JPH11181501A

JPH11181501A - 金属粉末および焼結体の製造方法

Info

Publication number: JPH11181501A
Application number: JP9348188A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sakata; 正昭坂田; Masanobu Fujisaki; 昌伸藤崎; Kenichi Shimodaira; 賢一下平; Eiko Nakayama; 英光中山
Original assignee: INJEX KK
Current assignee: INJEX KK
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高い焼結密度の焼結体を得ることができ、ま
た、高品質を維持しつつ焼結温度を低くすることができ
る。【解決手段】本発明の金属粉末は、金属粉末射出成形
（ＭＩＭ：Metal Injection Molding ）法に用いられる
金属粉末であって、主成分がＦｅまたはステンレス鋼の
ようなＦｅ系合金で構成されている。そして、Ｎ（窒
素）がＦｅに対する重量比で０．１〜０．５wt％含まれ
ている。このような金属粉末を用いて金属粉末射出成形
法により得られた成形体を焼結してなる焼結体は、高い
焼結密度および高い機械的強度が得られ、また、焼結温
度の低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉末射出成形
に用いられる金属粉末およびこれを用いた焼結体の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属粉末の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（ＭＩＭ：Metal Inject
ion Molding ）法が知られている。

【０００３】このＭＩＭ法により製造された成形体は、
焼結に供する前に、脱脂処理（脱バインダー処理）が施
される。

【０００４】このようなＭＩＭ法により製造された成形
体の焼結体は、一般の粉末冶金法により得られる焼結体
に比べ、焼結密度（得られた焼結体の密度）が高いとい
う利点がある。

【０００５】ところで、ＭＩＭ法を採用する場合でも、
脱脂処理後の成形体（脱脂体）を焼結するに際しては、
特に、金属組成がＦｅまたはＦｅ系合金のような固相焼
結の場合、高い焼結密度（得られた焼結体の密度）が得
られないという問題があるとともに、高い焼結温度を必
要とするという問題がある。

【０００６】すなわち、焼結密度が低いと、焼結体の機
械的強度が低下し、また、焼結温度が高いと、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
ギーが大きいといった不利がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
焼結密度の焼結体を得ることができ、また、高い品質を
維持しつつ焼結温度を低くすることができる金属粉末お
よび焼結体の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（９）の本発明により達成される。

【０００９】（１）金属粉末射出成形に用いられる金
属粉末であって、主成分がＦｅまたはＦｅ系合金で構成
され、Ｎ（窒素）がＦｅに対する重量比で０．１〜０．
５wt％含まれていることを特徴とする金属粉末。

【００１０】（２）金属粉末射出成形に用いられる金
属粉末であって、主成分がステンレス鋼で構成され、Ｎ
（窒素）がＦｅに対する重量比で０．１〜０．５wt％含
まれていることを特徴とする金属粉末。

【００１１】（３）Ｆｅを４０wt％以上含有する上記
（１）または（２）に記載の金属粉末。

【００１２】（４）前記Ｎは、Ｆｅと固溶した状態で
存在している上記（１）ないし（３）のいずれかに記載
の金属粉末。

【００１３】（５）平均粒径が５０μm 以下である上
記（１）ないし（４）のいずれかに記載の金属粉末。

【００１４】（６）ガスアトマイズ法または水アトマ
イズ法により製造されたものである上記（１）ないし
（５）のいずれかに記載の金属粉末。

【００１５】（７）Ｎ₂ ガスを用いたガスアトマイズ
法により製造されたものである上記（１）ないし（５）
のいずれかに記載の金属粉末。

【００１６】（８）上記（１）ないし（７）のいずれ
かに記載の金属粉末を用いて金属粉末射出成形法により
成形体を製造し、該成形体を焼結して焼結体を得ること
を特徴とする焼結体の製造方法。

【００１７】（９）前記成形体中の前記金属粉末の含
有量が７０〜９７wt％である上記（８）に記載の焼結体
の製造方法。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の金属粉末および焼
結体の製造方法について詳細に説明する。

【００１９】本発明の金属粉末は、金属粉末射出成形
（ＭＩＭ）に用いられるものである。この金属粉末射出
成形法は、複雑で微細な形状の金属焼結品を高い寸法精
度で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。

