 X 10—³ Torrの減圧下で、 28 O X 1時間、続いて 500 まで昇温し、 1. 5時間保持した。

次に、脱脂後の成形体の全表面に、前記と同様の被膜を形成した後、この成形体を、前述の静水圧加圧機にセッ卜し、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 35で、圧力 8t/cm² であった。

次に、加圧後の成形体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1350"CX 3時間とした。

なお、この焼結により、被膜は消失した。

(実施例 14 c)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 35°C、圧力 30 t/cm² とした以外は、実施例 13 cと同様にして、焼結体を製造した。 (実施例 15 c)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 35 ：、圧力 65 t/cm² とした以外は、実施例 13 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 16 c)

焼結工程における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 1350"CX2. 5時間とした以外は、実施例 13 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 17 c)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1300 X 3時間とした以外は、実施例 14 cと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 18 c)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 130 O^X 2. 5時間とした以外は、実施例 15 cと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 3 c )

成形体の静水圧加圧を省略し、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で1400で 3. 5時間とした以外は、実施例 13 cと同様にして、焼結体を製造した。

ぐ品質 ·特性の評価 >

実施例 1 c〜 18 cおよび比較例 1 c〜 3 cの各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であつた。

また、各焼結体の相対密度（100—空孔率：単位 [%]) および引張強さ（単位 [N/mm²]) を測定した。その結果を下記表 7〜表 9に示す。

表 7 ( 誠： SUS316)

C I Pの条件焼結条件焼結体の焼結体の相対密度引張強さ

{ 1Ά. L J ni/j l / J 港^ f Γ 1 胡 rh l [%] [Ν/ππ²3

1 c 22 6 Arガス 1300 3 y y . u ο 5 U 難例 2 c 22 50 Arガス 1300 3 99. 5 580 例 3 c 22 100 Arガス 1300 3 99. 7 590 魏例 4 c 22 6 Arガス 1250 2. 5 98. 6 540

H¾例 5 c 22 50 Arガス 1250 2. 5 99. 1 560 難例 6 c 22 100 Arガス 1250 2. 5 99. 5 580 比較例 l c Arガス 1350 3. 5 96. 0 480

表 8 i^Mi ： τΐ)

C I Pの条件焼結条件焼結体の焼結体の

相対密度引張強さ

. ] [t/cm²] 棼囲気 m. [°C] 時間 [hr] LN/imi'J

n c 27 15 Arガス 1150 3 99. 0 620 魏例 8c 27 40 Arガス 1150 3 99. 3 630 魏例 9 c 27 80 Arガス 1150 3 99. 6 650 魏例 10 c 27 15 Arガス 1100 3 98. 8 600 難例 11c 27 40 Arガス 1100 3 99. 1 620 難例 12 c 27 80 Arガス 1150 2. 5 99. 4 640 比翻 2 c Arガス 1220 3. 5 96. 5 530

¾】s 表 9 (^1¾¾： W-Ni-Cu^)

C I Pの条件焼結条件焼結体の焼結体の相対密度引張強さ继 [ ] SJl [t/cm²] 雰囲気 M PC] 時間 [hr] L%] [Ν/ 室施柳 35 8 Arガス 1350 3

麵例 14 c 35 30 Arガス 1350 3 99. 5 450 難例 15 c 35 65 Arガス 1350 3 99. 7 460 難例 16 c 35 8 Arガス 1350 2. 5 99. 1 430 例 17 c 35 30 Arガス 1300 3 99. 3 440 難例 18 c 35 65 Arガス 1300 2. 5 99. 5 450 比較例 3 c Arガス 1400 3. 5 97. 0 350

各表に示すように、実施例 1 c〜l 8 cの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 c〜3 cに比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

(実施例 1 d)

金属粉末としてガスアトマイズ法により製造された平均粒径 10 /mのステンレス鋼（SUS 316) 粉末を用いた以外は実施例 1 cと同様にして、金属粉末射出成形（MIM) による成形体（各 200個）を製造した。なお、成形体中における金属粉末の含有量は、約 93. 6wt%であった。

次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて第 1の脱脂処理（中間脱脂）を行った。脱脂条件は、 1 X 10— ³ Torrの減圧下で、 280"Cx 1時間とした。次に、中間脱脂後の成形体に対し、実施例 l cと同一方法、同一条件で静水圧加圧（C I P) を施した。

次に、加圧後の成形体に対し、脱脂炉を用いて第 2の脱脂処理（最終脱脂）を行った。脱脂条件は、 1 X 10—³ Torrの減圧下で、 500°CX 1時間とした。なお、この最終脱脂により、被膜は消失した。

次に、脱脂後の成形体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1300 X 3時間とした。

(実施例 2 d)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22°C、圧力 50 t/cm² とした以外は、実施例 I dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 3d)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22t、圧力 10 Ot/cm² とした以外は、実施例 I dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 4d)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1250 :x 2. 5時間とした以外は、実施例 I dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 5 d)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1250 :x2. 5時間とした以外は、実施例 2 dと同様にして、焼結体を製造した。 (実施例 6 d )

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 125 O :x 2. 5時間とした以外は、実施例 3dと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 1 d)

成形体の静水圧加圧を省略し（この間、成形体を常温で 1時間放置)、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1350 X 3. 5時間とした以外は、実施例 I dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 7d)

