CN113646113A - 烧结体的制造方法及压粉成型体 - Google Patents

Abstract

烧结体的制造方法具有下述工序：准备包含由无机材料构成的粉末的原料粉末；将所述原料粉末填充于模具内并进行加压，制作具有相对密度为93％以上的高密度区域和相对密度小于93％的低密度区域的压粉成型体；对所述压粉成型体的至少所述高密度区域进行机械加工而制作加工成型体；以及对所述加工成型体进行烧结而得到烧结体，相对于所述模具的轴向正交的横截面处的由所述模具构成的空腔的周缘的形状是，在使用所述模具进行成型时所述模具的内周面所承受的最大应力成为在使用假想模具进行成型时所述假想模具的内周面所承受的假想最大应力的2.6倍以下的形状，该假想模具具备周缘的形状为圆形且具有与所述空腔相同面积的假想空腔。

Description

烧结体的制造方法及压粉成型体

技术领域

本发明涉及烧结体的制造方法及压粉成型体。

本申请基于2019年4月24日申请的日本申请第2019－082632号而要求优先权，引用在上述日本申请中记载的全部记载内容。

背景技术

作为使用了压粉成型体的烧结体的制造方法，存在专利文献1所记载的方法。该方法首先将包含铁类的金属粉末的原料粉末进行单轴加压而制作平均相对密度为93％以上的压粉成型体。接下来，对压粉成型体进行机械加工而制作加工成型体。而且，对加工成型体进行烧结而得到烧结体。

专利文献1：日本特开2017－186625号公报

发明内容

本发明的烧结体的制造方法具有下述工序：准备包含由无机材料构成的粉末的原料粉末；将所述原料粉末填充于模具内并进行加压，制作具有相对密度为93％以上的高密度区域和相对密度小于93％的低密度区域的压粉成型体；对所述压粉成型体的至少所述高密度区域进行机械加工而制作加工成型体；以及对所述加工成型体进行烧结而得到烧结体，相对于所述模具的轴向正交的横截面处的由所述模具构成的空腔的周缘的形状是，在使用所述模具进行成型时所述模具的内周面所承受的最大应力成为在使用假想模具进行成型时所述假想模具的内周面所承受的假想最大应力的2.6倍以下的形状，该假想模具具备周缘的形状为圆形且具有与所述空腔相同面积的假想空腔。

本发明的压粉成型体包含无机材料的粉末，该压粉成型体具有圆柱、圆筒、椭圆柱或椭圆筒的形状，该压粉成型体具有位于所述压粉成型体的内周侧及外周侧的一者的高密度区域和位于所述压粉成型体的内周侧及外周侧的另一者的低密度区域，所述高密度区域的相对密度为93％以上，所述低密度区域的相对密度小于93％。

附图说明

图1是在实施方式所涉及的制造方法使用的模具的俯视图。

图2A是表示实施方式所涉及的制造方法的压缩前的模具的状态的说明图。

图2B是表示实施方式所涉及的制造方法的压缩后的模具的状态的说明图。

图3A是实施方式所涉及的制造方法的前半部的说明图。

图3B是实施方式所涉及的制造方法的后半部的说明图。

图4A是在实施方式所涉及的制造方法的中途得到的压粉成型体的俯视图。

图4B是在实施方式所涉及的制造方法的中途得到的加工成型体的俯视图。

图5是通过实施方式所涉及的制造方法得到的烧结体的斜视图。

图6是表示样品No.1至No.5的模具的内周面的形状的说明图。

图7是表示样品No.1和No.6的模具的内周面的形状的说明图。

图8是样品No.1的模具的应力分布图。

图9是样品No.2的模具的应力分布图。

图10是样品No.3的模具的应力分布图。

图11是样品No.4的模具的应力分布图。

图12是样品No.5的模具的应力分布图。

图13A是样品No.6的模具的应力分布图。

图13B是图13A的局部放大图。

图14是表示样品No.1至No.5的模具的周向的应力分布的图形。

图15是表示模具的长/短比和最大应力的比率之间的关系的图形。

具体实施方式

[本发明所要解决的课题]

根据专利文献1所涉及的烧结体的制造方法，针对与烧结体相比加工负荷小的压粉成型体实施切削加工等机械加工，由此能够高效地得到复杂形状的烧结体。另一方面，对烧结体的进一步轻量化、成本减少的需求高。

因此，本发明的目的之一在于，提供具有密度局部地不同的区域的压粉成型体。另外，本发明的另一目的在于，提供使用了上述压粉成型体的烧结体的制造方法。

[本发明的效果]

根据本发明的烧结体的制造方法，能够不损伤成型时的模具而高效地制造具有密度不同的区域的烧结体。

根据本发明的压粉成型体，能够作为具有密度不同的区域的烧结体的前躯体而利用，能够容易地进行对烧结体所要求的各种复杂形状的加工。

[本发明的实施方式的说明]

首先，列举本发明的实施方式而进行说明。

(1)实施方式所涉及的烧结体的制造方法具有下述工序：

准备包含由无机材料构成的粉末的原料粉末；

将所述原料粉末填充于模具内并进行加压，制作具有相对密度为93％以上的高密度区域和相对密度小于93％的低密度区域的压粉成型体；

对所述压粉成型体的至少所述高密度区域进行机械加工而制作加工成型体；以及

对所述加工成型体进行烧结而得到烧结体，

相对于所述模具的轴向正交的横截面处的由所述模具构成的空腔的周缘的形状是，在使用所述模具进行成型时所述模具的内周面所承受的最大应力成为在使用假想模具进行成型时所述假想模具的内周面所承受的假想最大应力的2.6倍以下的形状，该假想模具具备周缘的形状为圆形且具有与所述空腔同一面积的假想空腔。

有时将在使用所述模具进行成型时所述模具的内周面所承受的最大应力相对于在使用所述假想模具进行成型时所述假想模具的内周面所承受的假想最大应力的比率称为“最大应力的比率”。根据上述烧结体的制造方法，能够高效地制造烧结体。其原因在于，对与烧结体相比加工负荷非常小的压粉成型体进行机械加工。通过对压粉成型体的机械加工，即使是要求复杂形状的烧结体，也能够进行高效的加工。另外，根据上述烧结体的制造方法，在成型压粉成型体时，能够大幅地减小或防止模具的损伤。将相对于模具的轴向正交的横截面处的由模具构成的空腔的周缘的形状设为最大应力的比率成为2.6以下的形状，由此在对原料粉末进行加压时，在模具不易发生局部的应力集中，实质上不发生模具破裂等损伤。而且，根据上述烧结体的制造方法，与将压粉成型体的整体设为高密度的情况相比，能够削减原料粉末的使用量，与其相伴烧结体还能够轻量化。压粉成型体不仅具有高密度区域，还具有低密度区域，因此能够减轻作为整体的质量。该高密度区域在制成烧结体时，形成为要求高强度、高刚性、耐磨性的滑动部位，由此能够使烧结体的机械特性提高。