【００２０】金属粉末を構成する金属材料（以下単に
「金属材料」と言う）の主成分は、ＦｅまたはＦｅ系合
金である。Ｆｅ系合金の場合におけるＦｅ以外の金属と
しては、例えばＮｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、
Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、
Ｎｂ、Ｚｒ等が挙げられ、これらのうちの１種または２
種以上を含有することができる。

【００２１】この場合、Ｆｅ系合金は、Ｆｅに、Ｎｉ、
ＣｏおよびＣｒのうちの少なくとも１種を含む合金であ
るのが好ましく、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０
４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３２９Ｊ１、
ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０、ＳＵＳ６
３０）であるのがより好ましい。

【００２２】また、このようなＦｅ系合金においては、
Ｆｅのもつ優れた強度、靭性、加工のし易さといった特
性を活かすため、Ｆｅを４０wt％以上含有するものであ
るのが好ましい。また、Ｆｅを４０wt％以上含有すれ
ば、ＮのＦｅへの固溶を十分に確保することができる。

【００２３】このような金属材料中には、Ｎ（窒素）が
Ｆｅに対する重量比で０．１〜０．５wt％含まれてお
り、好ましくは０．１５〜０．４５wt％、より好ましく
は０．２５〜０．４２wt％含まれている。

【００２４】この場合、Ｎは、Ｆｅと固溶した状態で存
在していること、すなわち、Ｆｅ原子同士の隙間にＮ原
子が存在するのが好ましい。

【００２５】Ｎを含有することにより、次のような効果
が生じる。

【００２６】金属材料の融点が下がり、焼結性が向上
する。そのため、焼結温度を低くすることができ、焼結
炉や焼結治具への負担を軽減することができ、また、欠
陥のない良好な品質の焼結体が得られ、特に、焼結時の
収縮のバラツキを抑制できるので、寸法精度が向上す
る。

【００２７】焼結温度が低いこととも相まって、焼結
時に結晶粒の粗大化が抑制されるので、気泡（空孔）が
結晶粒界を通って排出され易くなり、焼結体の密度（焼
結密度）が高まる。そのため、焼結体の機械的特性（各
種強度）が向上する。

【００２８】Ｎの含有量を上記に限定した理由は、次の
通りである。

【００２９】Ｎの含有量が低過ぎると、上記および
の効果が十分に得られない。一方、Ｎの含有量が多過ぎ
ると、焼結時に金属拡散そのものに悪影響を与えること
から焼結密度が向上せず、また、Ｆｅ系合金の場合、Ｆ
ｅ以外の金属元素が窒化物を生成することがあり、焼結
性の低下、機械的特性の低下をもたらすおそれがある。

【００３０】このような金属粉末の平均粒径は、特に限
定されないが、５０μm 以下が好ましく、通常、０．１
〜４０μm 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。

【００３１】金属粉末の製造方法は、特に限定されず、
例えばアトマイズ法、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が、Ｎ含有量
の制御がし易いこと、粒径の細かい粉末が比較的容易に
得られること等の点で、ガスアトマイズ法または水アト
マイズ法が好ましい。具体的には、Ｎ₂ ガスを用いたガ
スアトマイズ法、Ｎ₂ ガスおよび水を用いた水アトマイ
ズ法、Ｎ含有溶湯を用いたガスまたは水アトマイズ法が
挙げられる。

【００３２】また、このなかでも特に、Ｎを所定量含有
する金属粉末を容易かつ安価に製造することができると
いう点で、Ｎ₂ ガスを用いた（Ｎ₂ ガスを雰囲気とし
た）ガスアトマイズ法が好ましい。

【００３３】次に、本発明の焼結体の製造方法について
説明する。

【００３４】［１］成形体の製造前述した本発明の金属粉末を用い、金属粉末射出成形法
（ＭＩＭ法）により所望の形状、寸法の成形体を製造す
る。以下、その工程を順次説明する。

【００３５】まず、前述した本発明の金属粉末と結合材
（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。

【００３６】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−酢酸ビニル共重合体などの
ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチ
ルメタ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、ポリ塩化ビニル、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。

【００３７】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、フタル酸エステル
（例：ＤＯＰ、ＤＥＰ、ＤＢＰ）、アジピン酸エステ
ル、ト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。

