CN105750536A

CN105750536A - 粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末及烧结体

Info

Publication number: CN105750536A
Application number: CN201511021460.3A
Authority: CN
Inventors: 田村贵之; 中村英文
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-01-06
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2035-12-30
Also published as: JP6314842B2; EP3042974B1; CN105750536B; EP3042974A2; JP2016125103A; US20160194740A1; EP3042974A3

Abstract

涉及粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末及烧结体。粉末冶金用金属粉末，Fe为主成分；含15质量％以上26质量％以下比例Cr；7质量％以上22质量％以下比例Ni；0.3质量％以上1.2质量％以下比例Si；0.005质量％以上0.3质量％以下比例C；将从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf及Ta构成的组中选择的一种元素作为第一元素，将从组中选择的在元素周期表中的族大于第一元素的元素、或从组中选择的在元素周期表中的族与第一元素相同且元素周期表中的周期大于第一元素的元素作为第二元素时，含0.01质量％以上0.5质量％以下比例第一元素，0.01质量％以上0.5质量％以下比例第二元素。具有奥氏体的晶体结构。

Description

粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末及烧结体

技术领域

本发明涉及粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末及烧结体。

背景技术

在粉末冶金法中，将含有金属粉末与粘合剂的组成物成形为所希望的形状而得到成形体后，通过对成形体进行脱脂、烧结，从而制造出烧结体。在这样的烧结体的制造过程中，金属粉末的颗粒彼此之间产生原子的扩散现象，由此成形体渐渐致密化而完成烧结。

例如，在专利文献1中，提出一种粉末冶金用金属粉末，含有Zr及Si，剩余部分由从Fe、Co及Ni构成的组中选择的至少一种和不可避免元素构成。根据这样的粉末冶金用金属粉末，由于Zr的作用使烧结性提高，从而能够容易地制造高密度的烧结体。

另外，例如在专利文献2中公开了一种金属注射成形用组成物，其特征在于，包括：包含0.03重量％以下的C、8～32重量％的Ni、12～32重量％的Cr、1～7重量％的Mo、剩余部分为Fe和不可避免杂质的不锈钢粉100重量份，以及0.1～5.5重量份由平均粒径10～60μm的Ti或者/以及Nb构成的粉的一种以上。通过使用混合了该两个种类粉末的组成物，得到烧结密度高、具备优异耐腐蚀性的烧结体。

并且，例如在专利文献3中公开了一种针型阀用的针型密封件，其特征在于：组成为含有0.95～1.4质量％的C、1.0质量％以下的Si、1.0质量％以下的Mn、16～18质量％的Cr、0.02～3质量％的Nb，剩余部分包含Fe以及不可避免杂质，烧结后的密度为7.65～7.75g/cm³，通过金属注射成形法而成形。由此，得到高密度的针型密封件。

如此得到的烧结体在近年被广泛用于各种机械部件和结构部件等。

然而，根据烧结体的用途，有时也要求更加致密化。此时，虽然通过对烧结体进一步进行热等静压处理(HIP处理)这样的附加处理从而实现高密度化，但是工作量显著增加的同时高成本也不可避免。

因此，更期待实现一种无需施加附加处理等即可制造高密度烧结体的金属粉末。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012-87416号公报

专利文献2：日本专利特开平6-279913号公报

专利文献3：日本专利特开2007-177675公报

发明内容

本发明的目的在于提供可以制造高密度的烧结体的粉末冶金用金属粉末、复合物及造粒粉末，以及使用上述粉末冶金用金属粉末而制造成的高密度的烧结体。

上述目的通过下述的本发明实现。

本发明的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，Fe为主要成分，并且，含有15质量％以上26质量％以下比例的Cr；含有7质量％以上22质量％以下比例的Ni；含有0.3质量％以上1.2质量％以下比例的Si；以及含有0.005质量％以上0.3质量％以下比例的C，当将从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta构成的组中选择的一种元素作为第一元素，将从所述组中选择的在元素周期表中的族大于所述第一元素的一种元素、或者从所述组中选择的在元素周期表中的族与所述第一元素相同且元素周期表中的周期大于所述第一元素的一种元素作为第二元素时，粉末冶金用金属粉末还含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的所述第一元素，含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的所述第二元素。

由此，能够实现合金组成的最优化，并能够促进粉末冶金用金属粉末在烧结时的致密化。其结果，能够在不施加附加处理的情况下，得到可以制造高密度的烧结体的粉末冶金用金属粉末。

在本发明的粉末冶金用金属粉末中优选具有奥氏体的晶体结构。

由此，能够对制造的烧结体赋予高耐腐蚀性和高延伸率。即，能够得到可以制造尽管为高密度但是具有高耐腐蚀性和高延伸率的烧结体的粉末冶金用金属粉末。

在本发明的粉末冶金用金属粉末中，所述第一元素的含有率E1除以所述第一元素的质量数得到的值为X1，所述第二元素的含有率E2除以所述第二元素的质量数得到的值为X2，X1与X2的比率X1/X2优选为0.3以上3以下。

由此，烧成粉末冶金用金属粉末时，能够最优化第一元素的碳化物等的析出与第二元素的碳化物等的析出的定时偏差。其结果，由于能够将残存在成形体中的空孔从内侧依次扫出地排出，所以能够将烧结体中生成的空孔抑制为最小限度。因此，能够得到可以制造出高密度且烧结体特性优异的烧结体的粉末冶金用金属粉末。

在本发明的粉末冶金用金属粉末中，所述第一元素的含有率与所述第二元素的含有率的合计优选为0.05质量％以上0.6质量％以下。

由此，制得的烧结体成为具备必要且充分的高密度的烧结体。

在本发明的粉末冶金用金属粉末中，更优选为含有1质量％以上5质量％以下比例的Mo。

由此，能够不造成制造的烧结体的密度大幅度降低，从而能够更加强化烧结体的耐腐蚀性。

在本发明的粉末冶金用金属粉末中，平均粒径优选为0.5μm以上3.0μm以下。

由此，由于在烧结体中残存的空孔变得极少，所以能够制造出特别高密度且机械性能优异的烧结体。

本发明的复合物，其特征在于，含有：本发明的粉末冶金用金属粉末；以及将上述粉末冶金用金属粉末的颗粒彼此粘合的粘合剂。

由此，能够得到可以制造高密度的烧结体的复合物。

本发明的造粒粉末，其特征在于，通过对本发明的粉末冶金用金属粉末进行造粒而形成。

由此，能够得到可以制造高密度的烧结体的造粒粉末。

本发明的烧结体，其特征在于，通过烧结粉末冶金用金属粉末而制得，该粉末冶金用金属粉末的主要成分为Fe，并且，含有15质量％以上26质量％以下比例的Cr；含有7质量％以上22质量％以下比例的Ni；含有0.3质量％以上1.2质量％以下比例的Si，以及含有0.005质量％以上0.3质量％以下比例的C，当将从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta构成的组中选择的一种元素作为第一元素，将从所述组中选择的在元素周期表中的族大于所述第一元素的一种元素、或者从所述组中选择的在元素周期表中的族与所述第一元素相同、且元素周期表中的周期大于所述第一元素的一种元素作为第二元素时，所述粉末冶金用金属粉末还含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的所述第一元素，含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的所述第二元素。

由此，不施加附加处理的情况下，也能够得到高密度的烧结体。

本发明的烧结体优选包括呈颗粒状且氧化硅的含有率相对高的第一区域；以及氧化硅的含有率比上述第一区域相对低的第二区域。

由此，能够实现晶体内部的氧化物浓度降低，并实现抑制晶粒的显著增长，能够得到高密度且机械性能优异的烧结体。

具体实施方式

下面，对本发明的粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末及烧结体进行详细说明。

粉末冶金用金属粉末

首先，对本发明的粉末冶金用金属粉末进行说明。

在粉末冶金中，通过将含有粉末冶金用金属粉末与粘合剂的组成物成形为所希望的形状后进行脱脂、烧结，从而能够得到所希望形状的烧结体。根据这样的粉末冶金技术，与其他的冶金技术相比，具有能够在近净形状下(接近于最终形状的形状)制造出复杂且微细形状的烧结体的优点。

作为用于粉末冶金的粉末冶金用金属粉末，现有技术中，通过适当改变其组成，不断尝试实现制造的烧结体的高密度化。但是，由于烧结体容易形成空孔，所以为了得到与锭材相同的机械性能，需要烧结体实现进一步高密度化。

因此，现有技术中，通过对得到的烧结体进一步施加热等静压处理(HIP处理)等附加处理，从而实现高密度化。然而，这样的附加处理由于伴随着大量的精力与成本，所以成为扩大烧结体用途时的障碍。

鉴于上述的问题，本发明人对不施加附加处理而得到高密度的烧结体的条件进行了反复研究。其结果，通过将构成金属粉末的合金的组成进行最优化，从而发现能够实现烧结体的高密度化的组成，完成了本发明。