(2)作为实施方式所涉及的烧结体的制造方法的一个方式，能够举出下述方式，即，所述无机材料包含铁类金属及非铁金属的至少一者。

根据上述方式，能够通过烧结体而制造齿轮、链轮等铁类金属、非铁金属等金属部件。

(3)作为实施方式所涉及的烧结体的制造方法的一个方式，能够举出下述方式，即，所述压粉成型体具有环状的形状，该环状的形状具有内周及外周，所述高密度区域位于所述压粉成型体的所述内周侧及所述外周侧的一者，所述低密度区域位于所述压粉成型体的所述内周侧及所述外周侧的另一者。

根据上述方式，能够高效地制造如齿轮等那样，滑动部位在周向连续的烧结部件。例如，如果是外齿轮，则将单纯形状的压粉成型体的外周侧设为高密度区域，将内周侧设为低密度区域，能够将齿设为高刚性且耐磨性优异。如果是内齿轮，则将单纯形状的压粉成型体的内周侧设为高密度区域，将外周侧设为低密度区域，能够将齿设为高刚性且耐磨性优异。

(4)作为实施方式所涉及的烧结体的制造方法的一个方式，能够举出下述方式，即，所述高密度区域和所述低密度区域的相对密度差为3％以上。

根据上述方式，能够实现压粉成型体进而最终得到的烧结体的充分的轻量化。这是因为如果高密度区域和低密度区域的相对密度差大为一定程度，则将烧结体整体轻量化的效果大。

(5)作为实施方式所涉及的烧结体的制造方法的一个方式，能够举出下述方式，即，所述压粉成型体的形状为圆柱、圆筒、椭圆柱或椭圆筒。

根据上述方式，在加压原料粉末时能够充分地抑制局部的应力作用于模具，有效地减小模具的损伤。压粉成型体的形状为圆柱、圆筒等单纯形状，因此在对原料粉末进行加压时，不易在模具发生局部的应力集中，实质上不发生模具破裂等损伤。

(6)作为实施方式所涉及的烧结体的制造方法的一个方式，能够举出下述方式，即，所述模具具有在所述原料粉末的外周配置的冲模，

所述冲模的内周缘具有圆弧状的曲线，

所述曲线的最小半径R为10mm以上。

根据上述方式，冲模的内周缘不具有半径小于10mm的曲线，因此在加压原料粉末时能够充分地抑制局部的应力作用于模具，能够有效地减小模具的损伤。

(7)作为实施方式所涉及的烧结体的制造方法的一个方式，能够举出下述方式，即，所述烧结体为外齿轮或内齿轮。

根据上述方式，将要求高刚性、耐磨性的齿轮的齿由高密度区域形成，由此能够通过烧结体得到优异的机械特性的齿轮。

(8)作为实施方式所涉及的烧结体的制造方法的一个方式，能够举出下述方式，即，所述高密度区域的相对密度为97％以上。

根据上述方式，将高密度区域特别设为高密度，由此能够在烧结体形成大致没有空孔的区域，能够设为具有高刚性、耐磨性的烧结体。

(9)实施方式所涉及的压粉成型体包含无机材料的粉末，

该压粉成型体具有圆柱、圆筒、椭圆柱或椭圆筒的形状，

该压粉成型体具有位于所述压粉成型体的内周侧及外周侧的一者的高密度区域和位于所述压粉成型体的内周侧及外周侧的另一者的低密度区域，

所述高密度区域的相对密度为93％以上，所述低密度区域的相对密度小于93％。

根据上述压粉成型体，在对原料粉末进行压缩时能够抑制模具损伤。这是因为压粉成型体的形状为圆柱、圆筒等单纯形状，所以应力难以集中于模具的局部。能够适当地利用为要求复杂形状的烧结体的材料。压粉成型体并非是构成该成型体的各个颗粒彼此结合。其目的在于，根据该压粉成型体的特性，与烧结体相比切削加工等的加工负荷非常小，能够高效地进行加工。特别地，上述压粉成型体能够作为滑动部位为高刚性且耐磨性优异的烧结体的材料而适当地利用。其原因在于，由于具有高密度区域和低密度区域，因此如果将压粉成型体的高密度区域设为烧结体的滑动部位，则能够设为滑动部位为高刚性且耐磨性优异的烧结体。并且，能够实现压粉成型体的原料粉末的削减、轻量化。压粉成型体的整体不是高密度区域，还具有低密度区域。

(10)作为实施方式所涉及的压粉成型体的一个方式，能够举出所述无机材料包含铁类金属及非铁金属的至少一者。

根据上述方式，齿轮、链轮等作为由铁类金属、非铁金属等金属构成的烧结体的材料而能够适当地利用压粉成型体。

(11)作为实施方式所涉及的压粉成型体的一个方式，能够举出下述方式，即，所述高密度区域和所述低密度区域的相对密度差为3％以上。

根据上述方式，能够实现将上述压粉成型体设为材料的烧结体的充分轻量化。其原因在于，如果高密度区域和低密度区域的相对密度差大为一定程度，则将烧结体整体轻量化的效果大。

[本发明的实施方式的详细内容]

下面，参照附图，对本发明的实施方式的具体例进行说明。在图中同一标号表示同一名称物。此外，本发明不受这些例示所限定，而是由权利要求书示出，意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。

[实施方式1]

《烧结体的制造方法的概要》

实施方式所涉及的烧结体的制造方法具有下述工序。

S1.准备工序：准备包含由无机材料构成的粉末的原料粉末。

S2.成型工序：将原料粉末填充于模具内而加压，制作具有相对密度为93％以上的高密度区域和相对密度小于93％的低密度区域的规定形状的压粉成型体。

S3.加工工序：对压粉成型体的至少高密度区域进行机械加工而制作加工成型体。

S4.烧结工序：对加工成型体进行烧结而得到烧结体。

S5.精加工工序：进行使烧结体的实际尺寸接近设计尺寸的精加工。

下面，对各工序详细地进行说明。

《S1.准备工序》

[无机材料的粉末]

