JP2005281732A - 表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金およびその製造方法を提供する。
【解決手段】表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さを有する軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつ軟磁性焼結合金表層部にはＫおよび／またはＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする。その製造は、成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてリン酸カリウム塩および／またはリン酸ナトリウム塩の膜を形成し、該キャビティに軟磁性粉末を充填し、プレス後、焼結することにより行う。
【選択図】 なし

Description

この発明は、合金表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さ部分で構成する軟磁性焼結合金表層部（以下、軟磁性焼結合金表層部という）と、軟磁性焼結合金表層部よりも内側にある軟磁性焼結合金内部（以下、軟磁性焼結合金内部という）とで構成されている軟磁性焼結合金であって、軟磁性焼結合金表層部における燐（以下、Ｐと記す）濃度が軟磁性焼結合金内部におけるＰの濃度よりも高くすることにより表面緻密性、寸法精度を向上させた軟磁性焼結合金に関するものであり、またその軟磁性焼結合金の製造方法に関するものである。
そして、この軟磁性焼結合金は、特に寸法精度良く表面を高密度化することにより腐食環境に曝される軟磁性焼結合金の面積を少なくし、それによって耐食性を向上させ、またメッキなどの表面処理を容易にさせたものであり、この軟磁性焼結合金を使用して作製した電磁機械部品、例えば、自動車用電動パワーステアリングのトルクセンサーにおけるヨーク、検出リング、ステーターコア、ローターコア、その他プランジャーなどは、従来の同一成分組成を有する軟磁性焼結合金を使用して作製した電磁機械部品と比較して一層優れた特性を有するものである。

一般に、各種機械部品は、原料合金粉末にステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウムなどの高級脂肪酸の金属塩を潤滑剤として混合したのち、これを成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することにより製造することはすでに知られている。
しかし、原料合金粉末に従来の高級脂肪酸の金属塩を潤滑剤として混合した混合粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形して得られた圧粉体は、内部に多量の潤滑剤が含まれているために高密度の圧粉体を作製することができず、この方法で得られた圧粉体を燒結して作製した焼結合金は、添加した潤滑剤が焼結合金内部に残留するので機械的強度を低下させる。
一方、圧粉体成形に使用する原料合金粉末に添加する潤滑剤を減らして潤滑剤の少ない圧粉体を作製し、この潤滑剤含有量の少ない圧粉体を燒結して機械的強度の優れた焼結合金を製造しようとすると、圧粉体に含まれる潤滑剤の量の不足により潤滑性が不足し、そのために成形された圧粉体の型抜きが困難になり、不良な圧粉体が発生して歩留まりが低下する。
そこで、この潤滑剤の減少に伴って発生する圧粉体型抜き不良を防止するために、１００℃以上に加熱された金型のキャビティ内面に、高級脂肪酸の金属塩（例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛）を溶媒に懸濁させた高級脂肪酸系潤滑剤を塗布し、金型の加熱によって溶媒は蒸発させ、それによって成形金型のキャビティ内面に高級脂肪酸の金属塩膜を形成し、この高級脂肪酸の金属塩膜が形成されたキャビティに通常より潤滑剤の少ない原料合金粉末を充填し６００ＭＰａ以上の圧力でプレス成形して圧粉体を作製すると、圧粉体の表面にステアリン酸鉄の単分子膜のような高級脂肪酸の鉄塩の被膜が圧粉体表面に生成し、その結果、圧粉体と金型の間の摩擦力が減少し、圧粉体を抜出する圧力が減少して圧粉体を金型から簡単に取り出すことができ、また６００ＭＰａ以上の高圧力で加圧成形するので高密度の圧粉体を製造できるとされている（特許文献１参照）。
この方法によると、得られた圧粉体は内部に含まれる潤滑剤の量が少ない高密度の圧粉体を得ることができ、さらに型抜けを容易に行なうことができるので金型からの抜出し圧力を減少させることができ、さらに圧粉体の型抜け時における破損が少ないなどの優れた効果があり、効率よく優れた圧粉体を製造し、得られた圧粉体を焼結することにより優れた燒結合金を製造することができると考えられる。

軟磁性金属粉末は、鉄粉末、Ｆｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金粉末などが従来から一般に知られている。一層具体的に示すと、軟磁性金属粉末としての鉄粉末は純鉄粉末が知られており、
Ｆｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金粉末としてはＣｒ：１〜２０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金粉末が知られており、
Ｆｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金粉末としてはＳｉ：０．１〜１０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金粉末が知られている。
特許第３３０９９７０号明細書