具体而言，本发明的粉末冶金用金属粉末是如下的金属粉末：含有15质量％以上26质量％以下比例的Cr；含有7质量％以上22质量％以下比例的Ni；含有0.3质量％以上1.2质量％以下比例的Si；含有0.005质量％以上0.3质量％以下比例的C；含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的后述第一元素；含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的后述第二元素；剩余部分由Fe以及其他元素构成。根据这样的金属粉末，实现合金组成的最优化的结果，能够特别提高烧结时的致密化。其结果，能够在不施加附加处理的情况下，制造高密度的烧结体。

而且，通过实现烧结体的高密度化，能够得到机械性能优异的烧结体。这样的烧结体也可以广泛适用于例如机械部件和结构部件这种施加外力(负荷)的用途。

此外，第一元素是从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta这7种元素构成的组中选择的一种元素，第二元素是如下的元素：是从由上述7种元素构成的组中选择的一种元素、且在元素周期表中的族大于第一元素，或者是从由上述7种元素构成的组中选择的一种元素、同时在元素周期表中的族与被选作第一元素的元素相同、且在元素周期表中的周期大于第一元素。

下面，对本发明的粉末冶金用金属粉末的合金组成进一步进行详细说明。另外，在下面的说明中，有时将粉末冶金用金属粉末简单地称为“金属粉末”。

Cr(铬)是对制造的烧结体赋予耐腐蚀性的元素，通过使用含有Cr的金属粉末，能够得到可以长期维持高机械性能的烧结体。

金属粉末中Cr的含有率为15质量％以上26质量％以下，优选为15.5质量％以上25质量％以下，更优选为16质量％以上21质量％以下，进一步优选为16质量％以上20质量％以下。Cr的含有率低于上述下限值时，根据整体的组成，制造的烧结体的耐腐蚀性变得不充分。另一方面，Cr的含有率超过上述上限值时，根据整体的组成，烧结性降低，烧结体的高密度化变得困难。

另外，根据后述Ni与Mo的含有率，规定Cr的含有率进一步优选的范围。例如，Ni的含有率为7质量％以上22质量％以下，并且，Mo的含有率小于1.2质量％时，Cr的含有率进一步优选为18质量％以上20质量％以下。另一方面，Ni的含有率为10质量％以上22质量％以下，并且，Mo的含有率在1.2质量％以上5质量％以下时，Cr的含有率进一步优选为16质量％以上且小于18质量％。

Ni同样是对制造的烧结体赋予耐腐蚀性与耐热性的元素。

在金属粉末中Ni的含有率为7质量％以上22质量％以下，优选为7.5质量％以上17质量％以下，更优选为8质量％以上15质量％以下。通过将Ni的含有率设定在上述范围内，能够得到长期机械性能优异的烧结体。

另外，Ni的含有率低于上述下限值时，根据整体的组成，可能导致无法充分提高制造的烧结体的耐腐蚀性与耐热性，另一方面，Ni的含有率超过上述上限值时，反而有可能会降低耐腐蚀性与耐热性。

Si(硅)是对制造的烧结体赋予耐腐蚀性及高机械性能的元素，通过使用含有Si的金属粉末，能够得到可以长期维持高机械性能的烧结体。

金属粉末中Si的含有率为0.3质量％以上1.2质量％以下，优选为0.4质量％以上1质量％以下，更优选为0.5质量％以上0.9质量％以下。Si的含有率低于上述下限值时，根据整体的组成，由于添加Si的效果变得不足，所以制造的烧结体的耐腐蚀性与机械性能降低。另一方面，Si的含有率超过上述上限值时，根据整体的组成，由于Si变得过多，反而耐腐蚀性与机械性能降低。

C(碳)通过与后述第一元素和第二元素组合使用，能够特别提高烧结性。具体而言，通过将第一元素和第二元素分别与C结合，生成碳化物。通过分散析出该碳化物，产生防止晶粒显著增长的效果。虽然能够获得这种效果的明确理由尚不可知，但是作为理由之一，可以考虑是由于分散后的析出物形成障碍而阻碍晶粒的显著增长，从而抑制晶粒尺寸的偏差。由此，烧结体中难以生成空孔，并且防止了晶粒的膨胀，从而获得高密度且高机械性能的烧结体。

在金属粉末中C的含有率为0.005质量％以上0.3质量％以下，优选为0.008质量％以上0.15质量％以下，更优选为0.01质量％以上0.08质量％以下。C的含有率低于上述下限值时，根据整体的组成，晶粒变得容易增长，烧结体的机械性能变得不充分。另一方面，C的含有率超过上述上限值时，根据整体的组成，由于C变得过多，反而烧结性降低。

第一元素以及第二元素析出碳化物和氧化物(以下，也称为“碳化物等”)。而且可以认为，当金属粉末烧结时，该析出的碳化物等会阻碍晶粒的显著增长。其结果，如前所述，在烧结体中难以产生空孔，并且防止了晶粒的膨胀，从而可以获得高密度且高机械性能的烧结体。

而且，详细情况将在后文说明，析出的碳化物等在晶界处促进氧化硅的集聚，其结果，既抑制了晶粒的膨胀，又实现了促进烧结及高密度化。

但是，第一元素和第二元素是从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta构成的组中选择的两种元素，优选为含有属于长式元素周期表的3A族或4A族的元素(Ti、Y、Zr、Hf)。通过使第一元素和第二元素中的至少一方含有属于3A族或4A族的元素，除去金属粉末中含有的作为氧化物的氧，从而特别能够提高金属粉末的烧结性。

另外，第一元素如前所述是从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta构成的组中选择的一种元素即可，优选为上述组中属于长式元素周期表的3A族或4A族的元素。上述组中属于3A族或4A族的元素可以除去金属粉末中包含的作为氧化物的氧，从而特别能够提高金属粉末的烧结性。由此，能够实现降低烧结后晶粒内残存的氧浓度。其结果，能够降低烧结体的含氧率，实现高密度化。而且可以认为，由于这些元素是高活性元素，因此导致原子迅速扩散。因此，该原子扩散形成为驱动力，使得金属粉末的粒子之间的距离有效地缩短，并且在粒子间形成颈部，从而促进了成形体的致密化。其结果，能够进一步实现烧结体的高密度化。

另一方面，第二元素如前所述是从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta构成的组中选择的一种元素、且与第一元素不同即可，优选为上述组中属于长式元素周期表的5A族的元素。上述组中属于5A族的元素尤其能够高效地析出上述碳化物等，因而能够有效阻碍烧结时晶粒的显著增长。其结果，能够促进微小晶粒的生成，实现烧结体的高密度化以及机械性能的提高。

此外，通过组合如上所述元素构成的第一元素和第二元素，能够互不妨碍地发挥各自的效果。因此，含有这种第一元素和第二元素的金属粉末能够制造密度特别高的烧结体。

而且，更优选的是，采用第一元素为属于4A族的元素、第二元素为Nb的组合。

而且，进一步优选的是，采用第一元素为Zr或Hf、第二元素为Nb的组合。

通过采用这种组合，上述效果会变得更加显著。

而且，在这些元素中，由于Zr是铁素体形成元素，因此能够析出体心立方晶格相。该体心立方晶格相比其他晶格相具有更优异的烧结性，因而有助于实现烧结体的高密度化。

金属粉末中的第一元素的含有率为0.01质量％以上0.5质量％以下，优选为0.03质量％以上0.2质量％以下，更优选为0.05质量％以上0.1质量％以下。如果第一元素的含有率低于上述下限值，根据整体的组成，由于添加第一元素的效果变得不充分，因此导致制得的烧结体的高密度化变得不充分。另一方面，如果第一元素的含有率超过上述上限值，根据整体的组成，由于第一元素过多，因此导致前述碳化物等的比率过多，反而破坏了高密度化。

金属粉末中的第二元素的含有率为0.01质量％以上0.5质量％以下，优选为0.03质量％以上0.2质量％以下，更优选为0.05质量％以上0.1质量％以下。如果第二元素的含有率低于上述下限值，根据整体的组成，由于添加第二元素的效果变得不充分，因此导致制得的烧结体的高密度化变得不充分。另一方面，如果第二元素的含有率超过上述上限值，根据整体的组成，由于第二元素过多，因此导致前述碳化物等的比率过多，反而破坏了高密度化。

此外，如前所述，第一元素和第二元素分别析出碳化物等，如前所述选择属于3A族或4A族的元素作为第一元素，如前所述选择属于5A族的元素作为第二元素，这种情况下，当烧结金属粉末时，可以推测第一元素的碳化物等的析出定时与第二元素的碳化物等的析出定时相互之间出现偏差。可以认为，由于这种碳化物等的析出定时偏差，使得烧结缓慢进行，从而抑制了空孔的生成，获得致密的烧结体。即，由于第一元素的碳化物等与第二元素的碳化物等两者的存在，既能够实现高密度化，又能够抑制晶粒的膨胀。