金属粉末としてガスァトマイズ法により製造された平均粒径 8 zmの T i粉末を用いた以外は実施例 7 cと同様にして、金属粉末射出成形（MIM) による成形体（各 200個）を製造した。なお、成形体中における金属粉末の含有量は、約 91. 6wt%であった。

次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて第 1の脱脂処理（中間脱脂）を行った。脱脂条件は、 1 X 10— ³ Torrの減圧下で、 280 :x 1時間とした。次に、中間脱脂後の成形体に対し、実施例 7 cと同一方法、同一条件で静水圧加圧（C I P) を施した。

次に、加圧後の成形体に対し、脱脂炉を用いて第 2の脱脂処理（最終脱脂）を行った。脱脂条件は、 1 X 10—³ Torrの減圧下で、 44 O^X 1時間とした。なお、この最終脱脂により、被膜は消失した。

次に、脱脂後の成形体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1 150^X3時間とした。

(実施例 8 d)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 2 H 圧力 4 Ot/cm² とした以外は、実施例 7 dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 9 d)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27 、圧力 8 Ot/cm² とした以外は、実施例 7 dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 10 d )

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 100t:x 3時間とした以外は、実施例 7 dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 1 1 d)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1100t:x3時間とした以外は、実施例 8 dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 12 d)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1 15 O^X 2. 5時間とした以外は、実施例 9 dと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 2 d)

成形体の静水圧加圧を省略し（この間、成形体を常温で 1時間放置)、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1220で X 3. 5時間とした以外は、実施例 7 dと同様にして、焼結体を製造した。 .

(実施例 13d)

金属粉末として、還元法により製造された平均粒径 4 mの W粉末、平均粒径 2 mの N i粉末および平均粒径 15

の C u粉末の混合粉末を用いた以外は実施例 13 cと同様にして、金属粉末射出成形（MIM) による成形体（各 20 0個）を製造した。なお、成形体中における 3種の金属粉末の合計含有量は、約 95. 1 ^%であった。

次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて第 1の脱脂処理（中間脱脂）を行った。脱脂条件は、 1 X 10— ³ Torrの減圧下で、 280 :x 1時間とした。次に、中間脱脂後の成形体に対し、実施例 13 cと同一方法、同一条件で静水圧加圧（C I P) を施した。

次に、加圧後の成形体に対し、脱脂炉を用いて第 2の脱脂処理（最終脱脂）を行った。脱脂条件は、 1 X 10_³ Torrの減圧下で、 480^X 1. 2時間とした。なお、この最終脱脂により、被膜は消失した。

次に、加圧後の成形体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 1350 X 3時間とした。

(実施例 14 d )

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 35 ：、圧力 30t/cm² とした以外は、実施例 13 dと同様にして、焼結体を製造した。 (実施例 15 d )

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 35t:、圧力 65 t/cm² とした以外は、実施例 13 dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 16 d)

焼結工程における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 1350 :x2. 5時間とした以外は、実施例 13 dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 17 d)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 130 O :x 3時間とした以外は、実施例 14 dと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 18d)

焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 130 O^x 2. 5時間とした以外は、実施例 15 dと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 3 d)

成形体の静水圧加圧を省略し（この間、成形体を常温で 1時間放置)、焼結工程における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 140 Ot:x 3. 5時間とした以外は、実施例 13 dと同様にして、焼結体を製造した。

<品質 ·特性の評価 >

実施例 1 d〜l 8 dおよび比較例 1 d〜 3 dの各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であった。

また、各焼結体の相対密度（100—空孔率：単位 [%]) および引張強さ（単位 [N/mm²]) を測定した。その結果を下記表 10〜表 12に示す。

o 表 10 (雜繊： SUS316)

C I Pの条件焼結条件焼結体の焼結体の

相，ロ対 J密度 ΞΙ 2g S½ $

淑 [°c] ΕΛ [t/cm²] 棼囲気继 ] 時間 [hr] t%] [N/画²]

雄例 1 d 22 6 Arガス 1300 3 99. 2 560 難例 2d 22 50 Arガス 1300 3 99. 6 590 難例 3d 22 100 Arガス 1300 3 99. 8 610 魏例 4d 22 6 Arガス 1250 2. 5 98. 8 550 難例 5d 22 50 Arガス 1250 2. 5 99. 3 570

22 100 Arガス 1250 2. 5 99. 6 590 腿例 1 d Arガス 1350 3. 5 96. 0 480

表 1 ( 繊： T i

C I Pの条件焼結条件焼結体の焼結体の相対密度引張強さ tono L J f 力 ft/cm²1 分四メ、時間 ihrl [%] [N/腿²]

27 15 Arガス Q -»

1150 3 y y . Δ b L) 魏例 8d 27 40 Arガス 1 150 3 99. 5 650 魏例 9d 27 80 Arガス 1 150 3 99. 8 670 魏例 10d 27 15 Arガス 1 100 3 99. 0 620 難例 lid 27 40 Arガス 1100 3 99. 2 630 US例 12d 27 80 Arガス 1 150 2. 5 99. 6 650 比較例 2d Arガス 1220 3. 5 96. 5 530

t 表 12 (雜繊： W— Ni— Cu^)

C I P の条件焼結条件焼結体の焼結体の

相対密度引張強さ

oaJS. Lし J txJj it/ cm j 分囲ヌ、 mm. Γ L°Πし」 ^fim inrj [%] [N/mra²]