しかし、従来の固体粉末であるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウムなど固体状態の高級脂肪酸の金属塩を水中に懸濁した高級脂肪酸系潤滑剤を成形金型のキャビティ内面に塗布して得られた潤滑剤膜は、キャビティ内面に固体粉末膜として形成されるために成形金型のキャビティ内面に緻密な被膜が形成されず、またキャビティ内面に対する密着性も不十分であるなどの欠点があり、安定した潤滑剤膜の形成が困難であるところから、金属粉末の安定した金型成形は困難であるという課題があった。

そこで、本発明者らは、上述のような観点から、成形金型のキャビティ内面に一層緻密な潤滑剤膜を形成すべく研究を行っていたところ、
（ａ）溶媒に溶解可能なリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムを溶媒に溶解した溶液を作製し、この溶液を潤滑剤として、潤滑剤の溶媒が蒸発する温度以上に加熱された成形金型のキャビティ内面に塗布すると、成形金型は溶媒が蒸発する程度の高温に加熱されているので潤滑剤に含まれる溶媒は蒸発し、リン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムが成形金型のキャビティ内面に晶出して成形金型のキャビティ内面にリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜を形成し、この成形金型のキャビティ内面に形成したリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜は極めて緻密な潤滑剤膜を形成することができ、また密着性に優れているので作業中に剥離することが少ない、
（ｂ）前記リン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜を形成した成形金型のキャビティに原料粉末である軟磁性粉末を充填し、プレス成形して得られた圧粉体は成形金型のキャビティ内面にリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜が形成されているために容易に型抜きすることができ、さらに得られた圧粉体の表面にはリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムが付着しており、この表面にリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムが付着した圧粉体を燒結すると、燐（以下、Ｐと記す）濃度の高い圧粉体表面が一層液相焼結およびα相焼結され易くなり、さらに圧粉体表面にカリウム（以下、Ｋと記す）および／またはナトリウム（以下、Ｎａと記す）を含むことにより酸化鉄被膜を還元して軟磁性粉末の表面を活性化させ、焼結体表面に開放気孔（焼結合金の表面から内部に連通している気孔）の極めて少ない表面緻密な軟磁性焼結合金が得られ、この表面緻密な軟磁性焼結合金は表面緻密性が高いところから大気を始めとする腐食環境に曝される表面積が少なくなって耐食性が通常の焼結合金に比べて向上し、さらに表面緻密性が高いところから通常の焼結合金に比べてメッキなどの表面処理を均一に欠陥無く行えまた寸法精度に優れるところから、各種の機械部品を製造するための部材として有効である、
（ｃ）このようにして得られた表面緻密性、寸法精度に優れた焼結合金は、表面から１μｍ〜２ｍｍ（好ましくは、１０μｍ〜０．５ｍｍ）の範囲内の深さ部分にＰが焼結合金表層部よりも内側に存在する部分に含まれるＰ濃度よりも平均濃度で０．０１〜１質量％（一層好ましくは０．０２〜０．５質量％）高くなっており、さらに焼結合金表層部にはＫおよび／またはＮａが０．０１〜１質量％含まれている、
（ｄ）前記表面から１μｍ〜２ｍｍ（好ましくは、１０μｍ〜０．５ｍｍ）の範囲内の深さ部分の軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度は、高精度分析を行うと、表面からの深さ位置および表面位置によって大きく検出されたり検出されなかったりして大きくばらつき、そのために焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度は平均値で求めることが好ましい、
（ｅ）原料合金粉末として、軟磁性合金粉末を使用した場合、表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金が得られ、この軟磁性焼結合金は合金表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さ部分で構成する軟磁性焼結合金表層部（以下、軟磁性焼結合金表層部という）と前記軟磁性焼結合金表層部よりも内側にある軟磁性焼結合金内部（以下、軟磁性焼結合金内部という）とで構成されており、平均燐濃度（以下、燐をＰと記す）が前記軟磁性焼結合金表層部よりも内側にある軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高く、かつ前記軟磁性焼結合金表層部にはカリウム（以下、Ｋと記す）およびナトリウム（以下、Ｎａと記す）の内の１種または２種が平均濃度で０．０１〜１質量％含有している含まれている、などの知見を得たのである。