另外，第一元素的含有率与第二元素的含有率的比率优选为，在考虑了选作第一元素的元素的质量数与选作第二元素的元素的质量数的基础上进行设定。

具体而言，将第一元素的含有率E1(质量％)除以第一元素的质量数之后得到的值作为指数X1，将第二元素的含有率E2(质量％)除以第二元素的质量数之后得到的值作为指数X2时，指数X1相对于指数X2的比率X1/X2优选为0.3以上3以下，更优选为0.5以上2以下，进一步优选为0.75以上1.3以下。通过将X1/X2设定在上述范围内，能够使第一元素的碳化物等的析出定时与第二元素的碳化物等的析出定时的偏差达到最优。由此，能够将残存在成形体中的空孔从内侧依次扫出地排出，因而能够将烧结体中产生的空孔抑制为最小限度。因此，通过将X1/X2设定在上述范围内，能够得到可以制造高密度的、机械性能优异的烧结体的金属粉末。而且，由于第一元素的原子数与第二元素的原子数的平衡达到最优化，可以相乘地发挥第一元素带来的效果与第二元素带来的效果，从而能够得到密度特别高的烧结体。

在此，对于第一元素和第二元素的具体组合的例子，基于上述比率X1/X2的范围，也算出含有率E1(质量％)与含有率E2(质量％)的比率E1/E2。

例如，第一元素为Zr、第二元素为Nb的情况下，由于Zr的质量数为91.2、Nb的质量数为92.9，因此，E1/E2优选为0.29以上2.95以下，更优选为0.49以上1.96以下。

另外，第一元素为Hf、第二元素为Hb的情况下，由于Hf的质量数为178.5、Nb的质量数为92.9，因此，E1/E2优选为0.58以上5.76以下，更优选为0.96以上3.84以下。

另外，第一元素为Ti、第二元素为Nb的情况下，由于Ti的质量数为47.9、Nb的质量数为92.9，因此，E1/E2优选为0.15以上1.55以下，更优选为0.26以上1.03以下。

另外，第一元素为Nb、第二元素为Ta的情况下，由于Nb的质量数为92.9、Ta的质量数为180.9，因此，E1/E2优选为0.15以上1.54以下，更优选为0.26以上1.03以下。

另外，第一元素为Y、第二元素为Nb的情况下，由于Y的质量数为88.9、Nb的质量数为92.9，因此，E1/E2优选为0.29以上2.87以下，更优选为0.48以上1.91以下。

另外，第一元素为V、第二元素为Nb的情况下，由于V的质量数为50.9、Nb的质量数为92.9，因此，E1/E2优选为0.16以上1.64以下，更优选为0.27以上1.10以下。

另外，第一元素为Ti、第二元素为Zr的情况下，由于Ti的质量数为47.9、Zr的质量数为91.2，因此，E1/E2优选为0.16以上1.58以下，更优选为0.26以上1.05以下。

另外，第一元素为Zr、第二元素为Ta的情况下，由于Zr的质量数为91.2、Ta的质量数为180.9，因此，E1/E2优选为0.15以上1.51以下，更优选为0.25以上1.01以下。

另外，第一元素为Zr、第二元素为V的情况下，由于Zr的质量数为91.2、V的质量数为50.9，因此，E1/E2优选为0.54以上5.38以下，更优选为0.90以上3.58以下。

此外，对于上述以外的组合，也可以与上述同样地算出E1/E2。

另外，关于第一元素的含有率E1与第二元素的含有率E2的合计(E1+E2)，优选为0.05质量％以上0.6质量％以下，更优选为0.10质量％以上0.48质量％以下，进一步优选为0.12质量％以上0.24质量％以下。通过将第一元素的含有率与第二元素的含有率的合计设定在上述范围内，能够使制得的烧结体获得必要和充分的高密度化。

另外，当第一元素的含有率和第二元素的含有率的合计与Si的含有率的比率为(E1+E2)/Si时，(E1+E2)/Si优选为0.1以上0.7以下，更优选为0.15以上0.6以下，进一步优选为0.2以上0.5以下。通过将(E1+E2)/Si设定在上述范围内，通过添加第一元素和第二元素，充分弥补了添加Si时导致的韧性降低等。其结果，能够得到可以制造尽管是高密度、但是具有优异韧性等机械性能的、且具有源自于Si的耐腐蚀性也优异的烧结体的金属粉末。

而且，可以认为通过适量添加第一元素和第二元素，在烧结体中的晶界处，第一元素的碳化物等以及第二元素的碳化物等形成“核”，引起氧化硅的集聚。通过氧化硅集聚在晶界处，由于晶粒内的氧化物浓度降低，从而促进烧结。其结果，可以认为进一步促进了烧结体的高密度化。

进一步，由于析出的氧化硅在集聚过程中容易移动到晶界的三相点，从而抑制了该点处的结晶生长(钉扎效应)。其结果，抑制了晶粒的显著增长，获得具有更微小结晶的烧结体。这种烧结体的机械性能特别高。

而且，如前所述，集聚的氧化硅容易位于晶界的三相点处，因而具有成形为颗粒状的倾向。因此，在烧结体中容易形成呈这种颗粒状的、氧化硅的含有率相对较高的第一区域，以及氧化硅的含有率相对低于第一区域的第二区域。由于第一区域的存在，如前所述，可降低结晶内部的氧化物浓度并且抑制晶粒的显著增长。

此外，使用电子束显微分析仪(EPMA：ElectronProbeMicro-Analyzer)分别对第一区域以及第二区域进行定性定量分析，在第一区域中以O(氧)为主要元素，而在第二区域中以Fe为主要元素。如前所述，第一区域主要存在于晶界处，而第二区域主要存在于晶粒内。由此，在第一区域中，将O和Si这两种元素的含有率之和与Te的含有率相比较时，两种元素的含有率之和多于Te的含有率。另一方面，在第二区域中，O和Si这两种元素的含有率之和比Fe的含有率绝对得小。由此可知，在第一区域中实现了Si和O的集聚。具体而言，在第一区域中，Si的含有率与O的含有率之和优选为Fe的含有率的1.5倍以上10000倍以下。而且，第一区域中的Si的含有率优选为第二区域中的Si的含有率的3倍以上10000倍以下。

进一步，虽然根据组成比例存在不同情况，但第一元素的含有率和第二元素的含有率中的至少一方满足第一区域>第二区域的关系。这表示，在第一区域中，前述第一元素的碳化物等、第二元素的碳化物等成为了氧化硅集聚时的核。作为具体例，第一区域中的第一元素的含有率优选为第二区域中的第一元素的含有率的3倍～10000倍。同样，第一区域中的Nb的含有率优选为第二区域中的Nb的含有率的3倍以上10000倍以下。

此外，可以认为如上所述的氧化硅的集聚是实现烧结体的致密化的一个原因。因此可以认为，即使是通过本发明实现了高密度化的烧结体，根据组成比例，也存在氧化硅没有产生集聚的情况。

另外，形成颗粒状的第一区域的直径根据烧结体整体中的Si含有率而不同，但该直径大约为0.5μm以上15μm以下，优选为1μm以上10μm以下。由此，既能够抑制伴随着氧化硅的集聚而导致的烧结体的机械性能的降低，又能够充分促进烧结体的高密度化。

另外，第一区域的直径，在烧结体的截面的电子显微镜照片中，能够作为具有与根据浓淡确定的第一区域的面积相同面积的圆的直径(圆当量直径)的平均值而求得。求平均值时使用10个以上的测定值。

并且，当第一元素的含有率和第二元素的含有率的合计相对于C的含有率的比率为(E1+E2)/C时，(E1+E2)/C优选为1以上16以下，更优选为2以上13以下，进一步优选为3以上10以下。通过将(E1+E2)/C设定在上述范围内，能够兼顾添加C时的硬度上升以及韧性降低，和通过添加第一元素和第二元素实现高密度化。其结果，能够得到可以制造抗拉强度和韧性这种机械性能优异的烧结体的金属粉末。

此外，金属粉末中可以含有从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta构成的组中选择的两种元素，还可以进一步含有从该组中选择的、与该两种元素不同的元素。即，金属粉末中可以含有从上述组中选择的三种以上的元素。由此，虽然根据不同的组合方法会制得有些微差别的金属粉末，但能够进一步增强前述的效果。

本发明的粉末冶金用金属粉末除了这些元素之外，根据需要可以含有Mn、Mo、Cu、N及S中的至少一种。另外，有时也不可避免地含有这些元素。

Mn与Si相同，是对制造的烧结体赋予耐腐蚀性及高机械性能的元素。

金属粉末中Mn的含有率并未特别限定，优选为0.01质量％以上3质量％以下，更优选为0.05质量％以上1质量％以下。通过将Mn的含有率设定在上述范围内，能够得到高密度且机械性能优异的烧结体。

另外，当Mn的含有率低于上述下限值时，根据整体的组成，存在不能充分提高制造的烧结体的耐腐蚀性和机械性能的可能性，另一方面，当Mn的含有率超过上述上限值时，反而存在耐腐蚀性和机械性能降低的可能性。

Mo是强化制造的烧结体的耐腐蚀性的元素。

金属粉末中Mo的含有率并未特别限定，优选为1质量％以上5质量％以下，更优选为1.2质量％以上4质量％以下，进一步优选为2质量％以上3质量％以下。通过将Mo的含有率设定在上述范围内，能够不导致制造的烧结体的密度大幅度降低，而更强化烧结体的耐腐蚀性。

