CN108500253A - 复合物、金属粉末成形体、烧结体的制造方法以及烧结体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合物、金属粉末成形体、烧结体的制造方法以及烧结体。金属粉末注射成形用复合物其特征在于，具有：二次粒子，其中第一金属粒子彼此结合；以及基质区域，包括第二金属粒子和粘合剂，第二金属粒子其构成材料与上述第一金属粒子相同、且平均粒径更小。另外，优选上述第一金属粒子的构成材料是Fe基合金、Ni基合金或Co基合金中任一种。另外，优选上述二次粒子是上述第一金属粒子彼此经由粘合剂结合而成的。

Description

复合物、金属粉末成形体、烧结体的制造方法以及烧结体

技术领域

本发明涉及金属粉末注射成形用复合物、金属粉末成形体、烧结体的制造方法以及烧结体。

背景技术

作为使金属粉末成形的方法，已知将包含金属粉末和有机粘合剂的造粒粉末填充到规定的成形模具并进行压缩而得到规定形状的成形体的压缩成型法。得到的成形体经除去有机粘合剂的脱脂处理、将金属粉末烧结的烧成(烧制)处理而成为金属烧结体。这种技术是一种粉末冶金技术，能根据成形模具的形状大量制造复杂形状的金属烧结体，所以近年来在许多工业领域中正在普及。

例如，在专利文献1中公开了如下金属粉末注射成形法：其中，将金属粉末与粘合剂混合而成的成形材料注射到模具内使成形体成形，接着，加热成形体而除去粘合剂，之后，使成形体烧结。并且，公开了将金属粉末与粘合剂混合而制备复合物时的混合比设为60:40。

专利文献1：日本特开2001-152205号公报

近年来，针对金属烧结体不仅要求金属材料所特有的高强度，还要求高延展性和高韧性等特性。即，要求实现兼顾有一般存在相反倾向的高强度和高延展性的金属烧结体。

但是，现有的金属烧结体无法充分地响应这种市场要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供兼顾高机械强度和高延展性的烧结体、以及能制造这样的烧结体的烧结体的制造方法、金属粉末注射成形用复合物和金属粉末成形体。

上述目的通过下述的本发明而达到。

本发明的金属粉末注射成形用复合物的特征在于，具有：二次粒子，在所述二次粒子中，第一金属粒子彼此结合(日语表述：結着)；以及基质区域，包括第二金属粒子和粘合剂，所述第二金属粒子的构成材料与所述第一金属粒子的构成材料相同、且所述第二金属粒子的平均粒径小于所述第一金属粒子的平均粒径。

由此，可得到能制造兼顾高机械强度和高延展性的烧结体的金属粉末注射成形用复合物。

优选地，在本发明的金属粉末注射成形用复合物中，所述第一金属粒子的构成材料是Fe基合金、Ni基合金和Co基合金中任一种。

由此，能实现机械强度高的烧结体。

优选地，在本发明的金属粉末注射成形用复合物中，所述二次粒子是所述第一金属粒子彼此经由粘合剂结合而成的。

由此，第一金属粒子彼此利用粘合剂的粘结性而结合，因此能与第一金属粒子的构成材料等无关地得到更不易走样的二次粒子。

优选地，在本发明的金属粉末注射成形用复合物中，在所述二次粒子中，所述第一金属粒子相互自粘(日语表述：固着)。

由此，能减少粘合剂的使用量或者完全不使用粘合剂，从而能进一步降低将复合物注射成形而得的成形体的收缩率。

优选地，在本发明的金属粉末注射成形用复合物中，所述二次粒子分散在所述基质区域中。

由此，可得到均质的复合物。这样的复合物能制造均质且变形少的成形体，可最终实现尺寸精度高且具有高机械强度的烧结体。

本发明的金属粉末成形体的特征在于，具有：二次粒子，在所述二次粒子中，第一金属粒子彼此结合；以及基质区域，包括第二金属粒子和粘合剂，所述第二金属粒子的构成材料与所述第一金属粒子的构成材料相同、且所述第二金属粒子的平均粒径小于所述第一金属粒子的平均粒径。

由此，可得到能制造兼顾高机械强度和高延展性的烧结体的金属粉末成形体。

本发明的烧结体的制造方法的特征在于，具有：将本发明的金属粉末注射成形用复合物注射到成形模具中而得到成形体的工序；以及对所述成形体进行烧成而得到烧结体的工序。

由此，能制造兼顾高机械强度和高延展性的烧结体。

本发明的烧结体的特征在于，具有：第一部分，包括第一金属粒子的烧结物；以及第二部分，包围所述第一部分，并包括构成材料与所述第一部分的所述第一金属粒子相同的第二金属粒子的烧结物，所述第二部分的平均结晶粒径(average crystal graindiameter)小于所述第一部分的平均结晶粒径。

由此，可得到兼顾高机械强度和高延展性的烧结体。

附图说明

图1是表示本发明的金属粉末注射成形用复合物的实施方式的截面图。

图2是图1的A部放大图。

图3是表示本发明的烧结体的实施方式的截面图。

图4是表示本发明的金属粉末成形体的实施方式的截面图。

图5是图4的B部放大图。

附图标记说明

1：复合物、2：二次粒子、3：基质区域、5：成形体、21：第一金属粒子、22：粘合剂、30：造粒粒子、31：第二金属粒子、32：粘合剂、100：烧结体、110：第一部分、111：结晶组织、120：第二部分、121：结晶组织。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选实施方式详细地说明本发明的金属粉末注射成形用复合物、金属粉末成形体、烧结体的制造方法以及烧结体。

＜金属粉末注射成形用复合物＞

首先，说明本发明的金属粉末注射成形用复合物的实施方式。

本实施方式涉及的金属粉末注射成形用复合物(以下还将其略称为“复合物”。)是供金属粉末注射成形法使用的成形材料，包含金属粉末和粘合剂。

图1是表示本发明的金属粉末注射成形用复合物的实施方式的截面图，图2是图1的A部放大图。

图1和图2所示的复合物1具有：其中第一金属粒子21彼此结合(bind)的二次粒子2；以及基质(matrix)区域3，其包括第二金属粒子31和粘合剂32，第二金属粒子31其构成材料与第一金属粒子21相同且平均粒径更小。

另外，在图2所示的二次粒子2中，第一金属粒子21彼此经由粘合剂22结合。

需要说明的是，二次粒子2是指作为一次粒子的第一金属粒子21多个集合而成的粒子。因而，使第一金属粒子21彼此结合的方法没有特别限定，也可以经由粘合剂22以外的中介物(例如偶联剂等)结合。

另一方面，在图2所示的基质区域3中，多个第二金属粒子31分散在粘合剂32中。需要说明的是，在本发明中，将分布于二次粒子2周围的区域称为基质区域3。

在这样的具有二次粒子2和基质区域3的复合物1中，与第一金属粒子21相比平均粒径更小的第二金属粒子31包围第一金属粒子21的集合体。这样形式的复合物1注射到成形模具而成为成形体，并进一步通过烧成而成为烧结体，在这样的烧结体中，如后所述，形成为以结晶粒径相对小的区域包围结晶粒径相对大的区域的形式。因此，烧结体兼顾有高机械强度和高延展性。

另外，由于在基质区域3的内侧存在呈粒子状的二次粒子2，所以易于维持复合物1的保形性。因此，例如即使减少了基质区域3中的粘合剂32的含有率，也能抑制对复合物1进行注射成形而得的成形体变形，因此能最终得到尺寸精度高的烧结体。

虽然复合物1中的二次粒子2的存在比例没有特别限定，但优选是1％以上99％以下，更优选是10％以上97％以下，进一步优选是30％以上96％以下，特别优选是60％以上95％以下。

由此，二次粒子2与基质区域3的平衡进一步实现最优化，因此能在烧结体中以更高水平兼顾高机械强度和高延展性。

需要说明的是，该存在比例是通过在复合物1的截面中算出二次粒子2所占面积的比例而求出的。

另外，优选二次粒子2分散在基质区域3中。由此，能得到均质的复合物1。这样的复合物1能制造均质且变形少的成形体，能最终实现尺寸精度高且具有高机械强度的烧结体。

(二次粒子)