【００３８】脱脂前の成形体中の金属粉末の含有量は、
７０〜９７wt％程度であるのが好ましく、８０〜９５wt
％程度であるのがより好ましい。７０wt％未満では、成
形体を焼成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や含有Ｃ量が増大する
傾向を示す。また、９７wt％を超えると、相対的に結合
材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
形物の組成が不均一となる。

【００３９】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。

【００４０】混練条件は、用いる金属粉末の粒径、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：２０〜２００
℃程度、混練時間：２０〜２１０分程度とすることがで
きる。混練物は、必要に応じ、ペレット（小塊）化され
る。ペレットの粒径は、例えば、１〜１０mm程度とされ
る。

【００４１】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きる。

【００４２】射出成形の成形条件としては、用いる金属
粉末の粒径、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２０〜２００℃程度、射出圧力が好ましくは３０
〜１５０kgf/cm² 程度とされる。

【００４３】［２］成形体の脱脂前記工程［１］で得られた成形体に脱脂処理（脱バイン
ダー処理）を施す。

【００４４】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１×１０^-1〜１×
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。

【００４５】この場合、熱処理条件としては、好ましく
は温度１００〜７５０℃程度で０．５〜４０時間程度、
より好ましくは温度１５０〜６００℃程度で１〜２４時
間程度とされる。

【００４６】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。

【００４７】なお、この脱脂処理は、結合材や添加剤中
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。

【００４８】［３］成形体の焼結以上のようにして得られた成形体（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。

【００４９】この焼結における焼結温度は、好ましくは
１０００〜１４５０℃程度、より好ましくは１１００〜
１３８０℃程度とされる。

【００５０】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、焼結炉や焼
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、所定量のＮを含有する金属粉末を用
いているため、上述した理由から、焼結温度を下げるこ
とができ、有利である。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】好ましい焼結雰囲気としては、１×１０^-2
Torr 以下（より好ましくは１×１０^-2〜１×１０^-6 T
orr ）の減圧（真空）下、または窒素ガス、アルゴンガ
ス等の不活性ガスであるのが好ましい。

【００５５】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１×１０^-2〜１×１０^-6 Tor
r 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。

【００５６】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。

【００５７】なお、本発明において、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。

【００５８】

【実施例】次に、本発明の金属粉末およびそれを用いた
焼結体の製造方法の具体的実施例について説明する。

【００５９】（実施例１）Ｎ₂ ガスを用いたガスアトマ
イズ法（日新技研社製ガスアトマイズ装置使用）によ
り、平均粒径８μm の含窒素Ｆｅ粉末を製造した。この
とき、Ｎ₂ ガスの流量を調整することにより、金属粉末
中のＦｅに対するＮ量を０〜０．６wt％の範囲で変化さ
せた（図１、図２参照）。

【００６０】Ｎ量の異なる前記各金属粉末について、金
属粉末：９４wt％と、ポリスチレン（ＰＳ）：１．９wt
％、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）：１．８
wt％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、ジブチルフタレート（可塑剤）：０．８
wt％とを混合し、これらを混練機にて１１５℃×１時間
の条件で混練した。

【００６１】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８mm×高さ４
０mmの円柱状の成形体（各２０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
１０kgf/cm² であった。

【００６２】次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用
い、脱脂処理を行った。脱脂条件は、１×１０^-3 Torr
の減圧下で、２５０℃×１時間、続いて４００℃まで昇
温し、１時間保持した。

【００６３】次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用
い、焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、第１の条
件として、Ａｒガス雰囲気中で１２５０℃×３時間、第
２の条件として、Ａｒガス雰囲気中で１３５０℃×３時
間とした。

【００６４】得られた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。

【００６５】また、得られた焼結体の相対密度（１００
−空孔率：単位［％］）および引張強さ（単位［Ｎ/m
m²］）を測定した。用いた金属粉末中のＦｅに対するＮ
量と焼結体の相対密度との関係を図１のグラフに示し、
用いた金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の引張強
さとの関係を図２のグラフに示す。なお、両グラフ中の
値は、Ｎ量が相違する焼結体各２０個の平均値を示す。