Cu是强化制造的烧结体的耐腐蚀性的元素。

金属粉末中Cu的含有率并未特别限定，优选为5质量％以下，更优选为1质量％以上4质量％以下。通过将Cu的含有率设定在上述范围内，能够不导致制造的烧结体的密度大幅度降低，而更强化烧结体的耐腐蚀性。

N是提高制造的烧结体的屈服强度等机械性能的元素。

金属粉末中N的含有率并未特别限定，优选为0.03质量％以上1质量％以下，更优选为0.08质量％以上0.3质量％以下，进一步优选为0.1质量％以上0.25质量％以下。通过将N的含有率设定在上述范围内，能够不导致制造的烧结体的密度的大幅度降低，而更加提高烧结体的屈服强度等机械性能。

另外，制造添加有N的金属粉末时，使用例如，使用氮化后的原料的方法、对熔融金属导入氮气的方法、对制造的金属粉末施加氮化处理的方法等。

S是提高制造的烧结体的切削性能的元素。

金属粉末中S的含有率并未特别限定，优选为0.5质量％以下，更优选为0.01质量％以上0.3质量％以下。通过将S的含有率设定在上述范围内，能够不导致制造的烧结体的密度的大幅度降低，而更加提高制造的烧结体的切削性能。

另外，在本发明的粉末冶金用金属粉末中，还可以添加W、Co、B、Se、Te、Pd、Al等。这种情况下，这些元素的含有率并未特别限定，分别优选为小于0.1质量％，且合计小于0.2质量％。此外，有时也不可避免地含有这些元素。

并且，在本发明的粉末冶金用金属粉末中可以含有杂质。作为杂质可以列举上述元素以外的所有元素，具体而言，例如可以列举Li、Be、Na、Mg、P、K、Ca、Sc、Zn、Ga、Ge、Ag、In、Sn、Sb、Os、Ir、Pt、Au、Bi等。这些杂质的混入量优选设定为，各个元素的含有量少于Fe、Cr、Ni、Si、第一元素和第二元素的各含有量。另外，这些杂质的混入量优选设定为各个元素小于0.03质量％，更优选设定为小于0.02质量％。而且，优选为总计不足0.3质量％，更优选为总计不足0.2质量％。此外，如果这些元素的含有率在上述范围内，由于不会妨碍前述的效果，因而可以有意识地添加这些元素。

另一方面，虽然O(氧)也可以有意添加或者不可避免地混入，其含量优选为约0.8质量％以下，更优选为约0.5质量％以下。通过将金属粉末中的氧含量控制在这个程度，从而烧结性变高，能够得到高密度且机械性能优异的烧结体。此外，虽然没有特别设定下限值，从量产容易性等的观点出发，优选为0.03质量％以上。

Fe是构成本发明的粉末冶金用金属粉末的合金中含有率最高的成分(主要成分)，对烧结体的特性造成很大影响。Fe的含有率并未特别限定，优选为50质量％以上。

另外，例如可以通过JISG1257(2000)规定的钢铁-原子吸收光谱分析法、JISG1258(2007)规定的钢铁-ICP发射光谱分析法、JISG1253(2002)规定的钢铁-火花放电原子发射光谱分析法、JISG1256(1997)规定的钢铁-X射线荧光光谱分析法、JISG1211～G1237规定的重量、滴定、吸光光度法等，来确定粉末冶金用金属粉末的组成比例。具体而言，例如可以列举SPECTRO公司制造的固体发射光谱分析装置(火花放电原子发射光谱分析装置、型号：SPECTROLAB、规格：LAVMB08A)、以及(株式会社)Rigaku制造的ICP装置(CIROS120型号)。

此外，JISG1211～G1237如下所述。

JISG1211(2011)钢铁-碳定量方法

JISG1212(1997)钢铁-硅定量方法

JISG1213(2001)钢铁中的锰定量方法

JISG1214(1998)钢铁-磷定量方法

JISG1215(2010)钢铁-硫磺定量方法

JISG1216(1997)钢铁-镍定量方法

JISG1217(2005)钢铁-铬定量方法

JISG1218(1999)钢铁-钼定量方法

JISG1219(1997)钢铁-铜定量方法

JISG1220(1994)钢铁-钨定量方法

JISG1221(1998)钢铁-钒定量方法

JISG1222(1999)钢铁-钴定量方法

JISG1223(1997)钢铁-钛定量方法

JISG1224(2001)钢铁中的铝定量方法

JISG1225(2006)钢铁-砷定量方法

JISG1226(1994)钢铁-锡定量方法

JISG1227(1999)钢铁中的硼定量方法

JISG1228(2006)钢铁-氮定量方法

JISG1229(1994)钢-铅定量方法

JISG1232(1980)钢中的锆定量方法

JISG1233(1994)钢-硒定量方法

JISG1234(1981)钢中的碲定量方法

JISG1235(1981)钢铁中的锑定量方法

JISG1236(1992)钢中的钽定量方法

铌JISG1237(1997)钢铁-铌定量方法

另外，当确定C(碳)以及S(硫)时，特别也使用JISG1211(2011)规定的氧气流燃烧(高频感应加热炉燃烧)-红外吸收法。具体而言，可以列举LECO公司制造的碳/硫分析装置CS-200。

并且，当确定N(氮)以及O(氧)时，特别也使用JISG1228(2006)规定的钢铁的氮定量方法、JISZ2613(2006)规定的金属材料的氧定量方法。具体而言，可以列举LECO公司制造的氧/氮分析装置TC-300/EF-300。

另外，本发明的粉末冶金用金属粉末优选具有奥氏体的晶体结构。奥氏体的晶体结构对烧结体赋予高耐腐蚀性并赋予高延伸率。因此，具有这种晶体结构的粉末冶金用金属粉末尽管为高密度，但是也能够制造具有高耐腐蚀性与高延伸率的烧结体。

另外，粉末冶金用金属粉末是否具有奥氏体的晶体结构，例如能够通过X射线衍射法进行判定。

另外，本发明的粉末冶金用金属粉末的平均粒径优选为0.5μm以上30μm以下，更优选为1μm以上20μm以下，进一步优选为2μm以上10μm以下。通过使用这样的粒径的粉末冶金用金属粉末，由于残存在烧结体中的空孔极少，所以能够制造特别高密度且机械性能优异的烧结体。

另外，平均粒径在通过激光衍射法得到的质量基准下的累积粒度分布中，作为累积量从小径侧成为50％时的粒径而求得。

另外，当粉末冶金用金属粉末的平均粒径低于上述下限值时，成形难的形状的情况下，存在成形性降低，烧结密度降低的可能性，当超过上述上限值时，由于成形时颗粒间的间隙变大，终究也存在烧结密度降低的可能性。

另外，粉末冶金用金属粉末的粒度分布优选尽量狭窄。具体而言，如果粉末冶金用金属粉末的平均粒径在上述范围内，则最大粒径优选在200μm以下，更优选为150μm以下。通过将粉末冶金用金属粉末的最大粒径控制在上述范围内，能够使粉末冶金用金属粉末的粒度分布更狭窄，能够实现烧结体的更高密度化。

另外，上述最大粒径是指在通过激光衍射法得到的质量基准下的累积粒度分布中，累积量从小径侧成为99.9％时的粒径。

另外，将粉末冶金用金属粉末的颗粒的短径设为S[μm]，长径设为L[μm]时，以S/L定义的长宽比的平均值优选为大约0.4以上1以下，更优选为大约0.7以上1以下。这样的长宽比的粉末冶金用金属粉末由于其形状比较接近球形，所以提高成形时的填充率。其结果，能够实现烧结体的更高密度化。

另外，上述长径是指在颗粒的投影图像中能够取得的最大长度，上述短径是指在与长径正交方向上能够取得的最大长度。另外，长宽比的平均值作为测定100个以上颗粒的长宽比的值的平均值而求得。

另外，本发明的粉末冶金用金属粉末的振实密度优选为3.5g/cm³以上，更优选为4g/cm³以上。如果是这样振实密度大的粉末冶金用金属粉末，则得到成形体时，颗粒间的填充性变得特别高。因此，最终能够得到特别致密的烧结体。

另外，本发明的粉末冶金用金属粉末的比表面积并未特别限定，优选为0.1m²/g以上，更优选为0.2m²/g以上。如果是这样比表面积大的粉末冶金用金属粉末，则由于表面的活性(表面能量)增高，所以即使赋予较少的能量也能够容易地烧结。因此，烧结成形体时，难以产生成形体的内侧与外侧烧结速度的差，能够抑制在内侧残留空孔而烧结密度降低。

烧结体的制造方法

下面，对使用这样的本发明的粉末冶金用金属粉末制造烧结体的方法进行说明。

制造烧结体的方法具有：A、准备烧结体制造用的组成物的组成物配制工序；B、制造成形体的成形工序；C、施加脱脂处理的脱脂工序；以及D、进行烧成的烧成工序。下面，依次对各个工序进行说明。