この発明は、かかる知見にもとづいて成されたものであって、
（１）合金表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さ部分で構成する軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が前記軟磁性焼結合金表層部よりも内側にある軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記軟磁性焼結合金表層部にはＫが含まれている表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（２）軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記軟磁性焼結合金表層部にはＮａが含まれている表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（３）軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記軟磁性焼結合金表層部にはＫおよびＮａが含まれている表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（４）軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつ軟磁性焼結合金表層部にはＫが平均濃度で０．０１〜１質量％含有している表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（５）軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつ軟磁性焼結合金表層部にはＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有している表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（６）軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつ軟磁性焼結合金表層部にはＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有している表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、に特徴を有するものである。

これら軟磁性焼結合金表層部と軟磁性焼結合金内部で構成されている軟磁性焼結合金は、具体的には、原料粉末として通常の、純鉄粉末、Ｆｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金粉末を使用して製造される。
原料粉末として純鉄粉末を使用する場合は、軟磁性焼結合金内部はＰ含有量が０．０５質量％以下（０も含む）の純鉄軟磁性合金焼結体からなり、軟磁性焼結合金表層部は前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの内の１種または２種の合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有する純鉄軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金が得られ、
原料粉末としてＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金粉末を使用する場合は、軟磁性焼結合金内部はＣｒ：１〜２０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、軟磁性焼結合金表層部はＣｒ：１〜２０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの内の１種または２種の合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金が得られ、
原料粉末としてＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金粉末を使用する場合は、軟磁性焼結合金内部はＳｉ：０．１〜１０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、軟磁性焼結合金表層部はＳｉ：０．１〜１０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの内の１種または２種の合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金が得られる。

したがって、この発明は、
（７）軟磁性焼結合金内部は、Ｐ含有量が０．０５質量％以下（０も含む）の純鉄軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有する純鉄軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（８）軟磁性焼結合金内部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（９）軟磁性焼結合金内部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（１０）軟磁性焼結合金内部は、Ｐ含有量が０．０５質量％以下（０も含む）の純鉄軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有する純鉄軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（１１）軟磁性焼結合金内部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（１２）軟磁性焼結合金内部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（１３）軟磁性焼結合金内部は、Ｐ含有量が０．０５質量％以下（０も含む）の純鉄軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有する純鉄軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（１４）軟磁性焼結合金内部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
（１５）軟磁性焼結合金内部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
軟磁性焼結合金表層部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなる表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、
に特徴を有するものである。

前記（１）〜（１５）記載のこの発明の軟磁性焼結合金における軟磁性焼結合金表層部は、表面Ｐ濃度が高くかつＫおよび／またはＮａが含まれており、さらに表面における開放気孔（焼結合金の表面から内部に連通している気孔）が極めて少なく、開放気孔率が２％以下である。
したがって、この発明は、
（１６）前記軟磁性焼結合金表層部の開放気孔率は２％以下である前記（１）〜（１５）の内のいずれかに記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、に特徴を有するものである。
開放気孔率は小さいほど好ましく、１％以下であることが一層好ましく、０．８％以下であることがさらに一層好ましい。

この発明の前記（１）〜（１５）記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金は、各種の電磁機械部品の材料として使用することができ、特に耐食性または表面処理を必要とする自動車用電動パワーステアリングのトルクセンサーにおけるヨーク、検出リング、ステーターコア、ローターコア、その他プランジャーなどの電磁機械部品の部材として使用される。
したがって、この発明は、
（１７）前記（１）〜（１５）記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金からなる機械部品部材、
（１８）前記（１）〜（１５）記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金からなる機械部品、
（１９）前記機械部品はヨークである前記（１８）記載の機械部品、
（２０）前記機械部品は検出リングである前記（１８）記載の機械部品、
（２１）前記機械部品はプランジャーである前記（１８）記載の機械部品、
（２２）前記機械部品はステーターコアまたはローターコアである前記（１８）記載の機械部品、
に特徴を有するものである。

この発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金における「軟磁性焼結合金表層部」とは、その厚さが軟磁性焼結合金の表面から１μｍ〜２ｍｍ範囲内にある部分である。軟磁性焼結合金表層部の厚さが１μｍ未満では表面緻密性および表面硬度の向上に格別な効果がなく、一方、これら軟磁性焼結合金表層部の厚さが２ｍｍを越えるようになると、軟磁性焼結合金内部にまで液相焼結およびα相焼結が進行するところから寸法精度が低下し、好ましくないからである。
また、この発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金における「軟磁性焼結合金内部」は、表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さを有する軟磁性焼結合金表層部よりも内部の部分である。