无机材料的粉末是构成烧结体的主要材料。作为由无机材料构成的粉末包含金属粉末、陶瓷粉末。作为金属粉末包含铁类粉末、非铁金属粉末。作为铁类粉末具有使用纯铁粉、以铁为主要成分的铁合金粉的情况。在这里，“以铁为主要成分的铁合金”是指，作为原料粉末的构成成分，铁元素超过50质量％，优选为80质量％以上，更优选含有90质量％以上。作为铁合金，举出包含从由Cu(铜)、Ni(镍)、Sn(锡)、Cr(铬)、Mo(钼)、Mn(锰)、Co(钴)、Si(硅)、Al(铝)、P(磷)、Nb(铌)、V(钒)及C(碳)构成的组中选择的至少1种合金化元素的材料。上述合金化元素有助于铁类烧结体的机械特性的提高。举出上述合金化元素之中的Cu、Ni、Sn、Cr、Mo、Mn、Co、Si、Al、P、Nb及V的含有量合计为0.5质量％以上5.0质量％以下，进一步设为1.0质量％以上3.0质量％以下。举出C的含有量为0.2质量％以上2.0质量％以下，进一步设为0.4质量％以上1.0质量以下。另外，作为金属粉末可以使用铁粉并在该铁粉中添加上述合金化元素的粉末(合金化粉末)。在该情况下，在原料粉末的阶段金属粉末的构成成分为铁、合金化元素，但通过后续的烧结工序进行烧结而铁与合金化元素进行反应而被合金化。

作为非铁金属的粉末，举出除了上述Cu、Ni、Sn、Cr、Mo、Mn、Co、Si、Al、P、Nb及V以外，从由Ti、Zn、Zr、Ta及W构成的组选择的至少一种等。可以设为以非铁金属为主要成分的原料粉末。“以非铁金属为主要成分的原料粉末”是指，作为原料粉末的构成成分，非铁金属粉末超过50质量％，优选为80质量％以上，更优选含有90质量％以上。非铁金属粉末可以将各结构元素单体粉末用作原料粉末，也可以将预先对各结构元素进行合金化的合金粉末用作原料粉末。作为非铁金属的合金的具体例，举出铜合金、铝合金、钛合金等。

原料粉末的金属粉末(包含合金化粉末)的含有量举出例如为90质量％以上，进一步设为95质量％以上。作为金属粉末能够利用例如通过水雾化法、气体雾化法、羰基法、还原法等制作出的粉末。

并且，根据需要，可以在原料粉末包含陶瓷粉末。作为陶瓷的具体例，举出氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼等。陶瓷粉末的含有量为20质量％以下，特别是为10质量％以下。陶瓷粉末也可以不包含于原料粉末。

原料粉末的平均粒径、特别是金属粉末的平均粒径例如，举出设为20μm以上200μm以下，进一步设为50μm以上150μm以下。将原料粉末(金属粉末)的平均粒径设在上述范围内，由此容易处理，在后续的成型工序(S2)容易加压成型。并且，通过将金属粉末的平均粒径设为20μm以上，从而容易确保原料粉末的流动性。通过将金属粉末的平均粒径设为200μm以下，从而容易得到致密组织的烧结体。金属粉末的平均粒径是构成金属粉末的颗粒的平均粒径，是通过激光衍射式粒度分布测定装置测定出的体积粒度分布的累积体积为50％的粒径(D50)。通过利用微粒的金属粉末，从而能够减小烧结部件的表面粗糙度，或使拐角边缘变得锐利。

[其他]

在使用了模具的冲压成型，通常使用将由无机材料构成的粉末和润滑剂混合的原料粉末。这是为了防止由无机材料构成的粉末向模具的烧熔。但是，在本例，使原料粉末不包含润滑剂，或即使包含润滑剂也设为原料粉末整体的0.3质量％以下。这是为了，抑制原料粉末中的金属粉末的比例降低，通过后面记述的成型工序得到具有相对密度为93％以上的高密度区域的压粉成型体。但是，在通过后续的成型工序能够制作具有相对密度为93％以上的高密度区域的压粉成型体的范围，容许使微量的润滑剂包含于原料粉末。作为润滑剂，能够使用硬脂酸锂、硬脂酸锌等金属皂。此外，在本说明书中，有时将在原料粉末混合而使用的润滑剂称为内部润滑剂，如后面所述，有时将不与原料粉末混合而是涂敷于模具的润滑剂称为外部润滑剂。

为了抑制在后面记述的加工工序中在压粉成型体产生破裂、缺口，可以在原料粉末添加有机粘合剂。作为有机粘合剂，例如是聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、石蜡、各种蜡等。有机粘合剂只要根据需要添加即可，也可以不添加。在添加有机粘合剂的情况下，需要设为通过后续的成型工序能够制作具有相对密度为93％以上的高密度区域的压粉成型体的程度的添加量。有机粘合剂的添加量举出例如相对于原料粉末整体设为0.9质量％以下。

《S2.成型工序》

在成型工序，使用模具对原料粉末进行加压，由此制作压粉成型体。模具举出例如具有冲模和在其上下的开口部嵌入的多个冲头，将在冲模的空腔填充的原料粉末在上冲头和下冲头之间进行压缩的结构。压粉成型体需要进行加压而使得具有规定的高密度区域和低密度区域，优选使用彼此独立地进退的多个冲头。具体地说，举出将上冲头和下冲头的至少一者由内侧冲头和外侧冲头构成。将上冲头和下冲头这两者由内侧冲头和外侧冲头构成是优选的。上冲头和下冲头的至少一者可以根据需要，设为内侧冲头、中间冲头、外侧冲头等三层以上的冲头。

上述模具内的横截面的轮廓形状设为最大应力的比率成为2.6以下的形状。该横截面是相对于模具的轴向正交的截面。模具内的轮廓形状是在上述横截面处由模具构成的空腔的周缘的形状。如上述所示，最大应力的比率是指，在使用了上述模具进行成型时上述模具的内周面所承受的最大应力、相对于在使用了具备周缘的形状为圆形且具有与上述空腔相同面积的假想空腔的假想模具进行成型时上述假想模具的内周面所承受的假想最大应力的比率。该最大应力的比率越小，则表示在模具越难以发生应力的集中。如果模具的最大应力的比率为2.6以下，则在成型压粉成型体时，能够抑制对模具的应力集中。伴随该应力集中的抑制，能够抑制模具的损伤。最大应力的比率优选为2.5以下，更优选为2.0以下，特别优选为1.5以下。

以使用如上所述的模具而成型下述的压粉成型体的情况为例，说明成型时的模具的动作，该压粉成型体是在中心具有贯通孔的扁平的圆筒部件，具有内周及外周的环状的形状，外周侧为高密度区域、内周侧为低密度区域。下面，关于成型工序，对成型工序A～成型工序C这3个不同的方式进行说明。