A、组成物配制工序

首先，准备本发明的粉末冶金用金属粉末和粘合剂，通过混炼机将其混炼，从而得到混炼物。

在该混炼物(本发明的复合物的实施方式)中，粉末冶金金属粉末均匀分散。

本发明的粉末冶金用金属粉末，通过例如，雾化法(例如，水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法等)、还原法、羧酸法、粉碎法等各种粉末化方法而制造。

其中，本发明的粉末冶金用金属粉末优选为通过雾化法制造而成，更优选为通过水雾化法或高速旋转水流雾化法制造而成。雾化法是通过使熔融金属(金属溶液)与高速喷射的流体(液体或气体)碰撞，使熔融金属粉末化并冷却，从而制造金属粉末的方法。通过这样的雾化法制造粉末冶金用金属粉末，能够有效制造极其细小的粉末。另外，得到的粉末的颗粒形状由于表面张力的作用而接近球形。因此，成形时能够得到高填充率。即，能够得到可以制造高密度的烧结体的粉末。

另外，作为雾化法，当使用水雾化法时，向熔融金属喷射的水(下面，成为“雾化水”。)的压力并未特别限定，优选为大约75MPa以上120MPa以下(750kgf/cm²以上1200kgf/cm²以下)，更优选为大约90MPa以上120MPa以下(900kgf/cm²以上1200kgf/cm²以下)。

另外，雾化水的水温也未特别限定，优选为大约1℃以上20℃以下。

并且，雾化水在熔融金属的下落路径上具有顶点，以外径向下方渐减的圆锥状喷射的情况为多。此时，雾化水形成的圆锥的顶角θ优选为大约10°以上40°以下，更优选为大约15°以上35°以下。由此，能够可靠地制造如上所述的组成的粉末冶金用金属粉末。

另外，根据水雾化法(特别是高速旋转水流雾化法)，能够特别快速冷却熔融金属。因此，在广泛的合金组成中能够得到高品质的粉末。

另外，在雾化法中冷却熔融金属时的冷却速度优选为1×10⁴℃/s以上，更优选为1×10⁵℃/s以上。通过这种快速的冷却，能够得到均质的粉末冶金用金属粉末。其结果能够得到高品质的烧结体。

另外，根据需要，可以对如此得到的粉末冶金用金属粉末进行分级。作为分级的方法，例如可以举出筛选分级、惯性分级、离心分级之类的干式分级、沉降分级之类的湿式分级等。

另一方面，作为粘合剂，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等丙烯酸类树脂、聚苯乙烯等苯乙烯类树脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或这些的共聚物等各种树脂、各种蜡、石蜡、高级脂肪酸(例如硬脂酸)、高级醇、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸酰胺等各种有机粘合剂，并且能够使用这些中的一种或两种以上混合使用。

另外，粘合剂的含有率优选为大约混炼物整体的2质量％以上20质量％以下，更优选为大约5质量％以上10质量％以下。通过粘合剂的含有率在上述范围内，能够形成成形性好的成形体，并能够提高密度，能够使成形体的形状的安定性等特别优异。另外，由此，能够使成形体与脱脂体的大小的差、所谓的收缩率最优化，防止最终得到的烧结体的尺寸精度降低。即，能够得到高密度且尺寸精度高的烧结体。

另外，在混炼物中，根据需要，可以添加增塑剂。作为该增塑剂例如可以举出邻苯二甲酸酯(例如：DOP、DEP、DBP)、己二酸酯、偏苯三酸酯、癸二酸酯等，能够使用这些中的一种或两种以上混合使用。

而且，在混炼物中，除了粉末冶金用金属粉末、粘合剂、增塑剂之外，根据需要，例如能够添加润滑剂、抗氧化剂、脱脂促进剂、表面活性剂等各种添加剂。

另外，混炼条件随着使用的粉末冶金用金属粉末的金属组成、粒径、粘合剂的组成及这些调配量等诸多条件不同而不同，列举其中一例，混炼温度能够设为大约50℃以上200℃以下，混炼时间能够设为大约15分以上210分以下。

另外，根据需要，对混炼物进行颗粒(小块)化。颗粒的粒径例如大约为1mm以上15mm以下。

另外，根据后述的成形方法，代替混炼物，可以制造造粒粉末。这些混炼物及造粒粉末等是提供给后述成形工序的组成物的一个例子。

本发明的造粒粉末的实施方式是通过对本发明的粉末冶金用金属粉末施加造粒处理，利用粘合剂将多个金属颗粒彼此粘结而成。

作为用于造粒粉末的制造的粘合剂，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等丙烯酸类树脂、聚苯乙烯等苯乙烯类树脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或这些共聚物等各种树脂、各种蜡、石蜡、高级脂肪酸(例如硬脂酸)、高级醇、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸酰胺等各种有机粘合剂，并且能够使用这些中的一种或两种以上混合使用。

其中，作为粘合剂优选含有聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。这些粘合剂成分由于粘结性高，即使较少量也能够高效率地形成造粒粉末。另外，由于热分解性也高，所以脱脂及烧成时，可以可靠地在短时间分解、去除。

另外，粘合剂的含有率优选为大约造粒粉末整体的0.2质量％以上10质量％以下，更优选为大约0.3质量％以上5质量％以下，进一步优选为0.3质量％以上2质量％以下。通过粘合剂的含有率在上述范围内，能够造粒非常大的颗粒，抑制没有造粒的金属颗粒大量残存，并能够有效形成造粒粉末。另外，由于成形性提高，能够使成形体的形状的安定性等特别优异。另外，通过使粘合剂的含有率在上述范围内，能够使成形体与脱脂体的大小之间的差、所谓的收缩率最优化，能够防止最终得到的烧结体的尺寸精度的降低。

并且，在造粒粉末中，根据需要，可以添加增塑剂、润滑剂、抗氧化剂、脱脂促进剂、表面活性剂等各种添加剂。

另一方面，作为造粒处理，例如可以举出喷雾干燥法、旋转造粒法、流动层造粒法、旋转流动造粒法等。

另外，在造粒处理中，根据需要，使用溶解粘合剂的溶剂。这样的溶剂包括，例如可以举出水、四氯化碳之类的无机溶剂、酮溶剂、醇溶剂、醚溶剂、溶纤剂类溶剂、脂肪族烃类溶剂、芳香族烃类溶剂、芳香族杂环化合物类溶剂、酰胺类溶剂、卤素化合物类溶剂、酯溶剂、胺溶剂、腈溶剂、硝基类溶剂、乙醛类溶剂之类的有机溶剂等，并且能够使用从这些中选择的一种或两种以上的混合物。

造粒粉末的平均粒径并未特别限定，优选为大约10μm以上200μm以下，更优选为大约20μm以上100μm以下，进一步优选为大约25μm以上60μm以下。这样的粒径的造粒粉末具有良好的流动性，并能够更忠实地反映成形模具的形状。

另外，平均粒径在根据激光衍射法得到的质量基准下的累积粒度分布中，作为累积量从小径侧变为50％时的粒径而求得。

B、成形工序

下面，使混炼物或造粒粉末成形，制造与目标烧结体相同形状的成形体。

作为成形体的制造方法(成形方法)并未特别限定，例如能够使用压粉成形(压缩成形)法、金属粉末注射成形(MIM：MetalInjectionMolding)法、挤出成形法等各种成形法。

其中，压粉成形法时的成形条件随着使用的粉末冶金用金属粉末的组成、粒径、粘合剂的组成、以及这些的调配量等的诸多条件不同而不同，成形压力优选为200MPa以上1000Mpa以下(2t/cm²以上10t/cm²以下)程度。

另外，金属粉末注射成形法时的成形条件虽然随着诸多条件而不同，但是材料温度优选为大约80℃以上210℃以下，注射压力优选为大约50MPa以上500MPa以下(0.5t/cm²以上5t/cm²以下)。

另外，挤出成形法时的成形条件虽然随着诸多条件而不同，材料温度优选大约为80℃以上210℃以下，挤出压力优选大约为50MPa以上500MPa以下(0.5t/cm²以上5t/cm²以下)。

由此得到的成形体形成在金属粉末的多个颗粒的间隙中粘合剂均匀分布的状态。

另外，制作的成形体的形状尺寸通过预计之后的脱脂工序及烧成工序中的成形体的收缩率而决定。

C、脱脂工序

下面，对得到的成形体施加脱脂处理(脱粘合剂处理)，得到脱脂体。

具体而言，通过加热成形体，使粘合剂分解，从成形体中除去粘合剂，完成脱脂处理。

该脱脂处理例如可以举出加热成形体的方法、将成形体暴露在使粘合剂分解的气体中的方法等。

使用加热成形体的方法时，成形体的加热条件虽然随着粘合剂的组成和调配量不同而稍微不同，但是优选大约为温度100℃以上750℃以下×0.1小时以上20小时以下，更优选为150℃以上600℃以下×0.5小时以上15小时以下。由此，能够必要且充分地进行成形体的脱脂而不使成形体烧结。其结果，能够可靠地防止粘合剂成分大量残留在脱脂体的内部。