この発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金において、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度の平均値を軟磁性焼結合金内部におけるＰ濃度よりも０．０１質量％以上高くなるように定めたのは、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度の平均値と軟磁性焼結合金内部におけるＰ濃度の差が０．０１質量％よりも少ないと、通常の軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ含有量が極めて少ないところから軟磁性焼結合金表層部と内部とではＰ含有量にほとんど差がなくなり、軟磁性焼結合金表層部のＰ含有量が少ないために表層部の液相焼結およびα相焼結効果が表れず、したがって軟磁性焼結合金の表面は緻密でなくなり高い硬度が得られなくなるからである。
一方、軟磁性焼結合金表層部のＰ濃度と軟磁性焼結合金内部におけるＰ濃度の平均値の差を１質量％以下に定めたのは、Ｐ濃度の平均値の差が１質量％を越えるほど軟磁性焼結合金表層部のＰ濃度を高くすることは通常の焼結条件では不可能であるという理由によるものである。軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度の平均値が軟磁性焼結合金内部におけるＰ濃度よりも０．０２〜０．５質量％高くすることが製造しやすく、製造効率の上で一層好ましい。

この発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金において、軟磁性焼結合金表層部におけるＫおよびＮａの内の１種または２種を合計で平均濃度が０．０１質量％以上となるように定めたのは、これら成分の平均濃度が０．０１質量％よりも少ないと、軟磁性焼結合金原料粉末の表面酸化膜を還元して活性化する効果が不十分であるところから緻密な表層部が得られなくなり、一方、軟磁性焼結合金表層部におけるこれら成分の平均濃度が１質量％を越えるほど高くすることは通常の焼結条件では不可能であり、また、特に表面緻密性が高くなることはない。したがって、この発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金における軟磁性焼結合金表層部に含まれるＫおよびＮａの内の１種または２種を合計の平均濃度は０．０１〜１質量％に定めた。この発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金における軟磁性焼結合金表層部に含まれるＮａまたはＫ濃度の内の１種または２種の合計の平均値は０．０２〜０．５質量％含まれるようにするのが製造しやすく、製造効率の上で一層好ましい。

前記（１）、（４）、（７）、（８）または（９）記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金は、成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウムまたはリン酸リボフラビンカリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸カリウム塩の膜を形成したのち、軟磁性焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を１０００〜１４００℃で燒結することにより製造することができる。
成形金型のキャビティ内面に前記リン酸カリウム塩の膜を形成するには、リン酸カリウムを溶媒（例えば水）に溶解した溶液を加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布して溶媒（例えば水）を蒸発させ、潤滑剤としてリン酸カリウムを晶出させることにより形成する。この時、成形金型を加熱する温度は溶媒（例えば水）が蒸発する温度に加熱すればよいから、成形金型の加熱温度は１００℃以上であれば良い。

前記（２）、（５）、（１０）、（１１）または（１２）記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金は、成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムまたはリン酸リボフラビンナトリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸ナトリウム塩の膜を形成したのち、軟磁性焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面に前記リン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を１０００〜１４００℃で燒結することにより製造することができる。
成形金型のキャビティ内面に前記リン酸ナトリウム塩の膜を形成するには、リン酸ナトリウムを溶媒（例えば水）に溶解した溶液を加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布して溶媒（例えば水）を蒸発させ、潤滑剤としてリン酸ナトリウムを晶出させることにより形成する。この時、成形金型を加熱する温度は溶媒（例えば水）が蒸発する温度に加熱すればよいから、成形金型の加熱温度は１００℃以上であれば良い。

前記（３）、（６）、（１３）、（１４）または（１５）記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金は、成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としての前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩膜を形成したのち、軟磁性焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を１０００〜１４００℃で燒結することにより製造することができる。
成形金型のキャビティ内面に前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩膜を形成するには、前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を溶媒（例えば水）に溶解した溶液を加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布して溶媒（例えば水）を蒸発させ、潤滑剤としてリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を晶出させることにより形成する。この時、成形金型を加熱する温度は溶媒（例えば水）が蒸発する温度に加熱すればよいから、成形金型の加熱温度は１００℃以上であれば良い。