例 I3d 35 8 Arガス 1350 3 99. 4 440 魏例 14d 35 30 Arガス 1350 3 99. 6 450 魏例 15d 35 65 Arガス 1350 3 99. 9 480 麵例 I6d 35 8 Arガス 1350 2. 5 99. 2 430 難例 I7d 35 30 Arガス 1300 3 99. 5 450 難例 18d 35 65 Arガス 1300 2. 5 99. 7 460 比較例 3d Arガス 1400 3. 5 97. 0 350

各表に示すように、実施例 1 d〜 1 8 dの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 d〜 3 dに比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

(実施例 1 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 3画深さ 1 0. 6mni (焼結後の目標寸法：直径 5誦 φΧ深さ 1 0議）の孔を形成した以外は、実施例 1 c と同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 2 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 2 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 3 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 3 cと同様にして、焼結体（2 00個）を製造した。

(実施例 4 e)

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 4 cと同様にして、焼結体（2 00個）を製造した。

(実施例 5 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 5 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 6 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 6 cと同様にして、焼結体（2 00個）を製造した。

(比較例 1 e )

脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 7 5匪^ 深さ 1 1. 5醒（焼結後の目標寸法：直径 5ηιιηφΧ深さ 1 0mm) の孔を形成した以外は、比較例 1 c と同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 7 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 3ηυηφ Χ深さ 1 0. 6 mm (焼結後の目標寸法：直径 5πιπιφΧ深さ 1 0mm) の孔を形成した以外は、実施例 7 c と同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 8 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 8 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 9 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 9 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 0 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 0 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 l i e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 1 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 2 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 2 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(比較例 2 e )

脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 5 . 6隱 Φ Χ深さ 1 1 . 2匪（焼結後の目標寸法：直径 5 ιηιηφ Χ深さ 1 O imn) の孔を形成した以外は、比較例 2 c と同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 3 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、直径 5 . 3國 Φ Χ深さ 1 0 . 6 mm (焼結後の目標寸法：直径 5画 Φ Χ深さ 1 0隱）の孔を形成した以外は、実施例 1 3 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 4 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 4 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 5 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 5 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 6 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 6 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 7 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 7 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 8 e )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 eと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 8 cと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(比較例 3 e )

脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 6 . 3匪 Φ Χ深さ 1 2 . 6 mm (焼結後の目標寸法：直径 5 ιηιηφ x深さ 1 0 mm) の孔を形成した以外は、比較例 3 c と同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

ぐ品質 ·特性の評価〉

実施例 1 e〜 1 8 eおよび比較例 1 e〜 3 eの各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であつた。

また、各焼結体の相対密度（1 0 0—空孔率：単位 [ % ] ) および引張強さ（単位 [N/mm²] ) を測定した。その結果を下記表 1 3〜表 1 5に示す。

また、各焼結体の直径および高さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 2 0 0 個の平均値）と、各焼結体に形成された孔の直径および深さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 2 0 0個の平均値）とを測定した。これらの結果を下記表 1 3 〜表 1 5に示す。 CO 表 13 (雜繊： SUS316)

C I P の条件焼結条件騰体の觸琳の寸法 [%以内]

引さ

[で] it/cm²】雰囲気 m. [。C] 時間 [hr] 雌体外寸孔実施例 1 e 22 6 Arガス 1300 3 98. 9 550 ±0. 4 ±0. 5

実施例 2e 22 50 Arガス 1300 3 99. 5 570 ±0. 3 ±0. 4 実施例 3 e 22 100 Arガス 1300 3 99. 7 580 ±0. 3 ±0. 3 実施例 4 e 22 6 Arガス 1250 2. 5 98. 6 540 ±0. 5 ±0. 6 実施例 5e 22 50 Arガス 1250 2. 5 99. 2 560 ±0. 4 ±0. 5

実施例 6e 22 100 Arガス 1250 2. 5 99. 5 570 ±0. 3 ±0. 4 比較例 1 e Arガス 1350 3. 5 96. 1 480 ±1. 2 ±1. 5

^ 表 14 (^ 繊： Ti)

C I Pの条件焼結条件維体の雖体の寸法誤羞 [%以内]

相鄉度引張強さ

[で] [t/cm²] 雰囲気 ] 時間 [hr] [%] [N /画²] 雕体外寸孔室 Sft例 7 p 27 15 Arガス 1150 3 q Q 1 R 20 ±0. 4 ±0. 5

¾5S例 8e 27 40 Arガス 1150 3 99. 4 640 ±0. 4 ±0. 4

HSS例 9e 27 80 Arガス 1150 3 99. 7 660 ±0. 3 ±0. 3 難例 10e 27 15 Arガス 1100 3 98. 9 610 ±0. 5 ±0. 5 難例 lie 27 40 Arガス 1100 3 99. 3 630 ±0. 4 ±0. 4

27 80 Arガス 1150 2. 5 99. 5 640 ±0. 4 ±0. 4 比較例 2 e Arガス 1220 3. 5 96. 5 530 ±1. 0 ±1. 5

表 15 (雜舰： W— N i -Cu^)