(成型工序A)

在成型工序A所使用的模具1A例如如图1所示，具有圆筒状的冲模10、以及在该冲模10的中心部配置的圆棒状的芯棒20，在冲模10的内周面和芯棒20的外周面之间形成有模孔12。在模孔12配置圆筒状的下冲头32和上冲头34(图2A)。在这里，冲头30如图2A所示，设为在内周侧配置的内侧下冲头32i和在其外侧配置的外侧下冲头32o这一对筒状的冲头，上冲头34设为单一的筒状的冲头。

首先，在使芯棒20的上端面从冲模10的上端面凸出的状态下，设为使上冲头34上升、使下冲头32下降的状态。此时，下冲头32设为使外侧下冲头32o下降至比内侧下冲头32i更深的位置的状态。即，由冲模10的内周面、芯棒20的外周面及两个下冲头32i、32o的上端面包围的空间成为空腔，在构成空腔的底面的内侧下冲头32i和外侧下冲头32o的各上端面之间形成台阶。

在该空腔填充原料粉末100。在空腔的底面存在台阶，外周侧比内周侧更深，因此外周侧的原料粉末100的填充量多于内周侧的原料粉末100的填充量。

接下来，使两个下冲头32i、32o上升，并且使上冲头34下降。此时，使外侧下冲头32o比内侧下冲头32i更高速地上升，如图2B所示，使得两个下冲头32i、32o同时在相同的位置到达上止点。由此，两个下冲头32i、32o的上端面在最终到达位置成为共面。但是，两个下冲头32i、32o的上端面在最终到达位置也可以不共面。通过该原料粉末100的压缩，原料粉末100的填充量多的外周侧与其填充量少的内周侧相比被高压缩，成型厚度均匀的压粉成型体40。由此，该压粉成型体40在外周侧形成高密度区域40H、在内周侧形成低密度区域40L、在中心部形成成为轴孔的贯通孔。

从该状态使上冲头34向上方后退。两个下冲头32i、32o上升至其上端面与冲模10的上端面成为共面的位置为止。芯棒20下降至其上端面与冲模10的上端面成为共面的位置为止。通过以上的各冲头32i、32o、34和芯棒20的动作，压粉成型体40载置于两下冲头32i、32o的上端面，在冲模10的端面上露出，因此容易取出。

(成型工序B)

在成型工序A，使用了下冲头32由内侧下冲头32i和外侧下冲头32o这一对冲头构成的模具1A，但在成型工序B，使用上冲头34也由配置于内周侧的内侧上冲头34i和在其外侧配置的外侧上冲头34o这一对冲头构成的模具(图3A、图3B)进行成型。其他的模具结构、进行成型的压粉成型体与成型工序A共通。

首先，进行位于内周侧的低密度区域的成型。如图3A的左侧所示，使芯棒20的上端面比冲模10的上端面位于上方。在使两上冲头34i、34o向上方后退的状态下，使外侧下冲头32o的上端面与冲模10的上端面共面，使内侧下冲头32i的上端面比冲模10的上端面位于下方。在该状态下，由外侧下冲头32o的内周面、芯棒20的外周面及内侧下冲头32i的上端面包围的空间成为用于对低密度区域进行成型的空腔L。

接下来，在空腔L内填充原料粉末100。如图3A的右侧所示，使内侧下冲头32i上升并且使内侧上冲头34i下降，对原料粉末100进行压缩。通过该压缩对低密度区域40L进行成型。

如图3B的左侧所示，使内侧下冲头32i上升，使得在其上端面载置的低密度区域的上端面与冲模10的上端面成为共面。使外侧下冲头32o下降而直至其上端面与上述压缩前的内侧下冲头32i相比处于下方的位置为止。在该状态下，由冲模10的内周面、低密度区域的外周面及外侧下冲头32o的上端面包围的空间成为用于对高密度区域进行成型的空腔H。该空腔H是外侧下冲头32o的上端面与压缩前的内侧下冲头32i的上端面相比位于下方，因此与用于对低密度区域进行成型的空腔L相比轴向的高度大。

在空腔H填充原料粉末100。接下来，如图3B的右侧所示，使外侧上冲头34o下降，并且使外侧下冲头32o上升，将原料粉末100压缩为与低密度区域40L相同的厚度(高度)。通过该压缩对高密度区域40H进行成型。此时，内侧上冲头34i和内侧下冲头32i保持与低密度区域40L的厚度相当的间隔，并与外侧下冲头32o、外侧上冲头34o的驱动相匹配而升降。通过以上的各冲头32、34的动作，空腔H内的原料粉末100作为与低密度区域40L相同厚度的高密度区域40H而成型。该高密度区域40H与低密度区域40L一体化。得到的压粉成型体40与成型工序A同样地，只要以在冲模10的端面上露出压粉成型体40的方式使各冲头动作而取出即可。

先对低密度区域进行成型、后对高密度区域进行成型的成型工序B，与先对高密度区域进行成型、后对低密度区域进行成型的成型工序C相比，高密度区域的密度容易提高。特别地，优选先对低密度区域进行成型，在将相对密度设为60％、进一步设为65％以上之后对高密度区域进行成型。

(成型工序C)

在成型工序B，先对低密度区域进行成型，后对高密度区域进行成型，但在成型工序C，先对高密度区域进行成型，后对低密度区域进行成型(省略图示)。在该成型中所使用的模具与在成型工序B使用的图3A、图3B的模具相同。

首先，进行位于外周侧的高密度区域的成型。使芯棒的上端面比冲模的上端面位于上方。在使两个上冲头向上方后退的状态下，将内侧下冲头的上端面与冲模的上端面设为共面，使外侧下冲头的上端面比冲模的上端面位于下方。在该状态下，由冲模的内周面、内侧下冲头的外周面及外侧下冲头的上端面包围的空间成为用于对高密度区域进行成型的空腔H。

接下来，在空腔H内填充原料粉末。使外侧下冲头上升并且使外侧上冲头下降，对原料粉末进行压缩。通过该压缩对高密度区域进行成型。

使外侧下冲头上升，使得在其上端面载置的高密度区域的上端面与冲模的上端面成为共面。使内侧下冲头下降而直至其上端面比上述压缩前的外侧下冲头处于上方的位置为止。在该状态下，由高密度区域的内周面、芯棒的外周面及内侧下冲头的上端面包围的空间成为用于对低密度区域进行成型的空腔L。该空腔L是内侧下冲头的上端面比压缩前的外侧下冲头的上端面位于上方，因此与用于对高密度区域进行成型的空腔H相比轴向的高度小。