前記（１６）に記載されたこの発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金、前記（１７）に記載されたこの発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金からなる機械部品部材、前記（１８）に記載されたこの発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金からなる機械部品、前記（１９）〜（２１）に記載されたこの発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金からなる機械部品は、前記この発明の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金の製造方法と同じ製造方法により製造することができる。

上述のように、この発明の軟磁性燒結合金は、従来の同じ成分組成を有する軟磁性焼結合金に比べて開放気孔率が小さいところから耐食性に優れ、メッキなどの表面処理を施しやすく、寸法精度が良く、各種機械部品用電磁気部材とすることができ、機械産業の発展に大いに貢献し得るものである。

直径：１１ｍｍ、高さ：４０ｍｍを有するキャビティを有し、キャビティ内面を所定の温度に加熱することができる成形金型を用意した。さらに原料粉末として、
平均粒径：７０μｍを有する純鉄粉末、
平均粒径：５０μｍを有し、Ｃｒ：１３％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金粉末、
平均粒径：８０μｍを有し、Ｓｉ：３％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなるＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金粉末、を用意した。
さらに、リン酸カリウム塩としてリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウム、リン酸リボフラビンカリウムを用意し、さらにリン酸ナトリウム塩としてリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、リン酸リボフラビンナトリウムを用意し、これらを溶媒である水に異なる濃度で溶解させることにより、表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｌおよびａ〜ｆを作製した。

実施例１−１
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持したのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｄおよびａ〜ｂを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸カリウム塩であるリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウム、リン酸リボフラビンカリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末である純鉄粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部にＰおよびＫを含む本発明軟磁性焼結合金１〜４および比較軟磁性焼結合金１〜４を作製した。

従来例１
平均粒径５μｍのステアリン酸リチウム粉末をアセトンに分散させた潤滑剤を実施例１で用意した１５０℃に加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布し、アセトンを蒸発させることにより成形金型のキャビティ内面にステアリン酸リチウム層を形成したのち実施例１で用意した成分組成が純鉄粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより圧粉体を作製した。これら圧粉体を取り出して真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結することにより従来軟磁性焼結合金１を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金１〜４、比較軟磁性焼結合金１〜４および従来軟磁性焼結合金１についてＥＰＭＡにより軟磁性焼結合金の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｋ濃度および平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表２に示し、さらに開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表２に示した。寸法のバラツキはサンプル２０個中の最大寸法と最小寸法の差を寸法平均で除したものと定義した。

表２に示される結果から、リン酸カリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金１〜４は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した従来軟磁性焼結合金１に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金１〜４はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから合金の表面が緻密であり、さらに、表面が腐食環境に曝されても腐食環境との接触面積が従来軟磁性焼結合金１よりも少ないので耐食性に優れていることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金１〜４は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例１−２
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｅ〜Ｈおよびｃ〜ｄを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸ナトリウム塩であるリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、リン酸リボフラビンナトリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末である純鉄粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度およびＮａ濃度が高い本発明軟磁性焼結合金５〜８および比較軟磁性焼結合金５〜８を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金５〜８および比較軟磁性焼結合金５〜８の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｎａ濃度および平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表３に示し、開放開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表３に示した。

表３に示される結果から、リン酸ナトリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金５〜８は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表２の従来軟磁性焼結合金１に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金５〜８はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、さらに表面の腐食環境に接する表面積が少なくなるところから耐食性に優れていることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金５〜８は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例１−３
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｉ〜Ｌおよびｅ〜ｆを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面に、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩からなる晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末である純鉄粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩層が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度が高い本発明軟磁性焼結合金９〜１２および比較軟磁性焼結合金９〜１２を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金９〜１２および比較軟磁性焼結合金９〜１２の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差を測定し、さらに平均Ｋ濃度および平均Ｎａ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表４に示し、さらに開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表４に示した。

表４に示される結果から、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金９〜１２は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表２の従来軟磁性焼結合金１に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金９〜１２はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密でありかつ表面の耐食性に優れていることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金９〜１２は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例２−１
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｄおよびａ〜ｂを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸カリウム塩であるリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウム、リン酸リボフラビンカリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末であるＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部にＰおよびＫを含む本発明軟磁性焼結合金１３〜１６および比較軟磁性焼結合金１３〜１６を作製した。