C I P の条件焼結条件雜体の寸¾^ [%以内] 引さ

ϋΰυχ. L J ff力 f it//c tamn²1 j 港 (nat麼¾. Γ Π 間 rhrl [%] [Ν/mn²] II ■fu

¾7Sl7iJlo e 35 8 Arガス 1350 3 y y . Δ 4 Ζ Ό ±0. 4 ±0. 5

HSS例 14e 35 30 Arガス 1350 3 99. 5 450 ±0. 3 ±0. 4 麯例 15e 35 65 Arガス 1350 3 99. 7 460 ±0. 3 ±0. 3 鵷例 16e 35 8 Arガス 1350 2. 5 99. 0 410 ±0. 5 ±0. 5 実施例 e 35 30 Arガス 1300 3 99. 4 440 ±0. 4 ±0. 4 実施例 18 e 35 65 Arガス 1300 2. 5 99. 6 460 ±0. 3 ±0. 3 比較例 3e Arガス 1400 3. 5 97. 0 340 ±1. 0 ±1. 4

各表に示すように、実施例 1 e〜 1 8 eの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 e〜3 eに比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

また、実施例 1 e〜 1 8 eの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 e〜 3 eに比べ、焼結体の全体および孔についての寸法誤差が小さく、高い寸法精度が得られていることが確認された。

(実施例 1 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、直径 5 . 4匪 Φ Χ深さ 1 0 . 8 mm (焼結後の目標寸法：直径 5腿 φ X深さ 1 0腿）の孔を形成した以外は、実施例 1 d と同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 2 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 2 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 3 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 3 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 4 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 4 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 5 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 5 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 6 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 6 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(比較例 1 f )

中間脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 5 . 7 5 ηιιη φ Χ深さ 1 1 . 5 關（焼結後の目標寸法：直径 5 mm φ Χ深さ 1 0 mm) の孔を形成した以外は、比較例 I dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。 (実施例 7 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 3ιηιηφΧ深さ 10. 6匪（焼結後の目標寸法：直径 5匪 ΦΧ深さ 10讓）の孔を形成した以外は、実施例 7 d と同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 8 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 8 dと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 9 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 9dと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 10 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 10 dと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 1 1 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 Γと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 I dと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 12 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 7 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 12 dと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(比較例 2 f )

中間脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 6πιιηφΧ深さ 1 1. 2mm (焼結後の目標寸法：直径 5 mm 深さ 10 ran) の孔を形成した以外は、比較例 2dと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 13 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、直径 5. 7隠深さ 11. 4mm (焼結後の目標寸法：直径 5ιηπιφΧ深さ 10mm) の孔を形成した以外は、実施例 13 dと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 14 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 13 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 4 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 5 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 5 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 6 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 6 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 7 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 7 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(実施例 1 8 f )

加圧後の成形体に対し、その中心部に、実施例 1 3 f と同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 8 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

(比較例 3 f )

中間脱脂前の成形体に対し、その中心部に、直径 6 . 3隱 Φ Χ深さ 1 2 . 6画 (焼結後の目標寸法：直径 5匪 Φ Χ深さ 1 0匪）の孔を形成した以外は、比較例 3 dと同様にして、焼結体（2 0 0個）を製造した。

ぐ品質 ·特性の評価 >

実施例 1 f 〜 l 8 fおよび比較例 1 f ~ 3 f の各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であった。

また、各焼結体の相対密度（1 0 0—空孔率：単位 [%] ) および引張強さ（単位 [N/mm² ] ) を測定した。その結果を下記表 1 6〜表 1 8に示す。

また、各焼結体の直径および高さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 2 0 0 個の平均値）と、各焼結体に形成された孔の直径および深さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 2 0 0個の平均値）とを測定した。これらの結果を下記表 1 6 〜表 1 8に示す。表 1 6 ( 繊： SUS 31 6)

C I Pの条件焼結条件維体の難体の -^ [%以内]

相度引さ

m t°c] 圧力 [t/cm²] 雰囲気鸸 [°C] 時間 [hr] [%] [N/nm^z] 雕体外寸孔

室施]7 1 f 1 22 6 Ar q 1

ϋΐϋ例ガス 1 300 3 q cj R nj ±0. 4 ±0. 4 実施例 2 f 22 50 Arガス 1300 3 99. 6 580 ±0. 3 ±0. 4 難例 3 f 22 100 Arガス 1300 3 99. 9 600 ±0. 2 ±0. 25

実施例" 22 6 Arガス 1250 2. 5 98. 8 550 ±0. 4 ±0. 5 実施例 5 f 22 50 Arガス 1 250 2. 5 99. 3 570 ±0. 3 ±0. 4 実施例 6 f 22 1 00 Arガス 1250 2. 5 99. 6 580 ±0. 3 ±0. 3 比較例 1 f Arガス 1 350 3. 5 96. 0 480 ± 1. 2 ± 1. 5

表 17 {^ ： τ i )

C I Pの条件焼結条件雕体の ■ [%以内] 相度

FF力 ft/cm²1 瀛度 r°ci 時間「hrl 丁し

¾flml7ij 1 r 27 15 Arガス 1150 3 y y . Δ 620 ±0. 4 ±0. 4 魏例 8f 27 40 Arガス 1150 3 99. 5 640 ±0. 4 ±0. 3 魏例 9f 27 80 Arガス 1150 3 99. 8 670 ±0. 25 ±0. 25 実施例 10 f 27 15 Arガス 1100 3 90. 0 620 ±0. 4 ±0. 4 実施例 11 f 27 40 Arガス 1100 3 99. 4 640 ±0. 4 ±0. 3