图2所示的二次粒子2包含多个第一金属粒子21和粘合剂22。

-第一金属粒子-

第一金属粒子21的构成材料没有特别限定，例如可举出Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、In、Sn、Ta、W等金属的单质、或者包含其中至少一种的合金、金属间化合物。

另外，在二次粒子2中也可以包含由与第一金属粒子21不同的材料构成的其它金属粒子、陶瓷粒子。这些其它金属粒子、陶瓷粒子的添加量优选是第一金属粒子21的50体积％以下，更优选是30体积％以下，进一步优选是10体积％以下。

此外，作为上述合金中的Fe系合金，例如可举出如不锈钢、低碳钢、碳钢、耐热钢、模具钢、高速工具钢、机械结构用合金钢、Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金那样的Fe基合金。

另外，作为Ni系合金，例如可举出如Ni-Cr-Fe系合金、Ni-Cr-Mo系合金、Ni-Fe系合金那样的Ni基合金，具体地可举出Ni-32Mo-15Cr-3Si、Ni-16Mo-16Cr-4W-5Fe、Ni-21Cr-9Mo-4Nb、Ni-20Cr-2Ti-1Al、Ni-19Cr-12Co-6Mo-1W-3Ti-2Al等。

另外，作为Co系合金，例如可举出如Co-Cr系合金、Co-Cr-Mo系合金、Co-Al-W系合金那样的Co基合金。

另外，作为Ti系合金，例如可举出Ti与Al、V、Nb、Zr、Ta、Mo等金属元素的合金，具体地可举出Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb等。

另外，作为Al系合金，例如可举出杜拉铝(duralumin)等。

其中，第一金属粒子21的构成材料优选是Fe基合金、Ni基合金和Co基合金中任一种。这样的构成材料能实现机械强度高的烧结体，因此作为第一金属粒子21的构成材料是有用的。

另外，作为构成陶瓷粒子的陶瓷材料，例如可举出如氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化锆、氧化钇、镁橄榄石、滑石、硅灰石、莫来石、堇青石、铁氧体、塞隆、氧化铈那样的氧化物系陶瓷材料；如氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛、碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化钨那样的非氧化物系陶瓷材料等。

第一金属粒子21的平均粒径优选是1μm以上30μm以下，更优选是3μm以上25μm以下，进一步优选是5μm以上20μm以下。这样的粒径的第一金属粒子21易于形成二次粒子2，因此有助于实现稳定的二次粒子2。另外，当烧成了复合物1时，在二次粒子2的烧结物中易于形成粒径比较大的结晶，因此有助于提高烧结体的延展性。

需要说明的是，在第一金属粒子21的平均粒径不到上述下限值的情况下，根据粘合剂22的含量等，有可能使二次粒子2易于走样、无法充分地提高将复合物1烧成而得的烧结体的延展性。另一方面，在第一金属粒子21的平均粒径超过上述上限值的情况下，根据粘合剂22的含量等，有可能难以形成粒子状的二次粒子2、在二次粒子2的烧结物中易于产生空隙而难以充分地提高机械强度。

需要注意的是，第一金属粒子21的粒径是在复合物1的截面中设想与第一金属粒子21具有相同面积的正圆时作为该正圆的直径(当量圆直径)而求出的。另外，当对任意选择的10个以上的第一金属粒子21求出了当量圆直径时，平均粒径是其平均值。

另外，关于第一金属粒子21，在将通过激光衍射法得到的粒度分布中质量基准的粒度的累积从小径侧起为10％时的粒径设为D10，为50％时的粒径设为D50，为90％时的粒径设为D90时，(D90-D10)/D50优选是0.5以上5以下，更优选是1.0以上3.5以下。满足这样的条件的第一金属粒子21能有助于实现更稳定的二次粒子2，并能实现兼顾最终得到的烧结体的机械强度和延展性。

这样的第一金属粒子21也可以用任意的方法来制造，例如能使用利用雾化法(水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法等)、还原法、羰基法、粉碎法等方法制造的金属粒子。

其中，优选使用利用雾化法制造的金属粒子作为第一金属粒子21。利用雾化法的话，粒径的参差不齐少，能得到粒径整齐的金属粉末。因而，通过使用这样的第一金属粒子21，有助于实现稳定的二次粒子2，有助于实现能兼顾高机械强度和高延展性的烧结体。

需要说明的是，二次粒子2中的第一金属粒子21的含有率没有特别限定，优选是60体积％以上99体积％以下，更优选是70体积％以上97体积％以下，进一步优选是80体积％以上95体积％以下。通过将第一金属粒子21的含有率设定在上述范围内，由此有助于实现稳定的二次粒子2，并且粘合剂22的量不会变得不足，因此二次粒子2不易走样。

-粘合剂-

粘合剂22将第一金属粒子21彼此(其它金属粒子、陶瓷粒子也同样)结合，使二次粒子2易于形成。该粘合剂22在烧成工序中被大致去除。

即，二次粒子2是第一金属粒子21彼此经由粘合剂22结合而成的。这样的二次粒子2中，利用粘合剂22的粘结性使第一金属粒子21彼此结合，因此能与第一金属粒子21的构成材料等无关地得到更难以走样的二次粒子2。

作为粘合剂22，只要具有结合性(binding property)即可，没有特别限定，例如可举出聚乙烯、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、聚偏二氯乙烯、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、聚乙烯吡咯烷酮或它们的共聚物等各种树脂、蜡类、醇类、高级脂肪酸、脂肪酸金属、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸酰胺、非离子型表面活性剂、有机硅系润滑剂等，使用它们中的一种或两种以上的混合物。

其中，作为蜡类，例如可举出如小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、日本蜡、霍霍巴蜡那样的植物蜡、如蜂蜡、羊毛脂、鲸蜡那样的动物蜡、如褐煤蜡、地蜡(ozokerite)、纯地蜡(ceresin)那样的矿物蜡、如石蜡、微晶蜡、凡士林那样的石油蜡等天然蜡、如聚乙烯蜡那样的合成烃、如褐煤蜡衍生物、石蜡衍生物、微晶蜡衍生物那样的改性蜡、如氢化蓖麻油、氢化蓖麻油衍生物那样的氢化蜡、如12-羟基硬脂酸那样的脂肪酸、如硬脂酸酰胺那样的酰胺、如邻苯二甲酸酐酰亚胺那样的酯等合成蜡。

另外，作为醇类，例如可举出多元醇、聚乙二醇、聚甘油等，特别优选使用鲸蜡醇、硬脂醇、油醇、甘露糖醇等。

另外，作为高级脂肪酸，例如可举出硬脂酸、油酸、亚油酸等，特别优选使用如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸那样的饱和脂肪酸。

另外，作为脂肪酸金属，例如可举出如月桂酸、硬脂酸、琥珀酸、硬脂酸、乳酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、羟基硬脂酸，蓖麻油酸、环烷酸、油酸、棕榈酸、芥酸那样的高级脂肪酸与如Li、Na、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Al、Sn、Pb、Cd那样的金属的化合物，特别优选使用硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸锌、油酸钙、油酸锌、油酸镁等。

另外，作为非离子表面活性剂，例如可举出Electrostripper TS-2、Electrostripper TS-3(均由花王株式会社制)等。

另外，作为有机硅系润滑剂，例如可举出二甲基聚硅氧烷及其改性物、羧基改性有机硅、α-甲基苯乙烯改性有机硅、α-烯烃改性有机硅、聚醚改性有机硅、氟改性有机硅、亲水性特殊改性有机硅、烯烃聚醚改性有机硅、环氧改性有机硅、氨基改性有机硅、酰胺改性有机硅、醇改性有机硅等。

需要注意的是，作为粘合剂22，特别优选包含聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。这些粘合剂成分的结合性高，因此即使是比较少的量也能高效地形成二次粒子2。另外，由于热分解性也高，所以当进行脱脂和烧成时，能以短时间可靠地进行分解、去除。

另外，二次粒子2中的粘合剂22的含有率没有特别限定，优选是1体积％以上40体积％以下，更优选是3体积％以上30体积％以下，进一步优选是5体积％以上20体积％以下。通过将粘合剂22的含有率设定在上述范围内，由此有助于实现稳定的二次粒子2，并且粘合剂22的量不会过剩，因此有助于提高烧结体的密度而提高机械强度。