另外，加热成形体时的气体气氛并未特别限定，可以举出氢气之类的还原性气体气氛，氮气、氩气之类的惰性气体气氛，大气之类的氧化性气体气氛，或者将这些气体减压后的减压气体气氛等。

另一方面，作为使粘合剂分解的气体例如可以举出臭氧气体等。

另外，这种脱脂工序通过分开进行脱脂条件不同的多个过程(步骤)，能够更快速、且不残存在成形体中地分解、去除成形体中的粘合剂。

另外，根据需要，可以对脱脂体施加切削、研磨、切断等机械加工。脱脂体由于硬度比较低，且可塑性较大，因此能够防止脱脂体的形状变形，且能够容易地施加机械加工。通过这种机械加工，最终能够容易地得到尺寸精度高的烧结体。

D、烧成工序

将上述工序C中得到的脱脂体在烧成炉中烧成从而得到烧结体。

通过该烧成，粉末冶金用金属粉末在颗粒彼此的界面发生扩散，完成烧结。此时，通过如上所述的机理，脱脂体被快速烧结。其结果，能够得到整体的致密的高密度的烧结体。

烧成温度虽然随着用于成形体及脱脂体的制造的粉末冶金用金属粉末的组成和粒径等而不同，但是作为一个例子为大约980℃以上1330℃以下。另外，优选大约为1050℃以上1260℃以下。

另外，烧成时间为0.2小时以上7小时以下，优选为大约1小时以上6小时以下。

另外，在烧成工序中，可以中途改变烧成温度和后述的烧成气体气氛。

通过将烧成条件设定在这种范围内，既能够防止烧结进行过度成为过度烧结、结晶组织膨胀，又能够使脱脂体整体充分烧结。其结果，能够得到高密度且机械性能特别优异的烧结体。

另外，由于烧成温度比较低，所以通过烧成炉容易将加热温度控制为一定，因此，脱脂体的温度也容易为一定。其结果，能够制造更均质的烧结体。

并且，如上所述的烧成温度由于是通过一般的烧成炉可以充分实现的烧成温度，所以可以使用廉价的烧成炉，也能够抑制运行成本。换言之，当超过上述烧成温度时，需要利用使用特殊耐热材料的高价烧成炉，而且也存在运行成本变高的可能性。

另外，烧成时的气体气氛虽然并未特别限定，但是考虑防止金属粉末的显著氧化时，优选使用氢气这种还原性气体气氛，氩气这种惰性气体气氛，或者将这些气体气氛减压后的减压气体气氛等。

如此得到的烧结体成为高密度且机械性能优异的烧结体。即，将含有本发明的粉末冶金用金属粉末与粘合剂的组成物成形后，进行脱脂、烧结后制造成的烧结体与烧结现有的金属粉末而成的烧结体相比，相对密度增高。因此，如果是本发明，则能够不施加HIP处理这种附加处理，而实现如果不施加附加处理则无法达到的高密度的烧结体。

具体而言，根据本发明，虽然由于粉末冶金用金属粉末的组成而稍微不同，但是作为一个例子与现有技术相比能够期望2％以上的相对密度的提高。

其结果，得到的烧结体的相对密度作为一个例子能够期望达到97％以上(优选为98％以上，更优选为98.5％以上)。具有这种范围的相对密度的烧结体，尽管通过利用粉末冶金技术而具有无限接近目标形状的形状，但是由于具有匹敌锭材的优异的机械性能，所以可以几乎不施加后加工而适用于各种机械部件和构造部件等。

另外，将含有本发明的粉末冶金用金属粉末与粘合物的组成物成形后，进行脱脂、烧结后制造成的烧结体，其抗拉强度和0.2％屈服强度比使用现有的金属粉末同样地烧结而成的烧结体的抗拉强度和0.2％屈服强度增大。可以认为，这是因为通过将合金组成最优化，从而提高了金属粉末的烧结性，由此制造的烧结体的机械性能提高。

另外，如上所述制造而成的烧结体的表面为高硬度。具体而言，虽然随着粉末冶金用金属粉末的组成不同而稍微不同，但作为一个例子期望表面的维氏硬度为140以上500以下。另外，期望优选为150以上400以下。具有这样的硬度的烧结体具有特别高的耐久性。

另外，即使不施加附加处理，烧结体也具有足够的高密度与机械性能，但是为了实现更高密度化及提高机械性能，也可以施加各种附加处理。

作为该附加处理，例如可以是上述的HIP处理这样的实现高密度化的附加处理，也可以是各种淬火处理、各种深冷处理、各种回火处理等。这些附加处理可以单独进行，也可以多个组合进行。

另外，上述的烧成工序和各种附加处理中，金属粉末中(烧结体中)的轻元素挥发，最终得到的烧结体的组成有时从金属粉末中的组成稍微改变。

例如，关于C虽然随着工序条件和处理条件不同而不同，但是最终烧结体中的含有率存在在粉末冶金用金属粉末中的含有率的5％以上100％以下的范围内(优选30％以上100％以下的范围内)变化的可能性。

另外，O也同样，虽然随着工序条件和处理条件不同而不同，但是最终烧结体中的含有率存在在粉末冶金用金属粉末中的含有率的1％以上50％以下的范围内(优选为3％以上50％以下的范围内)变化的可能性。

另一方面，如上所述，制造成的烧结体可以在根据需要进行的附加处理的一环进行HIP处理，但有时即使进行HIP处理，也不能充分发挥效果。HIP处理虽然能够实现烧结体的更高密度化，但是最初本发明中得到烧结体在烧成工序结束时已经实现充分的高密度化。因此，即使进一步实施HIP处理，也很难进行进一步的高密度化。

此外，在HIP处理中，由于需要通过压力介质加压被处理物，因此存在被处理物被污染，随着污染产生被处理物的组成与物理性质未预料的变化，以及随着污染被处理物变色的可能性。另外，还存在如下的可能性：由于被加压而在被处理物内产生或增加残留的应力，导致伴随着这些残留的应力随着时间被释放，而产生变形或尺寸精确度降低这样的问题。

对此，根据本发明，由于可以不施加这样的HIP处理而制造充分密度高的烧结体，所以能够得到实现了与实施了HIP处理时相同的高密度化及高强度的烧结体。并且，这样的烧结体污染、变色、未预料的组成及物性的变化等少，变形和尺寸精度降低这种问题的发生也少。因此，根据本发明，能够有效地制造机械强度及尺寸精确度高，耐久性优异的烧结体。

另外，本发明中制造出的烧结体由于几乎没有必要进行用于提高机械性能的附加处理，所以组成和结晶组织在整个烧结体中容易变得均匀。因此，结构各向同性高，无论形状如何对于来自所有方向的负荷耐久性都优异。

另外已经确认，在这样制造出的烧结体中，其表面附近的空孔率比内部空孔率相对变小的情况多。出现这种情况的理由虽然不明确，但是可以列举出由于添加第一元素和第二元素，与成形体的内部相比，在表面附近烧结反应更容易进行。

具体而言，将烧结体的表面附近的空孔率设为A1，烧结体的内部的空孔率设为A2时，A2-A1优选为0.1％以上3％以下，更优选为0.2％以上2％以下。A2-A1在这种范围的烧结体具有必要且充分的机械强度，另一方面，可以使表面容易平坦化。即，通过研磨这种烧结体的表面，能够得到镜面性高的表面。

这样的镜面性高的烧结体不仅机械强度变高，而且具有优异的美感。因此，这种烧结体也适用于要求优美外观的用途。

另外，烧结体的表面附近的空孔率A1是指烧结体的截面中，以距离表面50μm的深度的位置为中心半径25μm的范围内的空孔率。另外，烧结体的内部的空孔率A2是指烧结体的截面中，以距离表面300μm的深度的位置为中心半径25μm的范围内的空孔率。这些空孔率是通过扫描型电子显微镜观察烧结体的截面，上述范围内存在的空孔的面积用上述范围的面积除后所得到的值。

以上，对于本发明的粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末及烧结体，虽然基于优选的实施方式进行了说明，但是本发明不限定于此。

另外，本发明的烧结体用于例如汽车部件、自行车部件、铁路车辆部件、船舶部件、飞机部件、宇宙运输机(例如机器人等)部件之类的输送设备部件、计算机部件、移动电话终端部件之类的电子设备部件、冰箱、洗衣机、空调之类的电气设备部件、工作机械、半导体制造装置之类的机械部件、核电厂、热电厂、水力发电厂、炼油厂、化学联合企业之类的工厂设备部件、手表部件、金属餐具、珠宝饰品、眼镜架之类的装饰品等等所有的构造部件。

实施例

下面，对本发明的实施例进行说明。

1.烧结体(Zr-Nb系)的制造

(样本No.1)