27 80 Arガス 1150 2. 5 99. 6 650 ±0. 3 ±0. 3 比較例 2 f Arガス 1220 3. 5 96. 5 530 ±1. 0 ±1. 5

oo 表 18 ( 繊： W—Ni— Cu

C I Ρの条件焼結条件雌体の ^i m [¾以内] 醵 [° ] ΕΛ【t/on²] 雰囲気 S§. [°C] 時間 [hr] [%] 離体外寸孔

寒施例 13 f 35 8 Arガス 1350 3 9 Q 3 430 ±0. 4 ±0. 4

35 30 Arガス 1350 3 99. 6 460 ±0. 3 ±0. 3 実施例 15 f 35 65 Arガス 1350 3 99. 9 480 ±0. 2 ±0. 25

実施例 16 f 35 8 Arガス 1350 2. 5 99. 2 420 ±0. 4 ±0. 4 実施例 f 35 30 Arガス 1300 3 99. 5 450 ±0. 3 ±0. 4 実施例 18 f 35 65 Arガス 1300 2. 5 99. 7 460 ±0. 3 ±0. 3 比較例 3ί Arガス 1400 3. 5 97. 0 340 ±1. 0 ±1. 4

各表に示すように、実施例 1 f〜l 8 f の焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 f〜3 f に比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

また、実施例 1 f〜18 fの焼結体は、いずれも、成形体に加圧をしていない比較例 1 f〜3 f に比べ、焼結体の全体および孔についての寸法誤差が小さく、高い寸法精度が得られていることが確認された。

(実施例 1 g)

金属粉末として、ガスアトマイズ法により製造された平均粒径 9 /zmのステンレス鋼（SUS 316Z組成： F e— 18wt%C r— 12wt%N i— 2.5wt%Mo合金）粉末を用意した。

この金属粉末： 94wt%に、ポリスチレン（P S)： 1. 9wt%、エチレン—酢酸ビニル共重合体（EVA)： 1. 8wt%およびパラフィンワックス： 1. 5wt% から構成される結合材と、ジブチルフ夕レート（可塑剤）： 0. 8wt%とを混合し、これらを混練機にて 1 15t:x 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒径 3mmのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（MIM) し、直径 11. 5圖 X高さ 28. 7mm (焼結後の目標寸法：直径 10匪 X高さ 25mm)の円柱状の成形体（各 200個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30 、射出圧力 11 Okgf/cm² であった。

次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、 1 X 10—³ Torrの減圧下で、 300 :x 1時間、続いて 500T:まで昇温し、 1時間保持した。

次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用いて仮焼結を行い、仮焼結体を得た。仮焼結の焼結条件は、 1 X 10 ³ Torrの減圧下で 1050 X 1時間とした。次に、仮焼結体を常温まで冷却後、その全表面に、デイツビングによりイソプレンゴム製の被膜（厚さ 0. 3mm) を形成した。この被膜で覆われた仮焼結体を、静水圧加圧機（株式会社神戸製鋼所製）にセッ卜し、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 22°C、圧力 6t/cm² であった。次に、加圧後の仮焼結体に対し、焼結炉を用いて本焼結（最終焼結）を行い、焼結体を得た。本焼結の焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 130 O :x 2時間とした。

なお、この焼結により、被膜は消失した。

(実施例 2 g)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22 、圧力 5 Ot/cm² とした以外は、実施例 l gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 3 g)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 22°C、圧力 100 t/cm² とした以外は、実施例 l gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 4 g)

仮焼結における焼結条件を、 1 X 10— ³ Torrの減圧下で 1100 CX 1時間とした以外は、実施例 l gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 5 g)

本焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1250°CX2時間とした以外は、実施例 2 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 6 g)

仮焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1130°CX 1時間とし、本焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 130 O^X 1. 5時間とした以外は、実施例 3 gと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 1 g)

仮焼結体の静水圧加圧を省略し、本焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1350^X2. 5時間とした以外は、実施例 l gと同様にして、焼結体を製造した。なお、仮焼結と本焼結とは、連続して行った。

(実施例 7 g)

金属粉末として、ガスアトマイズ法により製造された平均粒径 6 mの T i粉末を用思レ /こ。

この金属粉末： 92wt%に、ポリスチレン（P S)： 2. lwt%、エチレン—酢酸ビエル共重合体（EVA)： 2. 4wt%およびパラフィンワックス： 2. 2wt% から構成される結合材と、ジブチルフタレート（可塑剤）： 1. 3wt%とを混合し、これらを混練機にて 115 X 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒径 3 mmのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（MIM) し、直径 1 1. 2國 X高さ

28匪（焼結後の目標寸法：直径 1 OmmX高さ 25隱）の円柱状の成形体（各 2

00個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30で、射出圧力 1 1 Okgf/cm² であった。

なお、成形体中における金属粉末の含有量は、 91. 5wt%であった。

1 X 1 0—³ Torrの減圧下で、 290 X 1時間、続いて 450 まで昇温し、

1時間保持した。

次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用いて仮焼結を行い、仮焼結体を得た。仮焼結の焼結条件は、 1 X 1 0—³ Torrの減圧下で 1 000 :x 1時間とした。次に、仮焼結体を常温まで冷却後、その全表面に、前記と同様の被膜を形成した後、この成形体を、前述の静水圧加圧機にセットし、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 271：、圧力 15t/cm² であった。

次に、加圧後の仮焼結体に対し、焼結炉を用いて本焼結（最終焼結）を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 A rガス雰囲気中で 115 CTCX 2時間とした。なお、この焼結により、被膜は消失した。