従来例２
平均粒径５μｍのステアリン酸リチウム粉末をアセトンに分散させた潤滑剤を実施例１で用意した１５０℃に加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布し、アセトンを蒸発させることにより成形金型のキャビティ内面にステアリン酸リチウム層を形成したのち原料粉末として用意したＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより圧粉体を作製した。これら圧粉体を取り出して真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結することにより従来軟磁性焼結合金２を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金１３〜１６、比較軟磁性焼結合金１３〜１６および従来軟磁性焼結合金４についてＥＰＭＡにより軟磁性焼結合金の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｋ濃度および平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表１１に示し、さらに開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表５に示した。

表５に示される結果から、リン酸カリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金１３〜１６は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した従来軟磁性焼結合金４に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金１３〜１６はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面が腐食環境に曝されても腐食環境との接触面積が従来軟磁性焼結合金よりも少ないので耐食性に優れていることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金１３〜１６は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例２−２
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｅ〜Ｈおよびｃ〜ｄを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸ナトリウム塩であるリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、リン酸リボフラビンナトリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末であるＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度およびＮａ濃度が高い本発明軟磁性焼結合金１７〜２０および比較軟磁性焼結合金１７〜２０を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金１７〜２０および比較軟磁性焼結合金１７〜２０の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｎａ濃度および平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表６に示し、さらに開放開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表６に示した。

表６に示される結果から、リン酸ナトリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金１７〜２０は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表５の従来軟磁性焼結合金２に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金１７〜２０はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面の腐食環境に接する表面積が少なくなるところから耐食性に優れていることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金１７〜２０は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例２−３
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｉ〜Ｌおよびｅ〜ｆを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面に、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩からなる晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末であるＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩層が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度が高い本発明軟磁性焼結合金２１〜２４および比較軟磁性焼結合金２１〜２４を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金２１〜２４および比較軟磁性焼結合金２１〜２４の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差を測定し、さらに平均Ｋ濃度および平均Ｎａ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表７に示し、さらに開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表７に示した。

表７に示される結果から、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金２１〜２４は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表５の従来軟磁性焼結合金２に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金２１〜２４はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから表面が緻密であり、さらに合金表面の耐食性が優れていることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金２１〜２４は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例３−１
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｄおよびａ〜ｂを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸カリウム塩であるリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウム、リン酸リボフラビンカリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末であるＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部にＰおよびＫを含む本発明軟磁性焼結合金２５〜２８および比較軟磁性焼結合金２５〜２８を作製した。

従来例３
平均粒径５μｍのステアリン酸リチウム粉末をアセトンに分散させた潤滑剤を実施例１で用意した１５０℃に加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布し、アセトンを蒸発させることにより成形金型のキャビティ内面にステアリン酸リチウム層を形成したのち原料粉末として用意したＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより圧粉体を作製した。これら圧粉体を取り出して真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結することにより従来軟磁性焼結合金３を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金２５〜２８、比較軟磁性焼結合金２５〜２８および従来軟磁性焼結合金３についてＥＰＭＡにより軟磁性焼結合金の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｋ濃度および平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表８に示し、さらに開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表８に示した。

表８に示される結果から、リン酸カリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金２５〜２８は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した従来軟磁性焼結合金３に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金２５〜２８はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面が腐食環境に曝されても腐食環境との接触面積が従来軟磁性焼結合金よりも少ないので耐食性に優れていることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金２５〜２８は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例３−２
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｅ〜Ｈおよびｃ〜ｄを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸ナトリウム塩であるリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、リン酸リボフラビンナトリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末であるＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度およびＮａ濃度が高い本発明軟磁性焼結合金２９〜３２および比較軟磁性焼結合金２９〜３２を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金２９〜３２および比較軟磁性焼結合金２９〜３２の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｎａ濃度および平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表９に示し、さらに開放開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表９に示した。

表９に示される結果から、リン酸ナトリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金２９〜３２は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表８の従来軟磁性焼結合金３に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金２９〜３２はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから表面が緻密であり、表面の腐食環境に接する表面積が少なくなるところから耐食性に優れることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金２９〜３２は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

実施例３−３
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｉ〜Ｌおよびｅ〜ｆを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面に、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩からなる晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に先に用意した原料粉末であるＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩層が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体を真空雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、軟磁性焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度が高い本発明軟磁性焼結合金３３〜３６および比較軟磁性焼結合金３３〜３６を作製した。