【００６６】図１および図２に示すように、Ｆｅに対す
るＮ量が０．１〜０．５wt％の範囲である金属粉末を用
いた場合、各焼結温度において、焼結体の高密度化が図
れ、機械的強度が向上することが確認された。

【００６７】特に、Ｎを実質的に含まない比較例の純Ｆ
ｅ製金属粉末では、相対密度９５％を得るのに１３５０
℃の焼結温度を必要としていたが、本発明では、Ｆｅに
対するＮ量を０．２５〜０．４wt％の範囲としたことに
より、１２５０℃の焼結温度で相対密度９５％以上を達
成することが可能となっており、高品質を維持しつつ焼
結温度の低減を図ることができる。

【００６８】（実施例２）Ｎ₂ ガスを用いたガスアトマ
イズ法（日新技研社製ガスアトマイズ装置使用）によ
り、平均粒径１０μm の含窒素ステンレス（ＳＵＳ３１
６Ｌ／組成：Ｆｅ−18wt％Ｃｒ−12wt％Ｎｉ− 2.5wt％
Ｍｏ合金）粉末を製造した。このとき、Ｎ₂ガスの流量
を調整することにより、金属粉末中のＦｅに対するＮ量
を０〜０．６wt％の範囲で変化させた（図３、図４参
照）。

【００６９】Ｎ量の異なる前記各金属粉末について、金
属粉末：９５wt％と、ポリスチレン（ＰＳ）：１．５wt
％、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）：１．５
wt％およびパラフィンワックス：１．２wt％から構成さ
れる結合材と、ジブチルフタレート（可塑剤）：０．８
wt％とを混合し、これらを混練機にて１１５℃×１時間
の条件で混練した。

【００７０】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８mm×高さ４
０mmの円柱状の成形体（各２０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
１０kgf/cm² であった。

【００７１】次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用
い、脱脂処理を行った。脱脂条件は、１×１０^-3 Torr
の減圧下で、２５０℃×１時間、続いて４００℃まで昇
温し、１時間保持した。

【００７２】次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用
い、焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、第１の条
件として、１×１０^-3 Torr の減圧下で１２５０℃×３
時間、第２の条件として、１×１０^-3 Torr の減圧下で
１３５０℃×３時間とした。

【００７３】得られた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。

【００７４】また、得られた焼結体の相対密度（１００
−空孔率：単位［％］）および引張強さ（単位［Ｎ/m
m²］）を測定した。用いた金属粉末中のＦｅに対するＮ
量と焼結体の相対密度との関係を図３のグラフに示し、
用いた金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の引張強
さとの関係を図４のグラフに示す。なお、両グラフ中の
値は、Ｎ量が相違する焼結体各２０個の平均値を示す。

【００７５】図３および図４に示すように、Ｆｅに対す
るＮ量が０．１〜０．５wt％の範囲である金属粉末を用
いた場合、各焼結温度において、焼結体の高密度化が図
れ、機械的強度が向上することが確認された。

【００７６】特に、Ｎを実質的に含まない比較例のＳＵ
Ｓ３１６Ｌ製金属粉末では、相対密度９７％を得るのに
１３５０℃の焼結温度を必要としていたが、本発明で
は、Ｆｅに対するＮ量を０．２５〜０．４３wt％の範囲
としたことにより、１２５０℃の焼結温度で相対密度９
７％以上を達成することが可能となっており、高品質を
維持しつつ焼結温度の低減を図ることができる。

【００７７】（実施例３）Ｎ₂ ガスを用いたガスアトマ
イズ法（日新技研社製ガスアトマイズ装置使用）によ
り、平均粒径１２μm の含窒素Ｆｅ−８wt％Ｎｉ合金粉
末を製造した。このとき、Ｎ₂ ガスの流量を調整するこ
とにより、金属粉末中のＦｅに対するＮ量を０〜０．６
wt％の範囲で変化させた（図５、図６参照）。

【００７８】Ｎ量の異なる前記各金属粉末について、金
属粉末：９５wt％と、ポリスチレン（ＰＳ）：１．５wt
％、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）：１．５
wt％およびパラフィンワックス：１．２wt％から構成さ
れる結合材と、ジブチルフタレート（可塑剤）：０．８
wt％とを混合し、これらを混練機にて１１５℃×１時間
の条件で混練した。