1、首先，准备通过水雾化法制造出的表1所示的组成的金属粉末。另外，该金属粉末的平均粒径为4.12μm，振实密度为4.15g/cm³，比表面积为0.21m²/g。

另外，表1所示的粉末的组成通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP分析法)进行了鉴定、定量。另外，在ICP分析中，使用了(株式会社)Rigaku制造的ICP装置(CIROS120型)。另外，C的鉴定、定量使用了LECO公司制造的碳/硫分析装置(CS-200)。而且，O的鉴定、定量使用了LECO公司制造的氧/氮分析装置(TC-300/EF-300)。

2、其次，将金属粉末与聚丙烯和蜡的混合物(有机粘合剂)称量混合达到质量比9∶1，得到混合原料。

3、然后，将该混合原料在混炼机中进行混炼，从而得到复合物。

4、其次，将该复合物按照下面示出的成形条件，在注射成形机成形，制造出成形体。

成形条件

材料温度：150℃

注射压力：11MPa(110kgf/cm²)

5、其次，对得到的成形体，按照下面示出的脱脂条件施加热处理(脱脂处理)，得到脱脂体。

脱脂条件

脱脂温度：500℃

脱脂时间：1小时(脱脂温度下的保持时间)

脱脂气体气氛：氮气气氛

6、其次，将得到脱脂体，按照下面示出的烧成条件进行烧成。由此，得到烧结体。另外，烧结体的形状为直径10mm，厚度5mm的圆筒形状。

烧成条件

烧成温度：1200℃

烧成时间：3小时(烧成温度下的保持时间)

烧成气体气氛：氩气气氛

(样本No.2～30)

除了如表1所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。另外，对于样本No.30的烧结体，烧成后，在下述条件下施加了HIP处理。另外，样本No.18～20的烧结体分别使用通过气体雾化法制造成的金属粉末而得到。另外，表1的备注栏中标明为“气体”。

HIP处理条件

加热温度：1100℃

加热时间：2小时

加压力：100Mpa

表1

另外，在表1中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体虽然包含微量的杂质，但在表1中省略记载。

(样本No.31～48)

除了如表2所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。另外，对于样本No.48的烧结体，烧成后，在下述条件下施加了HIP处理。另外，样本No.41～43的烧结体分别使用通过气体雾化法制造成的金属粉末而得到。另外，在表2的备注栏中标明为“气体”。

HIP处理条件

加热温度：1100℃

加热时间：2小时

加压力：100MPa

表2

另外，在表2中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，各烧结体虽然含有微量的杂质，但在表2中省略记载。

(样本No.49～66)

除了如表3所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等以外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。另外，对于样本No.66的烧结体，烧成后，在下述的条件下施加了HIP处理。另外，样本No.59～61的烧结体分别使用通过气体雾化法制造成的金属粉末而得到。另外，在表3的备注栏中标明为“气体”。

HIP处理条件

加热温度：1100℃

加热时间：2小时

加压力：100MPa

表3

另外，在表3中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，各烧结体虽然含有微量的杂质，但是表3中省略记载。

(样品No.67)

1、首先，与样品No.1的情况相同地，通过水雾化法制造出如表4所示的组成的金属粉末。

2、其次，通过喷雾干燥法，对金属粉末进行造粒。此时使用的粘合剂是聚乙烯醇，使用了相对于金属粉末100质量部为1质量部的量。另外，相对于聚乙烯醇1质量部使用了50质量部的溶剂(离子交换水)。由此，得到平均粒径50μm的造粒粉末。

3、然后，将该造粒粉末在如下所示的成形条件下压粉成形。另外，该成形使用了加压成形机。另外，制造的成形体的形状为20mm见方的立方体形状。

成形条件

材料温度：90℃

成形压力：600MPa(6t/cm²)

4、其次，对于得到的成形体，在如下所示的脱脂条件下施加热处理(脱脂处理)，得到脱脂体。

脱脂条件

脱脂温度：450℃

脱脂时间：2小时(脱脂温度下的保持时间)

脱脂气体气氛：氮气气氛

5、其次，将得到的脱脂体在如下所示的烧成条件下进行烧成。由此，得到烧结体。

烧成条件

烧成温度：1200℃

烧成时间：3小时(烧成温度下的保持时间)

烧成气体气氛：氩气气氛

(样本No.68～85)

除了如表4所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样品No.67时相同地得到烧结体。另外，对样品No.85的烧结体，烧成后，按照下述的条件实施HIP处理。

HIP处理条件

加热温度：1100℃

加热时间：2小时

加压力：100MPa

表4

另外，在表4中，各样本No.的粉末冶金用金属粉末及烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体中虽然包含微量的杂质，但在表4中省略记载。

2.烧结体(Zr-Nb系)的评价

2.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表1～表4所示的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将测定结果在表5～表8示出。

2.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表1～表4所示的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表5～表8示出。

2.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表1～表4所示的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

并且，根据以下的评价标准对测定的这些物性值进行了评价。

抗拉强度的评价标准(表5、表8)

A：烧结体的抗拉强度为520MPa以上

B：烧结体的抗拉强度为510MPa以上小于520MPa

C：烧结体的抗拉强度为500MPa以上小于510MPa

D：烧结体的抗拉强度为490MPa以上小于500MPa

E：烧结体的抗拉强度为480MPa以上小于490MPa

F：烧结体的抗拉强度小于480MPa

抗拉强度的评价标准(表6、表7)

A：烧结体的拉伸强度为560MPa以上

B：烧结体的抗拉强度为550MPa以上小于560MPa

C：烧结体的抗拉强度为540MPa以上小于550MPa

D：烧结体的抗拉强度为530MPa以上小于540MPa

E：烧结体的抗拉强度为520MPa以上小于530MPa

F：烧结体的抗拉强度小于520MPa

0.2％屈服强度的评价标准(表5、表8)

A：烧结体的0.2％屈服强度为195MPa以上

B：烧结体的0.2％屈服强度为190MPa以上小于195MPa

C：烧结体的0.2％屈服强度为185MPa以上小于190MPa

D：烧结体的0.2％屈服强度为180MPa以上小于185MPa

E：烧结体的0.2％屈服强度为175MPa以上小于180MPa

F：烧结体的0.2％屈服强度小于175MPa

0.2％屈服强度的评价标准(表6、表7)

A：烧结体的0.2％屈服强度为225MPa以上

B：烧结体的0.2％屈服强度为220MPa以上小于225MPa

C：烧结体的0.2％屈服强度为215MPa以上小于220MPa

D：烧结体的0.2％屈服强度为210MPa以上小于215MPa

E：烧结体的0.2％屈服强度为205MPa以上小于210MPa

F：烧结体的0.2％屈服强度小于205MPa

延伸率的评价标准

A：烧结体的延伸率为48％以上

B：烧结体的延伸率为46％以上小于48％

C：烧结体的延伸率为44％以上小于46％

D：烧结体的延伸率为42％以上小于44％

E：烧结体的延伸率为40％以上小于42％

F：烧结体的延伸率为小于40％

以上的评价结果示于表5～表8。另外，如上所述，根据物性值不同，表5、表8与表6、表7中评价基准不同。

2.4疲劳强度的评价

对表1～表4中示出的各样本No.的烧结体测定了疲劳强度。

另外，以JISZ2237(1978)规定的试验方法为基准，测定了疲劳强度。另外，将相当于反复应力的荷载的施加波形设为交变的正弦波，将最小最大应力比(最小应力/最大应力)设为0.1。另外，将反复频率设为30Hz，将反复数设为1×10⁷回。

而且，根据以下的评价标准对测定的疲劳强度进行了评价。

疲劳强度的评价标准

A：烧结体的疲劳强度为260Mpa以上

B：烧结体的疲劳强度为240Mpa以上小于260Mpa

C：烧结体的疲劳强度为220Mpa以上小于240Mpa

D：烧结体的疲劳强度为200Mpa以上小于220Mpa

E：烧结体的疲劳强度为180Mpa以上小于200Mpa

F：烧结体的疲劳强度小于180Mpa

将以上的评价结果在表5～表8示出。

表5

表6

表7

表8

由表5～表8明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体(除了施加了HIP处理的烧结体)相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

另一方面，在相当于实施例的烧结体与施加了HIP处理的烧结体之间比较各物性值后，可以确认全都是同等程度。

2.5通过扫描型电子显微镜(SEM)进行的烧结体的截面观察

对相当于实施例的烧结体的截面，通过扫描型电子显微镜(日本电子制造、JXA-8500F)取得观察图像。另外，拍摄时的加速电压为15kV，放大倍率为1万倍。

观察的结果，各烧结体的截面上，在观察图像上呈深色的颗粒状区域(第一区域)，以及位于包围第一区域的位置且呈浅色的区域(第二区域)被确认。因此，求得的第一区域的当量圆直径的平均值，在任何烧结体中都大约为2μm以上8μm以下。

然后，通过电子束显微分析仪进行观察区域的定性定量分析。其结果，在第一区域，Si的含有率与O的含有率之和为Fe的含有率的2.5倍至3.5倍之间。另外，第一区域中Si的含有率为第二区域中Si的含有率的14倍以上。另外，第一区域中Zr的含有率为第二区域中Zr的含有率的3倍以上。