在空腔L填充原料粉末，使内侧上冲头下降，并且使内侧下冲头上升，将原料粉末压缩为与高密度区域相同的厚度。通过该压缩对低密度区域进行成型。此时，外侧上冲头和外侧下冲头保持与高密度区域的厚度相当的间隔，并与两个内侧冲头的驱动相匹配而升降。通过以上的各冲头的动作，空腔L内的原料粉末作为与高密度区域相同厚度的低密度区域进行成型。该低密度区域与高密度区域一体化。得到的压粉成型体与成型工序A同样地，只要以在冲模的端面上露出压粉成型体的方式使各冲头动作而取出即可。

(压粉成型体)

能够通过上述这样的模具进行成型的压粉成型体40设为单纯的形状。作为单纯的形状，例如能够举出圆柱、圆筒、椭圆柱、椭圆筒等。在图4A示出圆筒状的压粉成型体40。在这里，可以利用在对原料粉末进行按压的冲头面具有凸部、凹部的冲头，在该情况下，在上述单纯形状的压粉成型体40的端面形成与上述凸部、凹部相对应的凹陷、凸起。具有如上所述的凹陷、凸起的压粉成型体也包含于单纯形状的压粉成型体。

该单纯形状优选是从轴向观察压粉成型体40的外周缘具有圆弧状的曲线，其曲线的半径R为10mm以上。换言之，可以说优选在原料粉末100的外周配置的冲模10的内周缘具有圆弧状的曲线，其曲线的半径R为10mm以上。该半径R优选为15mm以上，更优选为20mm以上，进一步优选为30mm以上。如上所述的结构的压粉成型体及模具在对高密度区域40H进行成型时，能够抑制过度的应力集中于模具1A而模具1A(图1等)损坏。

(高密度区域和低密度区域)

压粉成型体40具有高密度区域40H和低密度区域40L。优选设置高密度区域40H的部位是压粉成型体40的外周侧及内周侧中的一者，设置低密度区域40L的部位是压粉成型体40的外周侧及内周侧中的另一者。例如，如果是用于制作外齿轮的压粉成型体40，则如图4A所示，将圆筒的外周侧设为高密度区域40H，将内周侧设为低密度区域40L。根据需要，在压粉成型体40的中心部设置成为轴孔的贯通孔40h即可。在该压粉成型体40，高密度区域40H和低密度区域40L的边界40b形成为圆形。如果是内齿轮，则将圆筒的内周侧设为高密度区域40H，将外周侧设为低密度区域40L即可。高密度区域40H可以针对压粉成型体40设置于多个部位。例如，在外齿轮的情况下，举出不仅是形成齿的外周侧设为高密度区域，贯通孔40h的周围也设为高密度区域。由此，在制成烧结体44时能够提高轴孔44h(图5)的耐磨性。

压粉成型体40的高密度区域40H的相对密度为93％以上。更优选的高密度区域40H的相对密度为95％以上，进一步优选为96％以上，特别优选为97％以上。密度越高，则在制成烧结体44(图5)时，能够越提高高密度区域40H(44H)的刚性、强度或者耐磨性。由此，将齿轮的齿等烧结部件之中的滑动部位设为高密度区域40H是优选的。另一方面，压粉成型体40的低密度区域40L的相对密度小于93％。更优选的低密度区域40L的相对密度为90％以下，进一步优选为88％以下。但是，为了具有作为烧结体44的充分的强度，优选为75％以上，更优选是85％以上的程度。密度越低，则在制成烧结体44时，空孔越多，越能够将低密度区域40L轻量化，振动衰减性、油的浸渗性越优异。如果高密度区域40H和低密度区域40L的相对密度差大，则可确保滑动部位的强度、耐磨性，并且有助于压粉成型体40进而烧结体44整体的轻量化。例如，该相对密度差优选为3％以上，进一步优选为5％以上，特别优选为10％以上。

压粉成型体40的相对密度是在压粉成型体40的表面及背面，取得将周向进行4等分的线上的观察视场的图像，通过对该图像进行解析而能够求出。更具体地说，在将周向进行4等分的各线上的中心侧和外周缘侧，取得具有500μm×600μm＝300000μm²的面积的观察视场的图像。即，在压粉成型体40的表面的中心侧和外周缘侧取得8处、在背面的中心侧和外周缘侧取得8处而取得合计16处的观察视场的图像。对所取得的各观察视场的图像进行二值化处理，求出在观察视场所占的无机材料的粉末颗粒，在本例中求出金属颗粒的面积比例。将其面积比例视作观察视场的相对密度。而且，对表面及背面的中心侧的观察视场的相对密度进行平均而设为内周侧的相对密度，对表面及背面的外周缘侧的观察视场的相对密度进行平均而设为外周侧的相对密度。通常，压粉成型体40的内周侧及外周侧的任一者为高密度区域40H，另一者为低密度区域40L。因此，内周侧的相对密度和外周侧的相对密度的一者的相对密度设为高密度区域40H的相对密度，另一者的相对密度设为低密度区域40L的相对密度。例如，通过上述成型工序A得到的压粉成型体40是外周侧成为高密度区域40H、内周侧成为低密度区域40L。由此，外周侧的相对密度成为高密度区域40H的相对密度，内周侧的相对密度成为低密度区域40L的相对密度。此外，高密度区域40H和低密度区域40L能够通过观察视场的空孔的多少而比较容易地判别。

高密度区域40H的厚度、即高密度区域40H的径向的尺寸，优选设为在制成烧结体44的情况下能够形成成为滑动部位的区域的程度的大小。例如，在作为烧结体44而得到齿轮的情况下，高密度区域40H需要具有齿高以上的厚度。特别地，在外齿轮(内齿轮)的情况下，为了从齿底面起至齿轮的中心侧(外周侧)以规定的厚度形成高密度区域40H，需要为“齿高+0.5mm”以上，更优选为“齿高+1.0mm”以上的程度的高密度区域40H的厚度。

(成型压力)

成型时的压力(面压力)举出设为600MPa以上。通过增大面压力，从而能够提高压粉成型体的相对密度。优选的面压力为1000MPa以上，更优选的面压力为1500MPa以上，进一步优选的面压力为2000MPa以上。面压力的上限只要不会导致模具的损伤即可，没有特别限定。

[外部润滑剂]

在成型时，为了防止由无机材料构成的粉末、特别是金属粉末向模具的烧熔，优选在模具的内周面(冲模的内周面、冲头的按压面)涂敷外部润滑剂。作为外部润滑剂，例如能够利用硬脂酸锂或硬脂酸锌等金属皂等。除此以外，也能够将月桂酰胺、硬脂酸酰胺或者棕榈酸酰胺等脂肪酸酰胺、或乙撑双硬脂酸酰胺等高级脂肪酸酰胺利用为外部润滑剂。