これら本発明軟磁性焼結合金３３〜３６および比較軟磁性焼結合金３３〜３６の軟磁性焼結合金表層部における平均Ｐ濃度から軟磁性焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差を測定し、さらに平均Ｋ濃度および平均Ｎａ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表１０に示し、さらに開放気孔率、合金の密度、磁束密度および寸法のバラツキを測定し、その結果を表１０に示した。

表１０に示される結果から、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明軟磁性焼結合金３３〜３６は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表８の従来軟磁性焼結合金３に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明軟磁性焼結合金３３〜３６はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから表面が緻密となって合金表面の耐食性が優れることが分かる。また、メッキなどの表面処理が均一に欠陥無く施すことができ、さらに寸法のバラツキが小さく、したがって、寸法精度に優れることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較軟磁性焼結合金３３〜３６は一部好ましくない特性が現れることが分かる。

Claims (25)

1. 合金表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さ部分で構成する軟磁性焼結合金表層部（以下、軟磁性焼結合金表層部という）の平均燐濃度（以下、燐をＰと記す）が前記軟磁性焼結合金表層部よりも内側にある軟磁性焼結合金内部（以下、軟磁性焼結合金内部という）に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記軟磁性焼結合金表層部にはカリウム（以下、Ｋと記す）が含まれていることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
2. 軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記軟磁性焼結合金表層部にはナトリウム（以下、Ｎａと記す）が含まれていることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
3. 軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記軟磁性焼結合金表層部にはＫおよびＮａが含まれていることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
4. 軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつ軟磁性焼結合金表層部にはＫが平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
5. 軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつ軟磁性焼結合金表層部にはＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
6. 軟磁性焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつ軟磁性焼結合金表層部にはＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
7. 軟磁性焼結合金内部は、Ｐ含有量が０．０５質量％以下（０も含む）の純鉄軟磁性合金焼結体からなり、
   軟磁性焼結合金表層部は、前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有する純鉄軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
8. 軟磁性焼結合金内部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
   軟磁性焼結合金表層部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
9. 軟磁性焼結合金内部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
   軟磁性焼結合金表層部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
10. 軟磁性焼結合金内部は、Ｐ含有量が０．０５質量％以下（０も含む）の純鉄軟磁性合金焼結体からなり、
    軟磁性焼結合金表層部は、前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有する純鉄軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
11. 軟磁性焼結合金内部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
    軟磁性焼結合金表層部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
12. 軟磁性焼結合金内部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
    軟磁性焼結合金表層部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
13. 軟磁性焼結合金内部は、Ｐ含有量が０．０５質量％以下（０も含む）の純鉄軟磁性合金焼結体からなり、
    軟磁性焼結合金表層部は、前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有する純鉄軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
14. 軟磁性焼結合金内部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
    軟磁性焼結合金表層部は、Ｃｒ：１〜２０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ系鉄基軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
15. 軟磁性焼結合金内部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらにＰ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなり、
    軟磁性焼結合金表層部は、Ｓｉ：０．１〜１０％を含有し、さらに前記軟磁性焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｓｉ系鉄基軟磁性合金焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
16. 前記軟磁性焼結合金表層部の開放気孔率は２％以下であることを特徴とする請求項１〜１５の内のいずれかの請求項に記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金。
17. 請求項１〜１６の内のいずれかの請求項に記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金からなることを特徴とする機械部品用磁性部材。
18. 請求項１７記載の機械部品用磁性部材からなることを特徴とする機械部品。
19. 前記機械部品はヨークであることを特徴とする請求項１８記載の機械部品。
20. 前記機械部品は検出リングであることを特徴とする請求項１８記載の機械部品。
21. 前記機械部品はプランジャーであることを特徴とする請求項１８記載の機械部品。
22. 前記機械部品はステーターコアまたはローターコアであることを特徴とする請求項１８記載の機械部品。
23. 成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウムおよびリン酸リボフラビンカリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸カリウム塩の膜を形成したのち、軟磁性粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することを特徴とする請求項１、４、７、８または９記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金の製造方法。
24. 成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムおよびリン酸リボフラビンナトリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸ナトリウム塩の膜を形成したのち、軟磁性焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することを特徴とする請求項２、５、１０、１１または１２記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金の製造方法。
25. 成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としての前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩膜を形成したのち、軟磁性焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面に前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することを特徴とする請求項３、６、１３、１４または１５記載の表面緻密性、寸法精度に優れた軟磁性焼結合金の製造方法。