需要说明的是，当粘合剂22的含有率低于上述下限值时，二次粒子2有可能因第一金属粒子21的粒径等而易于走样。另一方面，当粘合剂22的含有率超过上述上限值时，粘合剂22的量过剩，有可能难以提高烧结体的密度、收缩率变大而烧结体的尺寸精度易于降低。

另外，二次粒子2中的粘合剂的含有率例如可观察二次粒子2的截面并根据截面中的粘合剂22的面积率而求出。

另外，在二次粒子2中也可以添加第一金属粒子21、粘合剂22以外的成分、例如溶剂(分散介质)、防锈剂、抗氧化剂、分散剂、消泡剂等各种添加剂。这些添加剂的添加量优选是二次粒子2的5质量％以下左右，更优选是3质量％以下左右。

需要说明的是，粘合剂22只要根据需要来添加即可，例如在第一金属粒子21彼此通过自粘等而自发地结合的情况下，能省略粘合剂22的添加。即，在二次粒子2中第一金属粒子21也可以相互自粘。由此，能减少粘合剂22的使用量或完全不使用粘合剂22，因此能进一步减小将复合物1注射成形而得的成形体的收缩率。

需要说明的是，自粘(adhere；固着(日语表述))是指第一金属粒子21彼此边维持相互的粒子形状的同时表面彼此直接接触而成为一体的状态。

另外，在二次粒子2中也可以混合存在自粘的第一金属粒子21和未自粘的第一金属粒子21。

(基质区域)

图2所示的基质区域3包括第二金属粒子31和粘合剂32，第二金属粒子31与第一金属粒子21相比，构成材料相同且平均粒径更小。

二次粒子2如上所述呈粒状，但从纵横比的角度来看，长径/短径的平均值优选是1以上3以下，更优选是1以上2.5以下，进一步优选是1以上2以下。具有这样的纵横比的二次粒子2在其形状上各向同性高，因此难以发生破坏等。为此，二次粒子2能担负复合物1的骨架，能进一步提高将复合物1成形而成的成形体的保形性。

需要说明的是，例如取得电子显微镜对复合物1的截面的观察图像，在图像上求出二次粒子2的最大长度(长径)和与其正交的方向的最大长度(短径)，从而算出二次粒子2的纵横比。另外，当算出平均值时，使用10个以上的数据。另外，也可以根据需要使用元素映射图像(elemental mapping image)而易于辨别二次粒子2的轮廓。

另外，二次粒子2的平均直径优选是第一金属粒子21的平均粒径的1.5倍以上100倍以下左右，更优选是2倍以上80倍以下左右，进一步优选是3倍以上50倍以下左右。由此，二次粒子2的粒径与第一金属粒子21的粒径的平衡实现最优化。其结果，二次粒子2自身更难以走样，能进一步提高将复合物1成形而成的成形体的保形性。

需要说明的是，例如取得电子显微镜对复合物1的截面的观察图像，将二次粒子2的平均直径作为在图像上与二次粒子2的截面具有相同面积的正圆的直径(当量圆直径)而求出。另外，当算出平均值时，使用10个以上的数据。另外，也可以根据需要使用元素映射图像而易于辨别二次粒子2的轮廓。

-第二金属粒子-

第二金属粒子31的构成材料是与第一金属粒子21相同的材料。需要说明的是，相同的材料是指例如合金组成包含在由日本工业标准等各种标准规定的各合金的组成范围内。具体地，例如在第一金属粒子21的构成材料是SUS316L的情况下，第二金属粒子31的构成材料的合金组成只要落入由日本工业标准等各种标准规定的SUS316L的合金组成的范围内即可。另外，在标准外的合金的情况下，当构成元素的含有率的偏差为3质量％以下时，能将其视为相同的材料。

此外，在基质区域3中也可以包含由与第二金属粒子31不同的材料构成的其它金属粒子、陶瓷粒子。这些其它金属粒子、陶瓷粒子的添加量优选是第二金属粒子31的50体积％以下，更优选是30体积％以下，进一步优选是10体积％以下。

第二金属粒子31的平均粒径设定为比第一金属粒子21的平均粒径小。

具体地，第二金属粒子31的平均粒径优选是第一金属粒子21的平均粒径的95％以下，更优选是5％以上80％以下，进一步优选是10％以上60％以下。由此，在复合物1中，与第一金属粒子21相比平均粒径适度更小的第二金属粒子31包围作为第一金属粒子21的集合体的二次粒子2的周围。将这样的形式的复合物1注射成形而得的成形体在进行了烧成时，成为同时具有源自二次粒子2的部分和源自基质区域3的部分的烧结体。这样的烧结体如后所述成为兼顾高机械强度和高延展性的烧结体。

需要说明的是，当第二金属粒子31的平均粒径低于上述下限值时，虽然也取决于第一金属粒子21的粒径，但由于第二金属粒子31易于凝聚，因此在基质区域3中难以使第二金属粒子31均匀地分散。因此，烧结体难以变得均质，机械强度、延展性有可能降低。另一方面，当第二金属粒子31的平均粒径超过上述上限值时，第一金属粒子21的平均粒径与第二金属粒子31的平均粒径接近，因此用平均粒径小的金属粒子的烧结物包围平均粒径大的金属粒子的烧结物所带来的效果、即兼顾高强度和高延展性的效果有可能降低。

需要注意的是，第二金属粒子31的粒径是在复合物1的截面中设想与第二金属粒子31具有相同面积的正圆时作为该正圆的直径(当量圆直径)而求出的。另外，当对任意选择的10个以上的第二金属粒子31求出了当量圆直径时，平均粒径是其平均值。

另外，关于第二金属粒子31，在将通过激光衍射法得到的粒度分布中质量基准的粒度的累积从小径侧起为10％时的粒径设为D10，为50％时的粒径设为D50，为90％时的粒径设为D90时，(D90-D10)/D50优选是0.5以上5以下，更优选是1.0以上3.5以下。满足这样的条件的第二金属粒子31能实现兼顾最终得到的烧结体的机械强度和延展性。

这样的第二金属粒子31也可以用任意的方法来制造，例如能使用利用雾化法(水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法等)、还原法、羰基法、粉碎法等方法制造的金属粒子。

其中，优选使用利用雾化法制造的金属粒子作为第二金属粒子31。利用雾化法的话，粒径的参差不齐少，能得到粒径整齐的金属粉末。因而，通过使用这样的第二金属粒子31，有助于实现可兼顾高机械强度和高延展性的烧结体。

需要说明的是，基质区域3中的第二金属粒子31的含有率没有特别限定，优选是50体积％以上90体积％以下，更优选是55体积％以上85体积％以下，进一步优选是60体积％以上80体积％以下。通过将第二金属粒子31的含有率设定在上述范围内，由此可得到抑制了填充不良、过度收缩率的复合物1。

-粘合剂-

粘合剂32将第二金属粒子31彼此(其它金属粒子、陶瓷粒子也是同样)结合，使得易于维持基质区域3的形状。该粘合剂32在烧成工序中被大致去除。

作为粘合剂32，只要具有结合性即可，没有特别限定。另外，既可以与粘合剂22相同也可以不同，例如可举出聚乙烯、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、聚偏二氯乙烯、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、聚乙烯吡咯烷酮或它们的共聚物等各种树脂、蜡类、醇类、高级脂肪酸、脂肪酸金属、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸酰胺、非离子型表面活性剂、有机硅系润滑剂等，使用它们中的一种或两种以上的混合物。

另外，作为粘合剂32，特别优选使用包含烃系聚合物和蜡的材料。

其中，烃系聚合物是指主要由碳原子和氢原子构成的高分子化合物并且是聚合度为50以上左右(优选是100以上)的物质。并且，烃系聚合物与蜡相比热分解温度更高。

另一方面，蜡是指主要由碳原子和氢原子构成的饱和链状高分子化合物并且是聚合度大约不到50(优选是30以下)的物质。

并用这样的烃系聚合物和蜡，由此通过蜡来维持成形体的初始的保形性，另一方面，易于建立烃系聚合物在比较宽的温度范围内逐渐分解的举动。易于在整个工序中维持成形体的形状，因此能最终得到尺寸精度特别高的烧结体。