《S3.加工工序》

在加工工序制作出压粉成型体40后，不进行烧结，而是对压粉成型体40进行机械加工。通过该机械加工，制作与烧结体44近净成形(Near Net Shape)的加工成型体42。在图4B示出外齿轮的加工成型体42的一个例子。在该加工成型体42，在外周的高密度区域42H形成齿42t，高密度区域42H从齿底面遍及至中心侧的规定位置为止。在高密度区域42H的内侧设置有环状的低密度区域42L。并且在低密度区域42L的内侧设置有贯通孔42h。即，低密度区域42L和高密度区域42H设为同心状，两个区域42L、42H的边界42b成为圆。

压粉成型体40并非是构成原料粉末100的各个颗粒如烧结体44(图5)那样牢固地结合。由此，压粉成型体40的加工与烧结体44的加工相比加工负荷大幅地降低，能够高速且高效地进行加工。特别地，即使是如螺旋齿轮的齿那样，由扭曲大的曲面构成的形状，如果是针对压粉成型体40的机械加工，则也能够比较容易地进行。机械加工优选针对高密度区域40H进行。高密度区域40H通常是在烧结后成为滑动部位的区域。如果将高密度区域40H机械加工为齿轮的齿等滑动部位所要求的规定的形状，则最终能够将滑动部位设为高密度的烧结体44。当然也可以针对低密度区域40L进行机械加工。

各机械加工代表性的是切削加工，使用切削刀具将压粉成型体40加工为规定的形状。作为切削加工，例如举出铣削加工、车削加工等。在铣削加工包含开孔加工。关于切削刀具，举出在开孔加工的情况下使用钻头、绞刀，在铣削加工的情况下使用铣刀、立铣刀，在车削加工的情况下使用车刀、刃尖更换型切削片等。除此以外，也可以使用滚刀、拉刀或插齿刀等进行切削加工。可以使用能够自动地进行多种加工的加工中心而进行机械加工。除此以外，也可以作为机械加工而进行磨削加工。

在由无机材料构成的粉末被压固的压粉成型体40，以通过切削等从压粉成型体40的表面将无机材料的颗粒剥离的方式实施机械加工。因此，通过机械加工产生的加工屑作为构成压粉成型体40的各种无机材料的颗粒分离的粉末而构成。粉末状的加工屑不溶解而能够再利用。加工屑有金属颗粒等无机材料的颗粒成块的团块的情况下，根据需要可以将团块粉碎。另一方面，在烧结体44等金属颗粒结合的固化体，以通过切削刀具等将固化体的表面削掉的方式实施机械加工。因此，通过机械加工产生的加工屑由以规定的长度相连的带状片构成，因此如果不将加工屑溶解，则无法再利用。

也可以在供进行机械加工前，在压粉成型体40的表面将溶解了有机粘合剂的挥发性溶液、可塑性溶液涂敷或浸渍于表面，抑制机械加工时的压粉成型体40的表层的破裂、缺口。

另外，可以一边对压粉成型体40赋予压缩应力、一边进行机械加工，抑制在压粉成型体40产生破裂、缺口。该压缩应力向将作用于压粉成型体40的拉伸应力抵消的方向赋予。该拉伸应力在压粉成型体40向加工刀具退出的方向作用。例如，在通过拉削加工在压粉成型体40形成加工孔的情况下，在拉刀将压粉成型体40穿透时在加工孔的出口附近作用有强的拉伸应力。作为使将该拉伸应力抵消的压缩应力作用于压粉成型体40的方法，举出将多个压粉成型体40多层重叠。可以在最下层的压粉成型体40之下配置伪压粉成型体40或板材等。如果将多个压粉成型体40多层重叠，则处于上层侧的压粉成型体40的下表面被下层侧的压粉成型体40的上表面按压，在该下表面作用压缩应力。如果从该多层重叠的压粉成型体40的上方进行拉刀加工，则能够有效地防止在压粉成型体40的下表面形成的加工孔的出口附近的破裂、缺口。另外，在通过铣削加工在压粉成型体40形成加工槽的情况下，在加工槽的出口附近作用强的拉伸应力。作为其对策，能够举出下述结构，即，在铣刀的行进方向排列多个压粉成型体40，使压缩应力作用于成为加工槽的出口的部分。

《S4.烧结工序》

在烧结工序，将对压粉成型体40进行机械加工而得到的加工成型体42进行烧结。通过对加工成型体42进行烧结，从而得到无机材料的粉末、特别是金属粉末的颗粒彼此接触而结合的烧结体44(图5)。加工成型体42的烧结能够应用与无机材料的粉末的组分相对应的公知的条件。例如，在金属粉末为铁粉、铁合金粉的情况下，烧结温度例如举出设为1100℃以上1400℃以下，进一步设为1200℃以上1300℃以下。烧结时间例如举出设为15分钟以上150分钟以下，进一步设为20分钟以上60分钟以下。

在这里，可以基于烧结体44的实际尺寸和设计尺寸的差对加工工序的加工程度进行调整。加工成型体42在烧结时大致均等地收缩。因此，基于烧结后的实际尺寸和设计尺寸的差对加工工序的加工程度进行调整，由此能够使烧结体44的实际尺寸与设计尺寸相当接近。其结果，能够减小接下来的精加工的工作量和时间。在通过加工中心进行机械加工的情况下，能够容易地进行加工程度的调整。

《S5.精加工工序》

在精加工工序，进行定型或对烧结体44的表面进行研磨等，减小烧结体44的表面粗糙度，并且使烧结体44的尺寸与设计尺寸一致。通过该精加工，也能够期待将精加工后的面的空孔压扁，提高烧结体44的耐磨性。将经过了精加工工序的外齿轮的一个例子在图5示出。得到在内周侧具有低密度区域44L、在外周侧具有高密度区域44H的外齿轮。在图5中将低密度区域44L和高密度区域44H的边界用双点划线表示。

《烧结体的概要》

根据以上说明的烧结体的制造方法，能够得到具有高密度区域44H和低密度区域44L的烧结体44。烧结体44的各区域44H、44L的相对密度与烧结前的压粉成型体40的各区域40H、40L的相对密度大致相等。即，举出烧结体44的高密度区域44H的相对密度为93％以上，优选为95％以上，更优选为96％以上，进一步优选为97％以上。该高密度区域44H的相对密度越高，则烧结体44的强度变得越高。另一方面，烧结体44的低密度区域44L的相对密度小于93％，更优选为90％以下，进一步优选为88％以下。但是，需要具有作为烧结体44的充分的强度，因此低密度区域44L的相对密度优选为75％以上，进一步为85％以上的程度。

