JP2017008360A - 焼結合金の基地組成用合金粉、基地組成用合金粉を含有する焼結合金及び焼結合金の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｍｏが炭化物等の硬質物を生成し、これを分散することが耐摩耗性を向上し、また、Ｎｉ及びＭｎがＣと共にマトリックスのオーステナイト相を安定化するのに必須元素であり、耐熱性を向上し耐摩耗性を改善する効果を有する元素であることに着目し、バルブシートを構成する焼結材の耐摩耗性の向上を図ることが可能な基地組成用合金粉を提供する。【解決手段】焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなることを特徴とする焼結合金の基地組成用合金粉。【選択図】なし

Description

本発明は焼結合金の基地組成用合金粉、基地組成用合金粉を含有する焼結合金及び焼結合金の製造方法に関する。

従来より、各種エンジンにおけるバルブシート等の製造に用いられる焼結合金としては、例えば、特許第３５９６７５１号公報に記載されているように、硬質粒子に含有されるＭｏとＭｎの特性に着目して、質量％でＭｏ：２０〜７０％、Ｃ：０．５〜３％、Ｎｉ：５〜４０％、Ｍｎ：１〜２０％、残部が不可避不純物とＦｅからなる硬質粒子の粉末を用い、硬質粒子が鉄基地中に面積比で１０〜６０％分散された耐摩耗性鉄基焼結合金が開示されている。

特許第３５９６７１号公報

前記特許文献１に記載された焼結合金では、鉄基地中に硬質粒子を含有分散させて、焼結合金の耐摩耗性を向上するものではあるが、一方、バルブシート等に使用される焼結合金としては耐摩耗性に加えて、これと同時に加工性をも向上させる必要がある。ここに、焼結合金における耐摩耗性と加工性は、相反する技術的概念であり、従って、耐摩耗性と加工性を同時に向上させるには、焼結合金に含有される硬質材と基地組成につき工夫する必要がある。

特許文献１に記載された焼結合金におけるように、鉄基地中に硬質粒子を分散させた合金では、鉄基地部分の耐摩耗性が硬質粒子部分に比べて低く、鉄基地部分から摩耗が進行するため、焼結材としての耐摩耗性を向上させるためには、基地部分の耐摩耗性を改善する必要があった。

本願発明者等は、焼結材のバルブシートとしての耐摩耗性の向上を図るにつき研究を行う過程において、Ｍｏが炭化物等の硬質物を生成し、これを分散することが耐摩耗性を向上し、また、Ｎｉ及びＭｎがＣと共にマトリックスのオーステナイト相を安定化するのに必須元素であり、耐熱性を向上し耐摩耗性を改善する効果を有する元素であることに着目し、鋭意研究・検討を重ねた結果、本発明を見出すに至ったものである。

前記課題を解決するため請求項１に係る焼結合金の基地組成用合金粉は、焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなることを特徴とする。

請求項２に係る基地組成用合金粉は、請求項１の基地組成用合金粉において、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されていることを特徴とする。

請求項３に係る焼結合金の基地組成用合金粉は、請求項１又は請求項２の基地組成用合金粉において、Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．１％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｏ：２０％以下を含有することを特徴とする。

請求項４に係る焼結合金は、焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなる合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を焼結したことを特徴とする。

請求項５に係る焼結合金は、請求項４の焼結合金において、前記基地組成用合金粉には、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されていることを特徴とする。

請求項６に係る焼結合金は、焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなる合金粉と、炭素粉末：０．９〜１．４％と、硬質粒子３０％以下とを混合して全体で１００％とした混合材料を焼結したことを特徴とする。

請求項７に係る焼結合金は、請求項６の焼結合金において、前記基地組成用合金粉には、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されていることを特徴とする。

請求項８に係る焼結合金の製造方法は、請求項１に記載の基地組成用合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を用意し、前記混合材料を成形して圧粉成形体を形成し、圧粉成形体を焼結して請求項３に記載の組成をもつ焼結合金とすることを特徴とする。

請求項９に係るバルブシートは、請求項３に記載の焼結合金で形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る基地組成用合金粉では、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％とし、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、黒鉛粉と混合して成形・焼結することで、Ｎｉ及びＭｎがＣと共に耐熱性を向上し、ＭｏがＣと反応して炭化物を析出することで、耐摩耗性を改善し、また、加工性も十分な性能を有することが可能となる。

ここに、基地組成用合金粉には、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されてもよい。また、前記基組成用合金粉には、Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．１％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｏ：２０％以下を含有させてもよい。

請求項４に係る焼結合金は、基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなる合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を成形・焼結することにより生成される。このとき、混合材料における基地組成用合金粉は、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％とし、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、黒鉛粉と混合して成形・焼結することで、Ｎｉ及びＭｎがＣと共に耐熱性を向上し、ＭｏがＣと反応して炭化物を析出することで、耐摩耗性を改善し、また、加工性も十分な性能を有することが可能となる。