·烃系聚合物

作为烃系聚合物，可举出饱和烃系树脂、不饱和烃系树脂等。另外，根据碳原子的结合方式，还分类为链状烃系树脂、环状烃系树脂等。

作为这样的烃系聚合物，例如可举出如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯那样的聚烯烃、如聚乙烯-聚丙烯共聚物、聚乙烯-聚丁烯共聚物那样的聚烯烃类共聚物、聚苯乙烯等，由它们中的一种或两种以上构成。

其中，优选粘合剂32包含聚烯烃树脂和聚苯乙烯树脂中至少一方。这些烃系聚合物的结合力比较大且热分解性比较高，因此当脱脂时易于维持成形体的形状。因而，这些烃系聚合物有助于快速的脱脂和由其带来的烧结性的提高。其结果，能得到尺寸精度高的烧结体。

烃系聚合物的重均分子量优选是1万以上10万以下，更优选是2万以上8万以下。将烃系聚合物的重均分子量设为上述范围内，由此能在赋予成形体充分的保形性的同时，可进行容易且可靠的脱脂。需要说明的是，当烃系聚合物的重均分子量低于上述下限值时，有可能无法对成形体赋予充分的保形性，当超过上述上限值时，对成形体进行脱脂时的烃系聚合物的分解性有可能降低。

另外，粘合剂32中的烃系聚合物的含量优选是1质量％以上98质量％以下，更优选是15质量％以上50质量％以下，进一步优选是20质量％以上45质量％以下。将烃系聚合物的含量设为上述范围内，由此能在粘合剂32中必要且充分地显现烃系聚合物所具有的特性。需要说明的是，当烃系聚合物的含量低于上述下限值时，有可能无法对成形体赋予充分的保形性。另一方面，当超过上述上限值时，蜡等烃系聚合物以外的成分相对地变得过少，因此当对成形体进行脱脂时需要花费长的时间、有可能导致由于大量的烃系聚合物一下分解而使成形体上产生裂缝等缺陷。

需要注意的是，作为烃系聚合物，优选使用热分解温度是300℃以上550℃以下的烃系聚合物，更优选使用热分解温度是400℃以上500℃以下的烃系聚合物。这样的烃系聚合物作为粘合剂成分相当于在比较高的温度区域中热分解的成分，因此当对成形体进行脱脂时，有助于维持成形体的形状直至脱脂完成为止。其结果，能最终得到尺寸精度高的烧结体。

另外，作为烃系聚合物，优选使用熔点是100℃以上400℃以下的烃系聚合物，更优选使用熔点是200℃以上300℃以下的烃系聚合物。

需要注意的是，这些热分解温度、熔点用差热热重同时测定装置(TG/DTA)等进行测定。

-蜡-

蜡较多地包含结晶性的高分子，其重均分子量比树脂小，优选小5000以上，更优选小10000以上。因而，在成形体脱脂时，蜡在比烃系聚合物低的温度区域中熔融、分解，当释放到成形体的外部时形成流路。之后，当成形体在更高的温度下被加热时，此次开始烃系聚合物的分解，其分解物经由上述流路释放到成形体的外部。若这样经由流路将烃系聚合物去除，则烃系聚合物的分解物高效地排出到外部，能防止成形体破损。由此，即便在脱脂过程中也能更可靠地维持成形体的形状，能最终得到尺寸精度高的烧结体。

作为蜡，例如可举出天然蜡、合成蜡等。

其中，作为天然蜡，例如可举出如小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、日本蜡、霍霍巴油那样的植物蜡、如蜂蜡、羊毛脂、鲸蜡那样的动物蜡、如褐煤蜡、地蜡(ozokerite)、纯地蜡(ceresin)那样的矿物蜡、如石蜡、微晶蜡、凡士林那样的石油系蜡等，可组合使用它们中的一种或两种以上。

另外，作为合成蜡，可举出如聚乙烯蜡那样的合成烃、如褐煤蜡衍生物、石蜡衍生物、微晶蜡衍生物那样的改性蜡、如氢化蓖麻油、氢化蓖麻油衍生物那样的氢化蜡、如12-羟基硬脂酸那样的脂肪酸、如硬脂酸酰胺那样的酰胺、如邻苯二甲酸酐酰亚胺那样的酯等，可组合使用它们中的一种或两种以上。

在本实施方式中，特别优选使用石油系蜡或其改性物，更优选使用石蜡、微晶蜡或它们的衍生物，进一步优选使用石蜡。这些蜡与烃系聚合物的相溶性优异，因此能制备均质的粘合剂组合物和复合物。因此，有助于最终制造均质且机械特性和尺寸精度优异的烧结体。

蜡的重均分子量优选是100以上2000以下，更优选是200以上1000以下。通过将蜡的重均分子量设为上述范围内，由此在对复合物1进行脱脂时，能在比烃系聚合物低的温度区域内使蜡更可靠地熔融，能更可靠地在成形体上形成用于排出烃系聚合物的分解物的流路。需要说明的是，当蜡的重均分子量低于上述下限值时，有可能使成形体的保形性降低。另一方面，当超过上述上限值时，蜡熔融的温度区域与烃系聚合物熔融的温度区域接近，有可能在成形体中产生裂缝等。

另外，粘合剂32中的蜡的含量优选是1质量％以上70质量％以下，更优选是10质量％以上50质量％以下，进一步优选是15质量％以上40质量％以下。通过将蜡的含量设为上述范围内，由此能在粘合剂32中必要且充分地显现蜡所具有的特性。需要说明的是，当蜡的含量低于上述下限值时，无法在成形体中形成充分量的流路，在对成形体进行脱脂时有可能产生裂缝等。另一方面，当超过上述上限值时，烃系聚合物的比例相对地降低，因此成形体的保形性有可能降低。

另外，作为蜡，优选使用其熔点是30℃以上200℃以下的蜡，更优选使用熔点是50℃以上150℃以下的蜡。

需要注意的是，这些热分解温度、熔点用差热热重同时测定装置(TG/DTA)等进行测定。

以上，虽然说明了烃系聚合物和蜡，但从其它角度来看，优选粘合剂32包含如蜡那样的结晶性树脂和如聚苯乙烯那样的非结晶性树脂双方。由此，通过结晶性树脂维持成形体的初始的保形性，另一方面，非结晶性树脂在比较大的温度范围内逐渐分解而排出到外部。其结果，能最终得到尺寸精度特别高的烧结体。

结晶性树脂与非结晶性树脂的混合比没有特别限定，优选使非结晶性树脂多于结晶性树脂，具体地，相对于结晶性树脂100质量份，优选将非结晶性树脂设为101质量份以上300质量份以下，更优选设为110质量份以上250质量份以下。由此，能进一步提高成形体的保形性，能最终进一步提高尺寸精度。即，当非结晶性树脂的混合比低于上述下限值时，取决于金属粉末的粒径、粘合剂32的成分等，温度变化时的成形体的保形性有可能稍微降低。另一方面，当非结晶性树脂的混合比超过上述上限值时，取决于金属粉末的粒径、粘合剂32的成分等，成形体的初始的保形性有可能稍微降低。

-含环状醚基共聚物(Cyclic Ether Group-Containing Copolymer)-

另外，也可以根据需要在粘合剂32中添加含环状醚基共聚物。该含环状醚基共聚物是将包含环状醚基的单体和能与该单体共聚的单体共聚而成的共聚物。通过添加这样的共聚物，由此源自包含环状醚基的单体的结构相对于金属粉末具有优异的贴紧性，另一方面，通过成为共聚物，能提高与烃系聚合物、蜡的相溶性。即，这样的共聚物有助于提高金属粉末与烃系树脂和蜡的相互的润湿性，进而有助于提高在复合物1中的相互的分散性。其结果，这样的复合物1变得均质，从而关系到得到机械特性和尺寸精度高的烧结体。