烧结体44的相对密度能够与压粉成型体40的相对密度同样地求出。在烧结体44的表面及背面，取得将周向进行4等分的线上的观察视场的图像，通过对该图像进行解析而能够求出。更具体地说，在将周向进行4等分的各线上的中心侧和外周缘侧，取得具有500μm×600μm＝300000μm²的面积的观察视场的图像。即，在烧结体44的表面的中心侧和外周缘侧取得8处、在背面的中心侧和外周缘侧取得8处而取得合计16处的观察视场的图像。对所取得的各观察视场的图像进行二值化处理，求出在观察视场所占的无机材料的颗粒的面积比例，将其面积比例视作观察视场的相对密度。而且，对表面及背面的中心侧的观察视场的相对密度进行平均而设为内周侧的相对密度，对表面及背面的外周缘侧的观察视场的相对密度进行平均而设为外周侧的相对密度。通常，烧结体44的内周侧及外周侧的任一者为高密度区域，另一者为低密度区域。由此，烧结体44的内周侧的相对密度和外周侧的相对密度的一者的相对密度成为高密度区域的相对密度，另一者的相对密度成为低密度区域的相对密度。

《作用效果》

根据上述烧结体的制造方法，不会损伤成型压粉成型体时的模具而能够高效地制造具有密度不同的区域的烧结体。例如，在与烧结体近净成形地对压粉成型体进行成型时模具容易损伤，另一方面，在通过已有的冲压机将压粉成型体的整体设为高密度区域时，需要大幅增大加压能力。与此相对，在模具的横截面，将由空腔的周缘包围的形状的最大应力的比率设为2.6以下，由此能够抑制对模具的应力集中。与其相伴，能够抑制模具的损伤。特别地，通过将压粉成型体的形状设为圆柱、圆筒等单纯形状而能够抑制模具的损伤。在此基础上，将高密度区域的部位设为压粉成型体的一部分、即设为与加压方向正交的截面的一部分，由此针对成为高密度区域的部位，能够提高每单位面积所作用的压力。即，能够利用已有的冲压机的加压能力对高密度区域进行成型。由此，在压粉成型体的阶段形成高密度区域，而并非是对烧结体进行加压而形成高密度区域，因此也容易避免加压压力变得过高。

特别地，将在制成烧结体时作为复杂形状的滑动部位起作用的部位设为高密度区域，由此能够得到机械特性优异的烧结体。此时，只要对压粉成型体的高密度区域实施机械加工即可。即使是高密度区域，如果是压粉成型体，则与烧结体相比加工负荷也大幅地降低，因此能够高效地对压粉成型体赋予复杂形状。

而且，通过上述烧结体的制造方法得到的烧结体除了高密度区域之外还具有低密度区域，因此与整体为高密度区域的情况相比能够轻量化。

＜制作例＞

作为制作例，通过实施方式的烧结体的制造方法或现有的烧结体的制造方法而制作出图5所示的外齿轮。外齿轮为正齿轮。

首先，准备出在Fe－2质量％Ni－0.5质量％Mo的合金粉末混合有0.3质量％C(石墨)粉末的原料粉末。合金粉末的平均粒径为100μm。原料粉末的真密度为大约7.8g/cm³。在该原料粉末不含有润滑剂。

接下来，对上述原料粉末进行加压成型，制作出下面的尺寸的扁平的圆筒状的压粉成型体。在成型该原料粉末时所使用的模具(冲模)的内周缘的最大应力的比率为1.0，构成内周缘的圆弧的直径为98mm、半径为49mm。

外径：98mmφ

内径：30mmφ

厚度：15mm

样品A所涉及的压粉成型体是将80mmφ的圆周设为边界，基于上述的成型工序A，将边界的内侧以低密度成型，将边界的外侧以高密度成型。

样品B所涉及的压粉成型体是使用将上冲头、下冲头都设为单一冲头的模具而进行成型，将整体以均匀的密度成型。

在上述的样品中都预先求出为了制作压粉成型体所使用的原料的使用量(g)。

接下来，使用市售的加工中心，对制作出的各压粉成型体实施机械加工，制作出与设计尺寸近净成形的加工成型体。加工成型体为外齿轮状，其模数为1.4、齿高为3.1mm、齿数为67。在上述压粉成型体的机械加工中都没有在压粉成型体发生破裂、缺口等。通过机械加工产生的加工屑是构成压粉成型体的各颗粒分离而成的金属粉末。

关于样品A和样品B的加工成型体，求出加工成型体的体积、密度、质量以及将样品B的原料粉末的使用量设为100％的情况下的原料粉末的使用量的比率。密度是将压粉成型体的80mmφ的圆周设为边界，关于边界的内侧和外侧而求出堆密度和相对密度，将其值设为加工成型体的堆密度及相对密度。相对密度如上所述，是通过对具有300000μm²以上的面积的16处的观察视场进行图像解析而求出的。在样品B的情况下，整体为大致均匀的密度，因此堆密度、相对密度在内侧和外侧都是相同值。将它们的测定结果在表1示出。在表1中，将加工成型体的80mmφ的圆周设为边界，关于其内侧的区域而示出为“内侧”，关于外侧的区域而示出为“外侧”。此外，与压粉成型体的体积相比加工成型体的体积小，相对于原料粉末的使用量，各样品的合计质量少的原因在于，在从压粉成型体制成加工成型体时，通过机械加工将压粉成型体的一部分去除。

【表1】

接下来，对加工成型体进行烧结，制作出由烧结体构成的外齿轮。该烧结是在氮气气氛以1100℃进行的。在其烧结时，没有在烧结体产生破裂、缺口。最后，通过研磨加工等使外齿轮的尺寸接近设计尺寸，并且减小了表面粗糙度。

根据表1的结果明确可知，在样品A能够形成内侧为低密度、外侧为高密度的压粉成型体。因此，在制成烧结体时，成为齿的外侧的区域形成为高密度，可认为刚性高、耐磨性优异。样品A的内侧和外侧的相对密度差为20％以上。另外，可知样品A的原料粉末的使用量与样品B的原料粉末的使用量相比能够削减约15％。其结果，可知与加工成型体的质量实质上相同的烧结体的质量也能够削减10％以上，特别是能够削减约15％。