(実施例 8g)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27t：、圧力 40t/cDi² とした以外は、実施例 7 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 9 g)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 27で、圧力 80 t/cm² とした以外は、実施例 7 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 1 0 g)

仮焼結における焼結条件を、 1 X 1 0—³ Torrの減圧下で 1080^X 0. 8 時間とした以外は、実施例 7 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 1 1 g) 本焼結における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 1 1 0 Ot:x 2時間とした以外は、実施例 8 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 12 g)

仮焼結における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 105 O X 1時間とし、本焼結における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 120 Ot:x 1. 5時間とした以外は、実施例 9 gと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 2 g)

仮焼結体の静水圧加圧を省略し、本焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1220^X 2. 5時間とした以外は、実施例 7 gと同様にして、焼結体を製造した。なお、仮焼結と本焼結とは、連続して行った。

(実施例 13 g)

金属粉末として、還元法により製造された平均粒径 3 /m の W粉末、平均粒径 2 ΠΙ の N i粉末および平均粒径 1 2 txrn の C u粉末を用意した。

W粉末： 92wt%、 N i粉末： 2. 5^%ぉょび。11粉末： lwt%に、ポリスチレン（PS) ： 1. 2wt%、エチレン—酢酸ビニル共重合体（EVA)： 1. 4 wt%およびパラフィンワックス： 1. 3wt%から構成される結合材と、ジブチルフタレート（可塑剤）： 0. 6wt%とを混合し、これらを混練機にて 10 Ot:x 1時間の条件で混練した。

次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒径 3mmのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機にて金属粉末射出成形（MIM) し、直径 12. 6mmx高さ 3 1. 5mm (焼結後の目標寸法：直径 1 OmraX高さ 25mm) の円柱状の成形体（各 200個）を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度 30で、射出圧力 1 1 Okgf/cm² であった。

なお、成形体中における 3種の金属粉末の合計含有量は、約 95wt%であった。次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用いて脱脂処理を行った。脱脂条件は、 1 X 1 0—³ Torrの減圧下で、 28 Otx 1時間、続いて 50 0°Cまで昇温し、 1. 5時間保持した。

次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用いて仮焼結を行い、仮焼結体を得た。仮焼結の焼結条件は、 1 X 10—³ Torrの減圧下で 1200 X 1. 5時間とした。

次に、仮焼結体を常温まで冷却後、その全表面に、前記と同様の被膜を形成した後、この成形体を、前述の静水圧加圧機にセットし、静水圧加圧（C I P) を施した。その条件は、温度 35 ：、圧力 8t/cm² であった。

次に、加圧後の仮焼結体に対し、焼結炉を用いて本焼結（最終焼結）を行い、焼結体を得た。焼結条件は、 Arガス雰囲気中で 1350t:x2時間とした。なお、この焼結により、被膜は消失した。

(実施例 14g)

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 35Τ 圧力 30 t/cm² とした以外は、実施例 13 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 15 g )

静水圧加圧（C I P) の条件を、温度 35°C、圧力 65 t/cm² とした以外は、実施例 13 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 16 g)

本焼結における焼結条件を、 Arガス雰囲気中で 135 Ot:x 1. 5時間とした以外は、実施例 13 gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 17 g)

本焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1300で X 2時間とした以外は、実施例 14gと同様にして、焼結体を製造した。

(実施例 18 g)

本焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1300"ΌΧ 1. 5時間とした以外は、実施例 15 gと同様にして、焼結体を製造した。

(比較例 3 g)

仮焼結体の静水圧加圧を省略し、本焼結における焼結条件を、 A rガス雰囲気中で 1400t:x 2. 5時間とした以外は、実施例 13 gと同様にして、焼結体を製造した。なお、仮焼結と本焼結とは、連続して行った。

く品質 ·特性の評価〉

実施例 1 g〜 18 gおよび比較例 1 g~3 gの各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であつた。

また、各焼結体の相対密度（100—空孔率：単位 [%]) および引張強さ（単位 [N/mm²]) を測定した。その結果を下記表 19〜表 21に示す。

CD

19 ( 繊： SUS316)

注： MET 1X10 Torr

表 20 ( 繊： Ti)

C I Pの条件仮焼結条件,本焼結条件焼結体の焼結体の

相対密度引張強さ

tt/cm²] 雰囲気時間 [hr] [%] [N/irni²]

1000 1

魏例 7g 27 15 99. 2 630

Arガス 1150 2

tr. r 1丄 n U r U> r U> 丄

魏例 8g 27 40 99. 4 640

Arガス 1150 2

ME 1000 1

難例 9_g 27 80 99. 8 670

Arガス 1150 2

ET 1080 0. 8

難例 10g 27 15 98. 9 620

Arガス 1150 2

ST 1000 1

mug 27 40 99. 2 630

Arガス 1100 2

Arガス 1050 1

難例 12g 27 80 99. 5 650

Arガス 1200 1. 5

1000 1

比較例 2g 96. 5 530

Arガス 1220 2. 5

注： ffiT (ΕΛ= 1 XIO"³ Torr )

^】 20 表 21 ( 繊： W— Ni— Cu ）

注： ffT (ΕΛ=1 10-³ Torr )

各表に示すように、実施例 1 g〜l 8 gの焼結体は、いずれも、仮焼結体に加圧をしていない比較例 1 g〜 3 gに比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