作为环状醚基，例如可举出环氧基、氧杂环丁烷基等。它们因施加于复合物1的热而开环，与金属粉末表面的羟基结合。其结果，金属粉末和共聚物显示出高的贴紧性，基质区域3中的第二金属粒子31的分散性变得更加良好。另外，从易于与金属粉末表面结合等角度来看，在环状醚基中也特别优选环氧基。

另外，作为包含环状醚基的单体，例如可举出如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯那样的缩水甘油酯、如乙烯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚那样的缩水甘油醚、如丙烯酸氧杂环丁酯、甲基丙烯酸氧杂环丁酯那样的氧杂环丁烷酯等，能组合使用它们中的一种或两种以上。

另一方面，作为能与这样的单体共聚的单体，例如可举出如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯那样的(甲基)丙烯酸酯系单体、如乙烯、丙烯、异丁烯、丁二烯那样的烯烃类单体、乙酸乙烯酯系单体等，能组合使用它们中的一种或两种以上。需要说明的是，如(甲基)丙烯酸那样的表述是指丙烯酸和甲基丙烯酸中任一。

其中，优选使用乙烯单体和乙酸乙烯酯单体。乙烯和乙酸乙烯酯相对于烃系聚合物、蜡具有特别优异的相溶性。因此，通过使用乙烯单体和乙酸乙烯酯单体双方，其聚合物介于金属粉末与烃系聚合物和蜡之间，具有特别提高它们相互的润湿性的作用。

需要说明的是，作为上述那样的包含环状醚基的单体和能与该单体共聚的单体的优选组合，例如可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和乙酸乙烯酯(VA)、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和乙烯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙酸乙烯酯和乙烯(E)、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙酸乙烯酯和丙烯酸甲酯(MA)等。

另外，含环状醚基共聚物中的包含环状醚基的单体的含有率没有特别限定，优选是0.1质量％以上50质量％以下左右，更优选是1质量％以上30质量％以下左右。由此，能可靠地得到含环状醚基共聚物与第二金属粒子31的贴紧性，因此能更可靠地发挥使用了共聚物时的上述效果。

含环状醚基共聚物的重均分子量优选是1万以上40万以下，更优选是3万以上30万以下。通过将含环状醚基共聚物的重均分子量设为上述范围内，由此能在防止含环状醚基共聚物的热分解性显著降低的同时，兼顾复合物1的流动性和成形体的保形性。

另外，含环状醚基共聚物中的单体的排列没有特别限定，也可以是无规共聚、交替共聚、嵌段共聚、接枝共聚等中任一种排列。

另外，复合物1中的含环状醚基共聚物的含量按质量比计优选是蜡的含量的10％以上100％以下左右，更优选是15％以上80％以下左右，进一步优选是20％以上50％以下左右。通过将含环状醚基共聚物的含量设为上述范围内，由此特别能提高金属粉末与烃系聚合物和蜡的相互的润湿性。其结果，有助于特别提高复合物1中的第二金属粒子31的分散性。

另外，作为含环状醚基共聚物，优选使用其熔点是30℃以上150℃以下的共聚物，更优选使用熔点是50℃以上100℃以下的共聚物。

另外，粘合剂32也可以包含其它成分。优选地，粘合剂32中的其它成分的含量例如是10质量％以下。

另外，基质区域3中的粘合剂32的含有率没有特别限定，但设定成比二次粒子2中的粘合剂22的含有率高，优选是1.1体积倍以上20体积倍以下左右、更优选是2体积倍以上10体积倍以下左右。通过将粘合剂32的含有率设定为上述范围内，由此确保作为金属粉末注射成形用的复合物1所需的流动性，另一方面，可得到得益于二次粒子2而抑制了含有率的复合物1。这样的复合物1还抑制填充不良、收缩率，因此有助于实现尺寸精度高且机械强度高的烧结体。

需要说明的是，当粘合剂32的含有率低于上述下限值时，根据粘合剂32的组成等，流动性有可能变得不充分。另一方面，当粘合剂32的含有率超过上述上限值时，根据粘合剂32的组成等，有可能使成形体的保形性降低、收缩率变大而导致烧结体的尺寸精度降低。

另外，基质区域3中的粘合剂32的含有率没有特别限定，优选是10体积％以上50体积％以下，更优选是15体积％以上45体积％以下，进一步优选是20体积％以上40体积％以下。

需要注意的是，基质区域3中的粘合剂32的含有率例如能够观察基质区域3的截面并根据截面中的粘合剂32的面积率来求出。

另外，在基质区域3中也可以添加第二金属粒子31、粘合剂32以外的成分、例如溶剂(分散介质)、防锈剂、抗氧化剂、分散剂、消泡剂等各种添加剂。这些添加剂的添加量优选是基质区域3的5质量％以下左右，更优选是3质量％以下左右。

＜金属粉末注射成形用复合物的制造方法＞

接着，说明金属粉末注射成形用复合物的制造方法的一例。

[1]首先，通过各种造粒法对第一金属粒子21进行造粒。

作为造粒法，例如可举出喷雾干燥(喷干)法、旋转造粒法、流动层造粒法、旋转流动造粒法等。

例如，在喷雾干燥法中，使用将第一金属粒子21与粘合剂22混合而成的浆料(悬浮液)。并且，对该浆料进行喷雾干燥，由此得到二次粒子2。

需要说明的是，在浆料中，例如使用水、醇类等作为溶剂(分散介质)。

另外，也可以根据需要对所得到的二次粒子2施加振动处理、粉碎处理等。

另外，还可以根据需要对所得到的二次粒子2施加加热处理。由此，粘合剂22的吸湿性稍微降低，因此，二次粒子2不易吸湿，抑制与吸湿相伴的烧结缺陷的发生。

进而，也可以根据加热处理的条件在一部分第一金属粒子21彼此之间产生烧结现象，使其粘附。

作为加热方法，例如可举出用加热炉加热、照射火焰、照射激光、照射等离子体等。

加热温度虽然根据第一金属粒子21、粘合剂22的组成等的不同而不同，但优选是200℃以上800℃以下左右，更优选是250℃以上700℃以下左右，进一步优选是300℃以上600℃以下左右。通过用这样的温度加热，既能抑制第一金属粒子21完全烧结，又使第一金属粒子21彼此局部地烧结、实现粘合剂22的减容(减量)化。其结果，二次粒子2其自身不易走样，因此在复合物1中也易于维持形状，更可靠地发挥上述二次粒子2所带来的效果。

另外，加热时间根据加热温度来设定，作为上述加热时间的持续时间，优选是5分钟以上300分钟以下左右，更优选是10分钟以上180分钟以下左右，进一步优选是30分钟以上120分钟以下左右。通过设定为这样的加热时间，由此既能抑制第一金属粒子21完全烧结，又使第一金属粒子21彼此局部地烧结、实现粘合剂22的减容化。

另外，作为加热气氛，没有特别限定，例如使用如空气、氧那样的氧化性气氛、如氮、氩那样的惰性气氛、如氢那样的还原性气氛等。其中，在考虑了第一金属粒子21的氧化等的情况下，优选使用惰性气氛、还原性气氛，在考虑了安全性、氢脆等的情况下，优选使用惰性气氛。

[2]接着，将第二金属粒子31与粘合剂32混炼，得到混炼物。

混炼中例如可使用加压或双臂捏合式混炼机、辊式混炼机、班伯里(注册商标)型混炼机、单螺杆或双螺杆挤出机等各种混炼机。

混炼条件根据所使用的第二金属粒子31的粒径、第二金属粒子31与粘合剂32的混合比等各条件而不同，若举出一例，可设混炼温度为50℃以上200℃以下，设混炼时间为15分钟以上210分钟以下左右。

接下来，在得到的混炼物中加入二次粒子2并再次混炼。由此，二次粒子2分散于混炼物中。其结果，得到具有二次粒子2和基质区域3的复合物1。

需要注意的是，二次粒子2既可以与第二金属粒子31同时添加，也可以相反地在将二次粒子2和粘合剂32混炼之后再添加第二金属粒子31。

另外，上述制造方法是一个例子，复合物1也可以用与上述制造方法不同的方法来制造。

＜烧结体的制造方法＞

接着，说明使用复合物1来制造烧结体的方法的一个例子。

烧结体的制造方法具有：注射成形工序，将复合物1按希望的形状注射成形；脱脂工序，对得到的成形体进行脱脂；以及烧成工序，对得到的脱脂体进行烧成。

即，烧结体的制造方法具有：将复合物1注射到成形模具中而得到成形体的工序；以及对成形体进行脱脂、烧成而得到烧结体的工序。

根据这样的制造方法，能制造兼顾高机械强度和高延展性的烧结体。

以下，依次说明各工序。

(成形工序)