ここに、基地組成用合金粉には、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されてもよい。

請求項６に係る焼結合金は、焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなる合金粉と、炭素粉末：０．９〜１．４％と、硬質粒子３０％以下とを混合して全体で１００％とした混合材料を焼結して生成される。このとき、混合材料における基地組成用合金粉は、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなり、焼結合金は、この合金粉と、炭素粉末：０．９〜１．４％と、硬質粒子３０％以下とを混合して全体で１００％とした混合材料を成形・焼結することで、Ｎｉ及びＭｎがＣと共に耐熱性を向上し、ＭｏがＣと反応して炭化物を析出することで、耐摩耗性を改善し、また、加工性も十分な性能を有することが可能となる。

ここに、基地組成用合金粉には、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されてもよい。

請求項８に係る焼結合金の製造方法では、請求項１に記載の基地組成用合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を用意し、前記混合材料を成形して圧粉成形体を形成し、圧粉成形体を焼結して請求項３に記載の組成をもつ焼結合金とするので、Ｎｉ及びＭｎがＣと共に耐熱性を向上し、ＭｏがＣと反応して炭化物を析出することで、耐摩耗性を改善し、また、加工性も十分な性能を有することが可能となる。
前記のように生成される焼結合金は、バルブシートに使用して好適である。

バルブシートの耐摩耗試験機を模式的に示す説明図である。

（基地組成用合金粉）
本実施形態に係る基地組成用合金粉は、焼結合金の基地を組成し、質量％で、Ｍｎ：０．５〜３％、Ｎｉ：１０〜２５％でＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなる。
ここに、Ｎｉ及びＭｎはＣと共にマトリックスをオーステナイト化することで耐熱性を向上し、ＭｏがＣと反応して微細炭化物を析出することで耐摩耗性および加工性をバランスよく同時に向上させることが可能となる。

尚、基地組成用合金粉において、Ｍｎの含有量が０．５％未満である場合には、基地どうしの密着性が悪くなり、機械特性が悪化し、耐摩耗性も悪化する。一方、Ｍｎの含有量が３％を超えると原料粉が酸化しやすく、焼結性・機械特性が悪化し、耐摩耗性も悪化する。

Ｎｉの含有量が１０％未満である場合には十分な効果が得られず、一方、Ｎｉの含有量が２５％を超えると、延性が高くなって加工性が悪化する。
また、ＭｎとＮｉとの合計が、１２％未満であると、焼結合金におけるマトリックスがフェライト化して耐摩耗性が悪化する。これに対して、ＭｎとＮｉとの合計が３０％以上となると、延性が悪化して加工性が低下する。
更に、Ｍｏは硬質材として使用され、耐摩耗性を改善するために必要な元素である。Ｍｏの含有量が１０％未満である場合にはマトリックス中における析出物が十分ではなく耐摩耗性が悪化する。一方、Ｍｏの含有量が３０％を超えると析出物が多くなり加工性が悪化する。

前記基地組成用合金粉には、Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．１％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｏ：２０％以下を含有させてもよい。
ここに、Ｃは硬質材であるＭｏとＣｒとの間でＭｏ系炭化物、Ｃｒ系炭化物を生成して凝着摩耗を防止し、Ｎｉと共にマトリックスをオーステナイト化するために必要な元素であるが、Ｃの含有量が０．２％を超えると原料粉の硬さが高くなり成形体強度が悪化して量産性がなくなる。

Ｓｉは、耐摩耗性を改善するための元素であり、Ｓｉの含有量が０．０５％未満の場合には耐摩耗性が十分ではなく、一方、Ｓｉの含有量が０．１％を超えると脆性が高くなり耐摩耗性が悪化する。
Ｃｒは炭化物を生成して耐摩耗性を改善するための元素であるが、Ｃｒの含有量が５％を超えるとＣｒがＣと多く反応することで、Ｍｏ炭化物が減少し、耐摩耗性が悪化する。
Ｃｏは添加することで高温強度が向上し耐摩耗性が向上する。２０％を越えない範囲で添加することが可能である。

（焼結合金）
第１実施形態に係る焼結合金は、前記した基地組成用合金粉を使用し、この合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を焼結して生成される。

また、第２実施形態に係る焼結合金は、前記した基地組成用合金粉を使用し、この合金粉と、炭素粉末：０．９〜１．４％と、硬質粒子３０％以下とを混合して全体で１００％とした混合材料を焼結して生成される。

ここに、第２実施形態に係る焼結合金に含有される硬質粒子としては、各種の合金粒子を使用することができる。例えば、ニッケル−モリブデン−鉄（Ｎｉ・Ｍｏ・Ｆｅ）合金粒子、コバルト−モリブデン−マンガン（Ｃｏ・Ｍｏ・Ｍｎ）合金粒子、鉄−クロム−ニッケル（Ｆｅ・Ｃｒ・Ｎｉ）合金粒子等の合金粒子を使用することができる。但し、これらの合金粒子に限定されることなく、他の合金粒子も使用することができる。

前記合金粉は、溶湯を噴霧化するアトマイズ処理で製造されたものでも良いし、溶湯を凝固させた凝固体を機械的粉砕で粉末化したものでも良い。アトマイズ処理としては、水アトマイズ処理や非酸化性雰囲気（窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気や真空中）でガスアトマイズ処理したものを採用できる。