＜估算例＞

接下来，改变模具的空腔的形状，对在将空腔内的原料粉末进行了压缩时作用于模具的内周面的应力进行了估算。在进行该解析时作为应力解析软件而使用了NXNastran。模具的横截面处的空腔的周缘的形状是样品No.1为圆形、样品No.2至No.4为椭圆形、样品No.5为发生了应变的长圆状的异形、样品No.6为齿轮形状(齿数20)。将样品No.1至样品No.5的空腔的周缘形状在图6叠加示出。将样品No.6的空腔的周缘形状与样品No.1的空腔的周缘形状叠加而在图7示出。设想为使用如上所述的周缘形状的模具，通过上下的冲头以1961MPa(20t/cm²)的压缩力对原料粉末进行压缩，在空腔的周缘侧施加上述压缩力的0.8倍的压力而进行上述的解析。

由空腔的周缘包围的面积都相同。将估算条件在表2示出，将估算结果在表3示出。在表2，“面积”是模具的横截面处的空腔的面积。“短径”和“长径”是在模具的横截面处由空腔的周缘包围的区域的最小尺寸的一半和最大尺寸的一半。即，空腔的横截面形状为圆形的样品No.1的短径和长径都是圆的半径。空腔的横截面形状为椭圆形的样品No.2至No.4的短径和长径是椭圆的短半轴和长半轴。但是，齿轮形状的样品No.6将压粉成型体的齿底圆半径示出为短径，将齿顶圆半径示出为长径。“长/短比”是用长径/短径表示的比率。在表3中，“σmax”是在模具的内周面产生的最大应力。“最大应力的比率”是由各空腔的周缘包围的形状的、以使用了假想模具时的假想最大应力为基准的最大应力的比率。“σmax部的角R”是构成在模具的内周面产生了最大应力的部位的圆弧的半径。“可否成型”表示能否成型相对密度93％以上，G为可成型，B为不可成型。

将样品No.1至样品No.6的估算结果在图8至图13B示出。图8至图13B的数值的单位为MPa。同时，将空腔的周缘的X方向设为0°，将逆时针作用于该周缘的应力的分布在图14的图形示出。并且，将样品No.1至样品No.5的长/短比和最大应力的比率之间的关系在图15的图形示出。

【表2】

【表3】

如表2、表3所示，可知在最大应力的比率为2.6以下、进一步为2.5以下、特别为2.0以下的情况下，作用于模具的内周面的最大应力σmax小，能够进行压粉成型体的高密度成型。另外，还可知σmax部的角R越大，则最大应力σmax越小。特别地，如果σmax部的角R为10mm以上，特别为20mm以上，则最大应力σmax小。并且，可知在空腔的周缘的形状为椭圆的情况下，如果长/短比为2.0以下，则能够进行压粉成型体的高密度成型。

如图8所示，可知空腔的周缘为圆形的样品No.1是对内周缘作用最大应力，应力的分布在周向均匀。如图9至图11所示，可知空腔的周缘为椭圆的样品No.2至样品No.4是对与椭圆的长轴相对应的部位作用有最大应力。另外，可知椭圆的长/短比越大，则最大应力越大。如图12所示，可知空腔的周缘为异形的样品No.5是沿空腔的周缘的应力的分布不均匀。如图13A及图13B所示，可知空腔的周缘为齿轮形状的样品No.6是应力集中于与压粉成型体的齿顶相对应的部位，即模具的内周面的低谷的部位。

沿空腔的周缘的应力的分布如图14所示，可知如果为圆形，则均匀，但如果为椭圆，则在与长轴和短轴相对应的部位周期性地变化，如果为异形，则是与其形状相对应的不均匀的分布。

另一方面，空腔的周缘的长/短比和最大应力的比率之间的关系如图15所示，可知如果为圆及椭圆，则处于大概成正比的关系。另外，如果最大应力的比率为2.6以下，则对应于长/短比大约2.0以下。

标号的说明

1A 模具

10 冲模

12 模孔

20 芯棒

30 冲头

32 下冲头

32o 外侧下冲头

32i 内侧下冲头

34 上冲头

34o 外侧上冲头

34i 内侧上冲头

40 压粉成型体

40H 高密度区域

40L 低密度区域

40h 贯通孔

40b 边界

42 加工成型体

42H 高密度区域

42L 低密度区域

42h 贯通孔

42b 边界

42t 齿

44 烧结体

44H 高密度区域

44L 低密度区域

44h 轴孔

100 原料粉末

Claims (11)

1.一种烧结体的制造方法，其具有下述工序：

准备包含由无机材料构成的粉末的原料粉末；

将所述原料粉末填充于模具内并进行加压，制作具有相对密度为93％以上的高密度区域和相对密度小于93％的低密度区域的压粉成型体；

对所述压粉成型体的至少所述高密度区域进行机械加工而制作加工成型体；以及

对所述加工成型体进行烧结而得到烧结体，

相对于所述模具的轴向正交的横截面处的由所述模具构成的空腔的周缘的形状是，在使用所述模具进行成型时所述模具的内周面所承受的最大应力成为在使用假想模具进行成型时所述假想模具的内周面所承受的假想最大应力的2.6倍以下的形状，该假想模具具备周缘的形状为圆形且具有与所述空腔相同面积的假想空腔。

2.根据权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，

所述无机材料包含铁类金属及非铁金属的至少一者。

3.根据权利要求1或2所述的烧结体的制造方法，其中，

所述压粉成型体具有环状的形状，该环状的形状具有内周及外周，

所述高密度区域位于所述压粉成型体的所述内周侧及所述外周侧的一者，所述低密度区域位于所述压粉成型体的所述内周侧及所述外周侧的另一者。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，

所述高密度区域和所述低密度区域的相对密度差为3％以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，

所述压粉成型体的形状为圆柱、圆筒、椭圆柱或椭圆筒。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，

所述模具具有在所述原料粉末的外周配置的冲模，

所述冲模的内周缘具有圆弧状的曲线，

所述曲线的最小半径R为10mm以上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，

所述烧结体为外齿轮或内齿轮。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的烧结体的制造方法，其中，

所述高密度区域的相对密度为97％以上。

9.一种压粉成型体，其包含无机材料的粉末，

该压粉成型体具有圆柱、圆筒、椭圆柱或椭圆筒的形状，

该压粉成型体具有位于所述压粉成型体的内周侧及外周侧的一者的高密度区域和位于所述压粉成型体的内周侧及外周侧的另一者的低密度区域，

所述高密度区域的相对密度为93％以上，所述低密度区域的相对密度小于93％。

10.根据权利要求9所述的压粉成型体，其中，

所述无机材料包含铁类金属及非铁金属的至少一者。

11.根据权利要求9或10所述的压粉成型体，其中，

所述高密度区域和所述低密度区域的相对密度差为3％以上。

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