首先，使用上述那样的复合物1进行注射成形。由此，制造希望形状、尺寸的成形体(本发明的金属粉末成形体的实施方式)。

需要注意的是，也可以在成形之前根据需要对复合物1实施造粒(pelletizing)处理。造粒处理是使用造粒机(pelletizer(注册商标))等粉碎装置粉碎复合物1的处理。由此得到的粒料的平均粒径是1mm以上10mm以下左右。

接下来，将得到的粒料投放于注射成形机，注射到成形模具中进行成形。由此，得到转印有成形模具的形状的成形体。

需要说明的是，预估后面的脱脂和烧结的收缩量而确定所制造的成形体的形状尺寸。

另外，也可以根据需要对得到的成形体实施机械加工、激光加工等后加工。

另外，既可以并用不同于复合物1的其它复合物进行成形(双色成型)，也可以在成形模具的腔内预先配置其它部件并以与其接触的方式将复合物1注射成形(嵌件成型)。

(脱脂工序)

接着，对所得到的成形体实施脱脂处理(脱粘合剂处理)。由此，将成形体中包含的粘合剂22和粘合剂32去除(脱脂)，得到脱脂体。

该脱脂处理没有特别限定，在非氧化性气氛中例如在真空或减压状态下(例如1×10^-6Torr以上1×10^-1Torr以下(1.33×10^-4Pa以上13.3Pa以下))或者在氮气、氩气等气体中通过进行热处理来进行。

另外，脱脂工序中的处理温度没有特别限定，优选是100℃以上750℃以下，更优选是150℃以上700℃以下。

另外，脱脂工序中的处理时间优选是0.5小时以上20小时以下，更优选是1小时以上10小时以下。

另外，基于这样的热处理的脱脂也可以按各种目的(例如缩短脱脂时间等目的)分为多个阶段来进行。这种情况下，例如可举出前半用低温、后半用高温进行脱脂那样的方法、重复低温和高温来进行的方法等。

另外，在进行了上述那样的脱脂处理后，例如出于去毛刺、形成槽等微小结构等目的，也可以对所得到的脱脂体实施各种后加工。

需要注意的是，粘合剂22和粘合剂32也可以在脱脂处理中未从成形体完全去除，例如，也可以在脱脂处理完成的时间点残留有一部分。

(烧成工序)

接着，对实施了脱脂处理的脱脂体进行烧成。由此，脱脂体烧结，得到烧结体。

烧成条件没有特别限定，在非氧化性气氛中例如在真空或减压状态下(例如1×10^-6Torr以上1×10^-2Torr以下(1.33×10^-4Pa以上133Pa以下))或者在氮气、氩气等不活泼气体中通过进行热处理来进行。由此，能防止金属粉末氧化。

烧成工序也可以分为两阶段或两阶段以上来进行。由此，烧结的效率提高，能以更短的烧成时间进行烧成。

另外，烧成工序也可以与上述脱脂工序连续地进行。由此，脱脂工序能兼作烧结前工序，能对脱脂体进行预热，能使脱脂体更可靠地烧结。

烧成温度根据第一金属粒子21和第二金属粒子31的构成材料适当设定，例如在Fe基合金的情况下，优选是1000℃以上1400℃以下，更优选是1050℃以上1350℃以下。

另外，烧成时间优选是0.5小时以上20小时以下，更优选是1小时以上15小时以下。

另外，这样的烧成工序也可以按各种目的(例如缩短烧成时间等目的)分为多个工序(阶段)进行。这种情况下，例如可举出前半用低温、后半用高温进行烧成那样的方法、重复低温和高温来进行的方法等。

另外，在上述那样的烧成工序之后，例如出于去毛刺、形成槽等微小结构等目的，也可以对所得到的烧结体实施机械加工、放电加工、激光加工、蚀刻等。

此外，也可以根据需要对所得到的烧结体实施HIP处理(热等静压处理)等。由此，能实现烧结体的进一步的高密度化。

＜烧结体＞

接着，说明本发明的烧结体的实施方式。

图3是表示本发明的烧结体的实施方式的截面图。

图3所示的烧结体100具有：第一部分110，其包括第一金属粒子21的烧结物；以及第二部分120，其包括第二金属粒子31的烧结物。另外，第二部分120的平均结晶粒径比第一部分110的平均结晶粒径小。

即，烧结体100具有：第一部分110，其包括第一金属粒子21的烧结物；以及第二部分120，其包括构成材料与第一部分110相同的第二金属粒子31的烧结物，并且平均结晶粒径比第一部分110小。这样的烧结体100兼顾高机械强度和高延展性。

以下，依次详述各部分。

第一部分110包括第一金属粒子21的烧结物。这样的第一部分110如图3所示包括源自第一金属粒子21的结晶组织111。

另外，第一部分110继承二次粒子2的粒子形状的倾向强，从而成为呈粒子状的区域。因此，与复合物1中的二次粒子2同样地，第一部分110以分散(散布)的方式存在于第二部分120的基质中。

另一方面，第二部分120包括第二金属粒子31的烧结物。这样的第二部分120如图3所示包括源自第二金属粒子31的结晶组织121。

另外，第二部分120继承基质区域3的形状的倾向强，因此成为包围第一部分110的区域。

在此，第一部分110的构成材料与第二部分120的构成材料相同。因此，在第一部分110与第二部分120之间不易产生热膨胀差，可抑制龟裂等的发生。因而，烧结体100的机械强度不易降低。

另一方面，结晶组织121的平均结晶粒径比结晶组织111的平均结晶粒径小。因此，在烧结体100中，形成包含粒径相对小的结晶组织121的第二部分120以包围(内包)包含粒径相对大的结晶组织111的第一部分110的方式扩展的结构。换句话说，第二部分120像网(网络)那样扩展，而第一部分110以进入其网眼的方式分布。在这样的结构中，考虑主要是通过第二部分120得到高机械强度，而主要是通过第一部分110得到高延展性。因此，当在烧结体100中产生了应力时，推测第二部分120的网络状结构伸缩而难以发生破坏，另一方面，通过延展性高的第一部分110来缓和应力集中。其结果，烧结体100可兼顾高机械强度和高延展性。

需要说明的是，当将结晶组织111的平均结晶粒径设为1时，结晶组织121的平均结晶粒径不到1即可，但优选是0.005以上0.9以下，更优选是0.01以上0.5以下，进一步优选是0.03以上0.3以下。通过在结晶组织111与结晶组织121之间形成有这样的粒径差，由此易于在第一部分110与第二部分120之间保持机械强度的平衡，因此整个烧结体100的机械强度难以降低。具体地，以高平衡兼顾主要在第二部分120中由结晶组织121带来的高刚性和主要在第一部分110中由结晶组织111带来的高延展性。即，在结晶粒径小的情况下，晶粒边界(結晶粒界)的存在比例变高，因此具有刚性变高的趋势。另一方面，在结晶粒径大的情况下，易于发生结晶内的错位，因此具有延展性变高的趋势。因而，通过使它们取得平衡，能得到高度地兼顾高机械强度和高延展性而得的烧结体100。

另外，通过使第一部分110和第二部分120如上所述地分布，从而例如与整个烧结体100被第一部分110或第二部分120所占的情况相比，能进一步提高机械强度。

需要说明的是，结晶组织111的平均结晶粒径显示出主要依赖第一金属粒子21的粒径的趋势，结晶组织121的平均结晶粒径显示出主要依赖第二金属粒子31的粒径的趋势。例如，显示出若增大第一金属粒子21、第二金属粒子31的粒径，则结晶组织111、结晶组织121的粒径也与之相应地增大的趋势。因而，可通过适当变更用于制造烧结体100的第一金属粒子21、第二金属粒子31的粒径来调整结晶组织121的平均结晶粒径相对于结晶组织111的平均结晶粒径的比率。