由上述情况可以确认，在相当于实施例的烧结体中，氧化硅以Zr碳化物等为核而集聚。

由此可以确认，根据本发明，即使不施加HIP处理之类的实现高密度化的附加处理，也可以对烧结体赋予与施加了HIP处理的烧结体相同的高密度和优异的机械性能。

另外，根据X射线衍射进行晶体结构分析后可以确认，相当于实施例的烧结体都具有以奥氏体的晶体结构为主的结构。

3.烧结体(Hf-Nb系)的制造

(样本No.86～113)

除了如表9～表11所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表9

表10

表11

另外，在表9～表11中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体虽然包含微量的杂质，但在表9～表11中省略记载。

4烧结体(Hf-Nb系)的评价

4.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表9～表11示出的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表12～表14示出。

4.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表9～表11中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表12～表14示出。

4.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表9～表11示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度，0.2％屈服强度及延伸率。

然后，根据前述的适用于表5、表8的评价标准，对表9中所述的各样本No.的烧结体的物性值进行了评价，根据前述的适用于表6、表7的评价标准，对表10、表11中所述的各样本No.的烧结体的物性值进行了评价。

将以上的评价结果在表12～表14示出。

表12

表13

表14

由表12～表14明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

5.烧结体(Ti-Nb系)的制造

(样本No.114～123)

除了如表15所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

(样本No.124)

将平均粒径4.62μm的金属粉末、平均粒径40μm的Ti粉末、以及平均粒径25μm的Nb粉末混合，制备混合粉。另外，在调制混合粉时，调整了金属粉末、Ti粉末以及Nb粉末的各混合量，使得混合粉的组成变为表15所示的组成。

然后，使用该混合粉，与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表15

另外，在表15中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体虽然包含微量的杂质，但在表15中省略记载。

6.烧结体(Ti-Nb系)的评价

6.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表15中所示的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表16示出。

6.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表15中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表16示出。

6.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表15中示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

并且，根据前述的适用于表5、表8的评价标准对测定的这些物性值进行了评价。

将以上的评价结果在表16示出。

表16

由表16明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

7.烧结体(Nb-Ta系)的制造

(样本No.125～134)

除了如表17所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表17

另外，在表17中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，各烧结体虽然含有微量的杂质，但是表17中省略记载。

8.烧结体(Nb-Ta系)的评价

8.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表17中示出的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表18示出。

8.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表17中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表18示出。

8.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表17中示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

将以上的评价结果在表18中示出。

表18

由表18明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

9.烧结体(Y-Nb系)的制造

(样本No.135～145)

除了如表19所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表19

另外，在表19中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，各烧结体虽然含有微量的杂质，但是表19中省略记载。

10.烧结体(Y-Nb系)的评价

10.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表19中示出的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表20示出。

10.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表19中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表20示出。

10.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表19中示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

将以上的评价结果在表20中示出。

表20

由表20明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

11.烧结体(V-Nb系)的制造

(样本No.146～155)

除了如表21所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表21

另外，在表21中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体虽然包含微量的杂质，但在表21中省略记载。

12.烧结体(V-Nb系)的评价

12.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表21中示出的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表22示出。

12.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表21中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表22示出。

12.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表21中示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

将以上的评价结果在表22示出。

表22

由表22明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

13.烧结体(Ti-Zr系)的制造

(样本No.156-165)

除了如表23所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表23

另外，在表23中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体虽然包含微量的杂质，但在表23中省略记载。

14.烧结体(Ti-Zr系)的评价

14.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表23中示出的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表24示出。

14.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表23中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表24示出。

14.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表23中示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

将以上的评价结果在表24示出。

表24

由表24明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

15.烧结体(Zr-Ta系)的制造

(样本No.166-175)

除了如表25所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表25

另外，在表25中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体虽然包含微量的杂质，但在表25中省略记载。

16.烧结体(Zr-Ta系)的评价

16.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表25中示出的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表26示出。

16.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表25中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表26示出。

16.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表25中示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

将以上的评价结果在表26示出。

表26

由表26明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

17.烧结体(Zr-V系)的制造

(样本No.176-185)

除了如表27所示改变粉末冶金用金属粉末的组成等之外，其余分别与样本No.1的烧结体的制造方法相同地得到烧结体。

表27

另外，在表27中，各样本No.的烧结体中，相当于本发明的为“实施例”，不相当于本发明的为“比较例”。

另外，在各烧结体虽然包含微量的杂质，但在表27中省略记载。

18.烧结体(Zr-V系)的评价

18.1相对密度的评价

以在JISZ2501(2000)规定的测定烧结金属材料的密度的方法为基准，对表27中示出的各样本No.的烧结体测定了烧结密度，并参考制造各烧结体使用的粉末冶金用金属粉末的真密度，算出各烧结体的相对密度。

将计算结果在表28示出。

18.2维氏硬度的评价

以JISZ2244(2009)规定的维氏硬度试验的试验方法为基准，对表27中示出的各样本No.的烧结体测定了维氏硬度。

将测定结果在表28示出。

18.3抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的评价

以JISZ2241(2011)规定的金属材料拉伸试验方法为基准，对表27中示出的各样本No.的烧结体测定了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率。

将以上的评价结果在表28示出。

表28

由表28明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，相对密度高。另外，也确认了抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率这些特性存在显著差异。

19.烧结体的镜面性的评价

19.1表面附近与内部的空孔率的评价

首先，将表29中示出的样本No.的烧结体切断，并对截面进行了研磨。

接着，算出表面附近的空孔率A1以及内部的空孔率A2，并且算出A2-A1。

将以上的计算结果在表29中示出。

19.2镜面光泽度的评价

首先，对表29中示出的样本No.的烧结体实施了滚筒研磨处理。

接着，以在JISZ8741(1997)规定的测定镜面光泽度的方法为基准，对烧结体测定了镜面光泽度。另外，将相对于烧结体表面的光的入射角设为60°，使用镜面光泽度90、折射率1.500的玻璃作为用于计算镜面光泽度的基准面。而且，根据以下的评价标准对测定的镜面光泽度进行了评价。

镜面光泽度的评价标准

A：表面的镜面性非常高(镜面光泽度为200以上)

B：表面的镜面性高(镜面光泽度为150以上小于200)

C：表面的镜面性稍高(镜面光泽度为100以上小于150)

D：表面的镜面性稍低(镜面光泽度为60以上小于100)

E：表面的镜面性低(镜面光泽度为30以上小于60)

F：表面的镜面性非常低(镜面光泽度为小于30)

将以上的评价结果在表29示出。

表29

由表29明确可知，相当于实施例的烧结体与相当于比较例的烧结体相比，镜面光泽度高。可以认为其原因在于，由于烧结体的表面附近的空孔率特别小，抑制了光的散射而导致正反射的比例变多。

Claims

1.一种粉末冶金用金属粉末，其特征在于，

Fe为主要成分，并且，

含有15质量％以上26质量％以下比例的Cr；

含有7质量％以上22质量％以下比例的Ni；

含有0.3质量％以上1.2质量％以下比例的Si；以及

含有0.005质量％以上0.3质量％以下比例的C，

当将从由Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf以及Ta构成的组中选择的一种元素作为第一元素，将从所述组中选择的在元素周期表中的族大于所述第一元素的一种元素、或者从所述组中选择的在元素周期表中的族与所述第一元素相同且元素周期表中的周期大于所述第一元素的一种元素作为第二元素时，

所述粉末冶金用金属粉末还含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的所述第一元素，并

含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的所述第二元素。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，

所述粉末冶金用金属粉末具有奥氏体的晶体结构。

3.根据权利要求1或2所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，

所述第一元素的含有率E1除以所述第一元素的质量数得到的值为X1，所述第二元素的含有率E2除以所述第二元素的质量数得到的值为X2，X1与X2的比率X1/X2为0.3以上3以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，

所述第一元素的含有率与所述第二元素的含有率的合计为0.05质量％以上0.6质量％以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，

还含有1质量％以上5质量％以下比例的Mo。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，

所述粉末冶金用金属粉末的平均粒径为0.5μm以上30μm以下。

7.一种复合物，其特征在于，含有：

权利要求1至6中任一项所述的粉末冶金用金属粉末；以及

粘合剂，将所述粉末冶金用金属粉末的颗粒彼此粘合。

8.一种造粒粉末，其特征在于，

通过对权利要求1至6中任一项所述的粉末冶金用金属粉末进行造粒而形成。

9.一种烧结体，其特征在于，

通过烧结粉末冶金用金属粉末而制得，

所述粉末冶金用金属粉末中，

Fe为主要成分，并且，

含有15质量％以上26质量％以下比例的Cr；

含有7质量％以上22质量％以下比例的Ni；

含有0.3质量％以上1.2质量％以下比例的Si；以及

含有0.005质量％以上0.3质量％以下比例的C，

含有0.01质量％以上0.5质量％以下比例的所述第二元素。

10.根据权利要求9所述的烧结体，其特征在于，包括：

第一区域，呈颗粒状且包含氧化硅；以及

第二区域，氧化硅的含有率与所述第一区域相比相对低。