【００７９】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８mm×高さ４
０mmの円柱状の成形体（各２０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
１０kgf/cm² であった。

【００８０】次に、得られた成形体に対し、脱脂炉を用
い、脱脂処理を行った。脱脂条件は、１×１０^-3 Torr
の減圧下で、２５０℃×１時間、続いて４００℃まで昇
温し、１時間保持した。

【００８１】次に、得られた脱脂体に対し、焼結炉を用
い、焼結を行い、焼結体を得た。焼結条件は、第１の条
件として、１×１０^-3 Torr の減圧下で１２５０℃×３
時間、第２の条件として、１×１０^-3 Torr の減圧下で
１３５０℃×３時間とした。

【００８２】得られた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。

【００８３】また、得られた焼結体の相対密度（１００
−空孔率：単位［％］）および引張強さ（単位［Ｎ/m
m²］）を測定した。用いた金属粉末中のＦｅに対するＮ
量と焼結体の相対密度との関係を図５のグラフに示し、
用いた金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の引張強
さとの関係を図６のグラフに示す。なお、両グラフ中の
値は、Ｎ量が相違する焼結体各２０個の平均値を示す。

【００８４】図５および図６に示すように、Ｆｅに対す
るＮ量が０．１〜０．５wt％の範囲である金属粉末を用
いた場合、各焼結温度において、焼結体の高密度化が図
れ、機械的強度が向上することが確認された。

【００８５】特に、Ｎを実質的に含まない比較例のＦｅ
−８wt％Ｎｉ合金製金属粉末では、相対密度９６％を得
るのに１３５０℃の焼結温度を必要としていたが、本発
明では、Ｆｅに対するＮ量を０．２５〜０．４３wt％の
範囲としたことにより、１２５０℃の焼結温度で相対密
度９６％以上を達成することが可能となっており、高品
質を維持しつつ焼結温度の低減を図ることができる。

【００８６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、品
質が良好で寸法精度の高い焼結体を得ることができる。

【００８７】特に、焼結体の焼結密度を高めることがで
き、その機械的強度の向上が図れる。

【００８８】また、高品質を維持しつつ焼結温度を低く
することができるので、焼結炉や焼結治具への負担を軽
減することができる。

【００８９】また、金属粉末の製造も容易であり、生産
性も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の相対
密度との関係を示すグラフである。

【図２】金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の引張
強さとの関係を示すグラフである。

【図３】金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の相対
密度との関係を示すグラフである。

【図４】金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の引張
強さとの関係を示すグラフである。

【図５】金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の相対
密度との関係を示すグラフである。

【図６】金属粉末中のＦｅに対するＮ量と焼結体の引張
強さとの関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山英光長野県諏訪市湖岸通り一丁目18番12号株式会社インジェックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属粉末射出成形に用いられる金属粉末
であって、主成分がＦｅまたはＦｅ系合金で構成され、Ｎ（窒素）がＦｅに対する重量比で０．１〜０．５wt％
含まれていることを特徴とする金属粉末。
【請求項２】金属粉末射出成形に用いられる金属粉末
であって、主成分がステンレス鋼で構成され、Ｎ（窒素）がＦｅに対する重量比で０．１〜０．５wt％
含まれていることを特徴とする金属粉末。
【請求項３】Ｆｅを４０wt％以上含有する請求項１ま
たは２に記載の金属粉末。
【請求項４】前記Ｎは、Ｆｅと固溶した状態で存在し
ている請求項１ないし３のいずれかに記載の金属粉末。
【請求項５】平均粒径が５０μm 以下である請求項１
ないし４のいずれかに記載の金属粉末。
【請求項６】ガスアトマイズ法または水アトマイズ法
により製造されたものである請求項１ないし５のいずれ
かに記載の金属粉末。
【請求項７】Ｎ₂ ガスを用いたガスアトマイズ法によ
り製造されたものである請求項１ないし５のいずれかに
記載の金属粉末。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の金
属粉末を用いて金属粉末射出成形法により成形体を製造
し、該成形体を焼結して焼結体を得ることを特徴とする
焼結体の製造方法。
【請求項９】前記成形体中の前記金属粉末の含有量が
７０〜９７wt％である請求項８に記載の焼結体の製造方
法。