结晶组织111的平均结晶粒径没有特别限定，优选是1μm以上30μm以下左右，更优选是3μm以上25μm以下左右。由此，对第一部分110赋予必要且充分的延展性。

另外，结晶组织121的平均结晶粒径没有特别限定，优选是0.05μm以上20μm以下左右，更优选是0.1μm以上10μm以下左右。由此，对第二部分120赋予必要且充分的机械强度。

需要说明的是，分别通过例如采用电子束后方散射衍射分析装置的结晶分析来求出结晶组织111的平均结晶粒径和结晶组织121的平均结晶粒径。另外，当算出平均值时，使用10个以上的数据。

另外，第一部分110相对于第二部分120的存在比例没有特别限定，优选是0.01以上100以下，更优选是0.1以上70以下，进一步优选是大于1且在50以下。由此，第一部分110与第二部分120的平衡进一步实现最优化，因此可得到以更高水平兼顾有高机械强度和高延展性的烧结体100。

需要说明的是，通过算出在烧结体100的截面中第一部分110所占的面积相对于第二部分120所占的面积的比例来求出该存在比例。

另外，第一部分110与第二部分120的边界可基于边界前后的粒径的大的差来确定。因而，例如通过采用电子束后方散射衍射分析装置的结晶分析来求出各结晶组织的粒径，并在图像上根据粒径用颜色区分，从而可根据色差来确定边界。

另外，第一部分110的形状优选如上所述的粒状，从纵横比的角度出发，长径/短径的平均值优选是1以上3以下，更优选是1以上2.5以下，进一步优选是1以上2以下。具有这样的纵横比的第一部分110在其形状上各向同性高，因此难以发生破坏等。为此，在充分发挥高延展性这一效果的同时，也不易导致机械强度降低。其结果，可得到更加高度地兼顾有高机械强度和高延展性而得的烧结体100。

需要说明的是，例如采用电子束后方散射衍射分析装置对烧结体100的截面进行结晶分析，在得到的结晶分析图像(晶粒图(crystal grain map))中，求出第一部分110的最大长度(长径)和与其正交的方向上的最大长度(短径)来算出第一部分110的纵横比。另外，当算出平均值时，使用10个以上的数据。

另外，这种情况下，第一部分110的平均直径优选是结晶组织111的平均结晶粒径的1.5倍以上100倍以下左右，更优选是2倍以上80倍以下左右，进一步优选是3倍以上50倍以下左右。由此，能相对于结晶组织111的粒径将第一部分110的尺寸最优化，从而可得到更高度地兼顾高机械强度和高延展性而得的烧结体100。

需要说明的是，例如采用电子束后方散射衍射分析装置对烧结体100的截面进行结晶分析，在所得到的结晶分析图像(晶粒图)中求出第一部分110的最大长度(长径)，从而算出第一部分110的平均直径。另外，当算出平均值时，使用10个以上的数据。

另外，也可以在烧结体100中包括第一部分110和第二部分120以外的部位。

＜金属粉末成形体＞

接着，说明本发明的金属粉末成形体的实施方式。

根据本实施方式的金属粉末成形体(下面也略称为“成形体”。)是通过压制成型制造的成形体。

图4是表示本发明的金属粉末成形体的实施方式的截面图，图5是图4的B部放大图。需要注意的是，对图4、图5中与上述图1、图2同样的构成标注同一附图标记。另外，对于与图1、图2同样的构成，在此省略说明。

图4和图5所示的成形体5具有：二次粒子2，其中第一金属粒子21彼此结合；以及基质区域3，其包括第二金属粒子31和粘合剂32，第二金属粒子31其构成材料与第一金属粒子21相同、且平均粒径更小。这样的成形体5与复合物1同样地可得到能制造兼顾高机械强度和高延展性的烧结体100的成形体5(金属粉末成形体)。

需要注意的是，在上述复合物1中，如图2所示，粘合剂32以大致填埋第二金属粒子31彼此间的间隙的方式进行分布，从而构成基质区域3。与此相对地，在成形体5的基质区域3中，如图5所示，成为在第二金属粒子31彼此间、在第二金属粒子31与粘合剂32之间伴有间隙的结构。即，复合物1和成形体5虽然所包含的构成要素相同，但形态(结构)互不相同。

在图5所示的二次粒子2中，第一金属粒子21彼此经由粘合剂22结合。

另一方面，在图5所示的基质区域3中，第二金属粒子31彼此经由粘合剂32结合。

在具有这样的二次粒子2和基质区域3的成形体5中，由与第一金属粒子21相比平均粒径更小的第二金属粒子31包围第一金属粒子21的集合体。这样形态的成形体5被进一步烧成而成为烧结体。这样的烧结体如上所述兼顾有高机械强度和高延展性。

另外，换句话说，通过使呈粒子状的二次粒子2存在于基质区域3的内侧，由此易于维持成形体5的保形性。因此，例如即使减少基质区域3中的粘合剂32的含有率，成形体5的变形也得以抑制，因此抑制烧成时的成形体的收缩率，可最终得到尺寸精度高的烧结体。

二次粒子2相对于基质区域3的存在比例没有特别限定，优选是0.01以上100以下，更优选是0.1以上70以下，进一步优选是大于1且在50以下。由此，二次粒子2与基质区域3的平衡进一步实现最优化，因此能在烧结体中以更高水平兼顾高机械强度和高延展性。

需要说明的是，该存在比例是通过在成形体5的截面中算出二次粒子2所占的面积相对于基质区域3所占的面积的比例而求出的。

(二次粒子)

图5所示的二次粒子2包含多个第一金属粒子21和粘合剂22。需要注意的是，图5所示的二次粒子2具有与图2所示的二次粒子2同样的构成，因此下面省略说明。

(基质区域)

图5所示的基质区域3包括：第二金属粒子31，构成材料与第一金属粒子21相同且平均粒径小于第一金属粒子21；以及粘合剂32。

即，基质区域3是第二金属粒子31彼此经由粘合剂32结合而成的造粒粒子30的集合体。

在具有这样的二次粒子2和基质区域3的成形体5中，与复合物1同样地，由平均粒径小于第一金属粒子21的第二金属粒子31包围第一金属粒子21的集合体。这样形态的成形体5被进一步烧成而成为烧结体。这样的烧结体如上所述成为兼顾高机械强度和高延展性的烧结体。

作为在基质区域3中使用的粘合剂32，只要具有结合性即可，没有特别限定，特别优选使用已作为粘合剂22在上面描述过的成分。它们由于结合性高，因此即使是比较少的量也能高效地形成造粒粒子30。另外，由于热分解性也高，所以当进行脱脂和烧成时，能在短时间内可靠地被分解、去除。

造粒粒子30的平均直径优选是第二金属粒子31的平均粒径的1.5倍以上100倍以下左右，更优选是2倍以上80倍以下左右，进一步优选是3倍以上50倍以下左右。由此，造粒粒子30的粒径与第二金属粒子31的粒径的平衡实现最优化。其结果，造粒粒子30自身更不易走样，能进一步提高成形体5的保形性。

需要说明的是，例如用电子显微镜取得对成形体5的截面的观察像，将造粒粒子30的平均直径作为在图像上与造粒粒子30的截面具有相同面积的正圆的直径(当量圆直径)而求出。另外，当算出平均值时，使用10个以上的数据。另外，也可以根据需要使用元素映射图像而易于辨别造粒粒子30的轮廓。

另外，在基质区域3中，也可以添加第二金属粒子31、粘合剂32以外的成分、例如溶剂(分散介质)、防锈剂、抗氧化剂、分散剂、消泡剂等各种添加剂。这些添加剂的添加量优选是基质区域3的5质量％以下左右，更优选是3质量％以下左右。

以上，基于优选的实施方式说明了本发明，但本发明不限于这些实施方式。例如也可以在金属粉末注射成形用复合物、金属粉末成形体中包含两种以上的二次粒子。

[实施例]

接着，说明本发明的具体实施例。

1.烧结体的制造

(实施例1)