(実施例 1 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、直径 5. ΙππηφΧ深さ 10. 2删（本焼結後の目標寸法：直径 5誦 ΦΧ深さ 1 Omm) の孔を形成した以外は、実施例 1 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 2h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 1 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 2 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 3 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 1 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 3 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 4h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 1 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 4gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 5 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 1 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 5 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 6 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 1 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 6 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(比較例 1 h)

仮焼結体（加圧なし）に対し、その中心部に、直径 5. 15圆深さ 10. 3mm (本焼結後の目標寸法：直径 5mm ΦΧ深さ 10删）の孔を形成した以外は、比較例 l gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 7 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、直径 5. ΙιηιηφΧ深さ 10. 2議（本焼結後の目標寸法：直径 5mm φχ深さ 1 Omm) の孔を形成した以外は、実施例 7 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 8h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 7 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 8 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 9 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 7 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 9 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 1 Oh)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 7 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 10 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 1 1 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 7 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 1 l gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 12 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 7 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 12 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(比較例 2h)

仮焼結体に対し、その中心部に、直径 5. 15議深さ 10. 3隱（本焼結後の目標寸法：直径 5ιηιηφΧ深さ 10隨）の孔を形成した以外は、比較例 2 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 13 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、直径 5. 1誦 ΦΧ深さ 10. 2 MI (本焼結後の目標寸法：直径 5匪 ΦΧ深さ 10mm) の孔を形成した以外は、実施例 1 3 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 14 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 13 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 14gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 1 5 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 13 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 15 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 16 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 13 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 16 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 17h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 13 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 17 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(実施例 18 h)

加圧後の仮焼結体に対し、その中心部に、実施例 13 hと同寸法の孔を形成した以外は、実施例 18 gと同様にして、焼結体（200個）を製造した。

(比較例 3 h)

仮焼結体に対し、その中心部に、直径 5. 15πιιηφΧ深さ 10. 3mm (本焼結後の目標寸法：直径 5匪 ΦΧ深さ 10腦）の孔を形成した以外は、比較例 3 と同様にして、焼結体（200個）を製造した。

<品質 ·特性の評価 >

実施例 1 h〜l 8 hおよび比較例 1 h〜3 hの各焼結体を多方向に切断し、それらの切断端面を目視観察したところ、いずれも、焼結欠陥等は発見されず、良好な品質の焼結体であった。

また、各焼結体の相対密度（100—空孔率：単位 [%]) および引張強さ（単位 [N/mm²]) を測定した。その結果を下記表 22〜表 24に示す。

また、各焼結体の直径および高さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 200 個の平均値）と、各焼結体に形成された孔の直径および深さの寸法誤差（目標寸法に対する誤差： 200個の平均値）とを測定した。これらの結果を下記表 22 〜表 24に示す。表 22 ( 繊： SUS316)

注： ffT (ΕΛ= 1X10 Torr )

¾ 22 表 23 ( 舰： Ti)

注： ET (励 =1Χ10-³ Torr )

¾】23 表 24 ( 繊： W— Ni—Cu^)

C I Pの条件仮焼結条件 ^本焼結条件焼結体の焼結体の寸 [%以内]

相対密度引張強さ

淑 [V] ΕΛ tt/cm²] 雰囲気 rc] 時間 thr] [%] [N/腿²] 雄体外寸孔

E 1200 1. 5

実施例 13 h 35 8 99. 3 430 ±0. 4 ±0. 4

Arガス 1350 2

WST 1200 1. 5

実施例 14 h 35 30 99. 6 460 ±0. 3 ±0. 3

Arガス 1350 2

1200 1. 5

魏例 h 35 65 99. 9 480 ±0. 2 ±0. 25

Arガス 1350 2

MET 1200 1. 5

実施例 16 h 35 8 99. 1 420 ±0. 4 ±0. 4

Arガス 1350 1. 5

1200 1. 5

実施例 17 h 35 30 99. 4 440 ±0. 4 ±0. 4

Arガス 1300 2

E 1200 1. 5

実施例 18 h 35 65 99. 7 470 ±0. 3 ±0. 3

Arガス 1300 1. 5

E 1200 1. 5

比較例 3h 97. 0 350 ±1. 0 ±1. 0

Arガス 1400 2. 5

注： (ΕΛ= 1 X10-³ Τοιτ )

4 各表に示すように、実施例 l h〜 l 8 hの焼結体は、いずれも、仮焼結体に加圧をしていない比較例 1！!〜 3 hに比べ、低い焼結温度または短い焼結時間で、より高密度化が図れ、機械的強度が向上していることが確認された。

また、実施例 1 h〜 1 8 hの焼結体は、いずれも、仮焼結体に加圧をしていない比較例 1 h〜 3 hに比べ、焼結体の全体および孔についての寸法誤差が小さく、高い寸法精度が得られていることが確認された。

以上述べたように、本発明によれば、焼結性が向上し、より高品質の焼結体を得ることができる。特に、最終的に得られた焼結体の密度を高めることができ、機械的強度を向上することができる。

また、高品質を維持しつつ、焼結条件を緩和すること、特に焼結温度を低くすることまたは焼結時間を短縮することができるので、製造が容易であり、焼結炉や焼結治具への負担を軽減することができる。