＜1＞二次粒子的制造

首先，作为第一金属粒子，准备了通过水雾化法制造的平均粒径为10μm的奥氏体系不锈钢粉末(SUS316L)。

另一方面，作为粘合剂，准备了聚乙烯醇(株式会社可乐丽制、PVA-117)。另外，作为溶剂，准备了离子交换水。需要注意的是，溶剂的添加量设为每1g粘合剂添加50g。

接下来，将聚乙烯醇与离子交换水混合，并冷却至室温，从而制备了粘合剂溶液。需要注意的是，粘合剂与第一金属粒子的混合比如表1所示。

接着，将第一金属粒子与粘合剂溶液混合，制备了浆料。

接下来，向喷雾干燥装置中投放浆料并进行造粒，得到了平均粒径75μm的二次粒子。

＜2＞复合物的制造

首先，作为第二金属粒子，准备了通过水雾化法制造的平均粒径为4μm的奥氏体系不锈钢粉末(SUS316L)。

另一方面，作为粘合剂，准备了表1所示的组成的粘合剂。

接下来，将第二金属粒子与粘合剂混合，在加压捏合机(混炼机)中按100℃×60分钟的条件进行了混炼。在氮气氛中进行了该混炼。此外，粘合剂与第二金属粒子的混合比如表1所示。

接着，向得到的混炼物中加入二次粒子，再次进行了混炼。由此，形成基质区域并得到了复合物。

接着，用造粒机(注册商标)将得到的复合物粉碎而得到了平均粒径5mm的粒料。

＜3＞烧结体的制造

接着，使用得到的粒料，按照材料温度：130℃、注射压力：10.8MPa(110kgf/cm²)这一成形条件在注射成形机中进行了成形。由此，得到了成形体。需要说明的是，成形体的形状为厚度5mm的盘状。

接着，对成形体按照温度：500℃、时间：1小时、气氛：氮气(大气压)这一脱脂条件实施了脱脂处理。由此，得到了脱脂体。

接着，对脱脂体按照温度：1270℃、时间：3小时、气氛：氮气(大气压)这一烧成条件实施了烧成处理。由此，得到了烧结体。

(实施例2)

＜1＞二次粒子的制造

首先，与实施例1同样地得到了二次粒子。

＜2＞基质区域用造粒粒子的制造

接着，作为第二金属粒子，准备了通过水雾化法制造的平均粒径为4μm的奥氏体系不锈钢粉末(SUS316L)。

另一方面，作为粘合剂，准备了聚乙烯醇(株式会社可乐丽制、PVA-117)。另外，作为溶剂，准备了离子交换水。需要注意的是，溶剂的添加量设为每1g粘合剂添加50g。

接下来，将聚乙烯醇与离子交换水混合，并冷却至室温，从而制备了粘合剂溶液。

接着，将第二金属粒子与粘合剂溶液混合，制备了浆料。

接下来，向喷雾干燥装置中投放浆料而进行造粒，得到了平均粒径50μm的基质区域用造粒粒子。

＜3＞烧结体的制造

接着，将二次粒子与造粒粒子混合后，按以下的成形条件成形而得到了成形体。需要注意的是，成形体的形状为厚度5mm的盘状。

＜成形条件＞

·成形方法：压制成形

·成形压力：100MPa(1t/cm²)

接着，对成形体按照温度：500℃、时间：1小时、气氛：氮气(大气压)这一脱脂条件实施了脱脂处理。由此，得到了脱脂体。

接着，对脱脂体按照温度：1270℃、时间：3小时、气氛：氮气(大气压)这一烧成条件实施了烧成处理。由此，得到了烧结体。

(实施例3)

除了将得到的二次粒子投放于加热炉实施加热处理以外，与实施例1同样地得到了烧结体。需要注意的是，加热处理的条件如下所示。

＜加热条件＞

·加热温度：500℃

·加热时间：60分钟

·加热气氛：氮气氛

(实施例4)

除了将得到的二次粒子投放于加热炉实施加热处理以外，与实施例2同样地得到了烧结体。需要注意的是，加热处理的条件如下所示。

＜加热条件＞

·加热温度：500℃

·加热时间：60分钟

·加热气氛：氮气氛

(实施例5～13)

除了将制造条件如表2所示进行了变更以外，与实施例1同样地得到了烧结体。

(比较例1)

除了仅以基质区域制造复合物以外，与实施例1同样地得到了烧结体。

(比较例2)

除了仅以二次粒子制造成形体以外，与实施例2同样地得到了烧结体。

2.烧结体的评价

2.1抗拉强度的评价

针对在各实施例和各比较例中得到的烧结体，使用在ISO 2740:2009中规定的试验片，通过在JIS Z 2241:2011中规定的试验方法测定了抗拉强度。

接下来，将在比较例2中得到的烧结体的抗拉强度设为1，算出了在各实施例和比较例1中得到的烧结体的抗拉强度的相对值。

接下来，对照以下的评价基准对算出的相对值进行了评价。

＜抗拉强度的评价基准＞

◎：抗拉强度非常大(相对值超过1.1)

○：抗拉强度大(相对值超过1且为1.1以下)

△：抗拉强度小(相对值超过0.9且为1以下)

×：抗拉强度非常小(相对值为0.9以下)

将评价结果在表1、表2中示出。

2.2伸长率的评价

针对在各实施例和各比较例中得到的烧结体，使用在ISO 2740:2009中规定的试验片，通过在JIS Z 2241:2011中规定的试验方法测定了伸长率。

接下来，将在比较例2中得到的烧结体的伸长率设为1，算出了在各实施例和比较例1中得到的烧结体的伸长率的相对值。

接下来，对照以下的评价基准对算出的相对值进行了评价。

＜伸长率的评价基准＞

◎：伸长率非常大(相对值超过1.1)

○：伸长率大(相对值超过1且为1.1以下)

△：伸长率小(相对值超过0.9且为1以下)

×：伸长率非常小(相对值为0.9以下)

将评价结果在表1、表2中示出。

表1

表2

由表1、表2明显可知，在各实施例中得到的烧结体的抗拉强度和伸长率双方均良好。

此外，除了表中所示的例子以外，针对Ni基合金、Co基合金以及Ti基合金，也与上述同样地制作了烧结体，均与上述同样地得到了抗拉强度和伸长率双方均良好的烧结体。

Claims (8)

1.一种金属粉末注射成形用复合物，其特征在于，具有：

二次粒子，在所述二次粒子中，第一金属粒子彼此结合；以及

基质区域，包括第二金属粒子和粘合剂，所述第二金属粒子的构成材料与所述第一金属粒子的构成材料相同、且所述第二金属粒子的平均粒径小于所述第一金属粒子的平均粒径。

2.根据权利要求1所述的金属粉末注射成形用复合物，其特征在于，

所述第一金属粒子的构成材料是Fe基合金、Ni基合金和Co基合金中任一种。

3.根据权利要求1或2所述的金属粉末注射成形用复合物，其特征在于，

所述二次粒子是所述第一金属粒子彼此经由粘合剂结合而成的。

4.根据权利要求1或2所述的金属粉末注射成形用复合物，其特征在于，

在所述二次粒子中，所述第一金属粒子相互自粘。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属粉末注射成形用复合物，其特征在于，

所述二次粒子分散在所述基质区域中。

6.一种金属粉末成形体，其特征在于，具有：

二次粒子，在所述二次粒子中，第一金属粒子彼此结合；以及

基质区域，包括第二金属粒子和粘合剂，所述第二金属粒子的构成材料与所述第一金属粒子的构成材料相同、且所述第二金属粒子的平均粒径小于所述第一金属粒子的平均粒径。

7.一种烧结体的制造方法，其特征在于，具有：

将权利要求1至5中任一项所述的金属粉末注射成形用复合物注射到成形模具中而得到成形体的工序；以及

对所述成形体进行烧成而得到烧结体的工序。

8.一种烧结体，其特征在于，具有：

第一部分，包括第一金属粒子的烧结物；以及

第二部分，包围所述第一部分，并包括构成材料与所述第一部分的所述第一金属粒子相同的第二金属粒子的烧结物，所述第二部分的平均结晶粒径小于所述第一部分的平均结晶粒径。