特に、成形体の加圧を脱脂処理の途中で行う場合には、加圧に伴う成形体の欠陥の発生をより有効に防止することができる。

また、仮焼結後に加圧を行う場合には、加圧に伴う仮焼結体の欠陥の発生をより有効に防止することができる。

また、焼結体の形状、寸法が安定し、寸法精度を高めることができる。特に、機械的加工を施す場合には、加工性が優れ、従来加工が困難であった複雑な形状の加工や硬質金属に対する加工でも容易に可能となり、また、加工部位の寸法精度も高い。産業上の利用可能性本発明の焼結体の製造方法は、例えば、時計の外装部品、アクセサリ一等の貴金属品、メガネフレーム、各種機械部品、工具、重り、ゴルフクラブのヘッド等のスポーツ用品、武器、コインやメダル類等の種々の金属製品の製造に有用である。特に、複雑な形状のもの、高い寸法精度が要求されるものの製造に適している。

Claims

請求の範囲

1 . 金属粉末を含む成形体を製造する工程と、

前記成形体に対し少なくとも 1回脱脂処理する工程と、

脱脂された成形体を少なくとも 1回焼結して焼結体を得る工程とを有し、成形体を製造する工程の終了後、焼結体が完成するまでの間のいずれかのときに、成形体を加圧して圧密化することを特徴とする焼結体の製造方法。

2 . 前記成形体の加圧による圧密化は、前記成形体を製造する工程と、前記成形体を脱脂処理する工程との間に行われる請求の範囲第 1項に記載の焼結体の製造方法。

3 . 加圧により圧密化された成形体に対し、焼結体が完成するまでの間に機械加工を施す請求の範囲第 2項に記載の焼結体の製造方法。

4. 前記成形体の加圧による圧密化は、前記脱脂処理の工程の開始から終了までの間に行われる請求の範囲第 1項に記載の焼結体の製造方法。

5 . 加圧により圧密化された成形体に対し、焼結体が完成するまでの間に機械加工を施す請求の範囲第 4項に記載の焼結体の製造方法。

6 . 前記成形体の加圧による圧密化は、前記脱脂処理の工程と、前記焼結体を得る工程との間に行われる請求の範囲第 1項に記載の焼結体の製造方法。

7 . 加圧により圧密化された成形体に対し、焼結体が完成するまでの間に機械加工を施す請求の範囲第 6項に記載の焼結体の製造方法。

8 . 前記成形体の加圧による圧密化は、前記焼結体を得る工程の開始から終了までの間に行われる請求の範囲第 1項に記載の焼結体の製造方法。

9 . 加圧により圧密化された成形体に対し、焼結体が完成するまでの間に機械加工を施す請求の範囲第 8項に記載の焼結体の製造方法。

1 0 . 前記加圧は、等方的に行われる請求の範囲第 1項ないし第 9項のいずれかに記載の焼結体の製造方法。

1 1 . 前記加圧は、静水圧加圧である請求の範囲第 1 0項に記載の焼結体の製造方法。

1 2 . 前記静水圧加圧は、常温または常温付近の温度で行われる請求の範囲第 1 1項に記載の焼結体の製造方法。

1 3 . 前記加圧の圧力は、 1〜 1 0 0 t/cm² である請求の範囲第 1 0項ないし第 1 2項のいずれかに記載の焼結体の製造方法。

1 4 . 前記成形体の製造は、金属粉末射出成形により行われる請求の範囲第 1 項ないし第 1 3項のいずれかに記載の焼結体の製造方法。

1 5 . 脱脂処理開始前の成形体中における金属粉末の含有量が 7 0〜9 8 wt % である請求の範囲第 1項ないし第 1 4項のいずれかに記載の焼結体の製造方法。

1 6 . 前記金属粉末は、ガスアトマイズ法により製造されたものである請求の範囲第 1項ないし第 1 5項のいずれかに記載の焼結体の製造方法。

1 7 . 金属粉末を含む成形体を製造する工程と、

前記成形体を加圧して圧密化する工程と、

前記加圧がなされた成形体に対し少なくとも 1回脱脂処理する工程と、脱脂された成形体を少なくとも 1回焼結して焼結体を得る工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法。

1 8 . 前記成形体を加圧して圧密化する工程と、前記成形体に脱脂処理するェ程との間に、成形体に対し機械加工する工程を有する請求の範囲第 1 7項に記載の焼結体の製造方法。

1 9 . 金属粉末を含む成形体を製造する工程と、

前記成形体に対し第 1の脱脂処理を施す工程と、

前記成形体を加圧して圧密化する工程と、

脱脂がなされた成形体を少なくとも 1回焼結して焼結体を得る工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法。

2 0 . 前記成形体を加圧して圧密化する工程と、前記成形体に対し第 2の脱脂処理を施す工程との間に、成形体に対し機械加工する工程を有する請求の範囲第 1 9項に記載の焼結体の製造方法。

2 1 . 金属粉末を含む成形体を製造する工程と、

前記成形体に対し少なくとも 1回脱脂処理する工程と、

加圧された仮焼結体をさらに焼結して本焼結する工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法。

2 2 . 前記仮焼結体を加圧して圧密化する工程と、前記本焼結をする工程との間に、加圧された仮焼結体に対し機械加工する工程を有する請求の範囲第 2 1項に記載の焼結体の製造方法。

2 3 . 前記成形体の仮焼結は、少なくとも金属粉末同士の接点が拡散結合した状態となるまで行われる請求の範囲第 2 1項または第 2 2項に記載の焼結体の製造方法。