また、硬質粒子の平均粒径としては、焼結合金の用途、種類などに応じて適宜選択できるが、一般的には、２０〜２５０μｍ程度、３０〜２００μｍ程度、４０〜１８０μｍ程度にすることができる。但しこれに限定されるものではない。硬質粒子の硬さは、Ｍｏ炭化物等の量にもよるが、一般的にはＨｖ３５０〜７５０程度、Ｈｖ４５０〜７００程度にすることができる。但しこれに限定されるものではなく、要するに、焼結合金の基地などのように硬質粒子の使用対象物に対して硬ければ良い。

（焼結合金の製造方法）
前記した第１実施形態に係る焼結合金の製造方法では、本実施形態に係る基地組成用合金粉を使用し、この合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を焼結して生成される。

また、第２実施形態に係る焼結合金は、本実施形態に係る基地組成用合金粉を使用し、この合金粉と、炭素粉末：０．９〜１．４％と、硬質粒子３０％以下とを混合して全体で１００％とした混合材料を焼結して生成される。

第２実施形態に係る焼結合金において、硬質粒子は、焼結合金の基地に分散し、焼結合金の耐摩耗性を高める硬質相を構成する。硬質粒子の割合が少ないと、焼結合金の耐摩耗性は充分でない。硬質粒子の割合が過剰であると、基地に対する硬質粒子の保持性が確保されにくい。このため硬質粒子の粉末の配合量は質量％で３０％以下とする。

炭素粉末としては一般的には黒鉛粉末を採用できる。炭素粉末の炭素（Ｃ）は焼結合金の基地または硬質粒子に拡散し、固溶したり炭化物（Ｍｏ炭化物またはＣｒ炭化物等）を生成したりする。このため炭素粉末の配合量は０．９〜１．４％とする。

上記した製造方法によれば、硬質粒子と基地とにおいては、焼結時に、一方に含まれている合金元素は他方に拡散するため、硬質粒子と基地との密着性が高まる。殊に、基地を組成する本実施形態に係る基地組成用合金粉には、Ｎｉ及びＭｎが含有されているので、これらのＮｉ及びＭｎの特性に基づき、焼結合金における耐摩耗性と加工性との良好なバランスを図ることができる。

焼結温度としては、１０５０〜１２５０℃程度、殊に１１００〜１１５０℃程度を採用できる。焼結温度における焼結時間としては、１０分〜１２０分、殊に１５〜４０分を採用できる。焼結雰囲気としては、還元性雰囲気が好ましい。還元性雰囲気としては、アンモニア分解ガス雰囲気、水素と窒素の混合ガス雰囲気等があげられる。

前記のように製造される焼結合金は、ガソリン、軽油、圧縮天然ガスや液化石油ガスを燃料とする車両用などの各種エンジンのバルブシートで使用される焼結合金に適する。

以下、本発明を具体的に実施した実施例について比較例と共に説明する。

第１及び第２実施形態に係る終結合金並びに比較例に係る焼結合金を生成するについて、先ず、水アトマイズ処理により、表１に示す組成を有する基地組成用合金粉末１〜１８を製造した。これらを４４μｍ〜２５０μｍの範囲に分級し、各合金粉末とした。

上記した合金粉末１〜１８の内、合金粉末１〜９は、本発明の範囲内にある基地組成用合金粉末に相当する粉末であり、本発明例に相当する。合金粉末１〜９において、Ｍｎは０．５％〜３％の範囲で、Ｎｉは１０％〜２５％の範囲で含有されており、ＭｎとＮｉとの合計は、１２％〜２８％の範囲である。また、Ｍｏは１２％〜２８％の範囲で含有されている。
更に、Ｃは０．１％〜０．２％（０．２％以下）の範囲で、Ｓｉは０．０５％〜０．１％の範囲で、Ｃｒは２％〜３％（５％以下）、Ｃｏは１１％〜２０％（２０％以下）の範囲でそれぞれ含有されている。

また、合金粉末１０〜１８は、各成分の内いずれかが本発明の範囲から外れており、比較例１〜９に相当する。具体的に、粉末合金１０では、ＭｎとＮｉの合計が８．５％であり、本発明の範囲１２％〜２８％から低く外れている。合金粉末１１では、ＭｎとＮｉの合計が１１％であり、本発明の範囲１２％〜２８％から低く外れている。合金粉末１２では、ＭｎとＮｉの合計が３３％であり、本発明の範囲１２％〜２８％から高く外れている。合金粉末１３では、Ｍｏが８％であり、本発明の範囲１０〜３０％から低く外れている。合金粉末１４では、Ｍｏが３２％であり、本発明の範囲１０〜３０％から高く外れている。合金粉末１５では、Ｃが０．４％であり、本発明の範囲０．２％以下から高く外れている。粉末合金１６では、ＭｎとＮｉの合計が８．５％であり、本発明の範囲１２％〜２８％から低く外れている。粉末合金１７では、ＭｎとＮｉの合計が１１％であり、本発明の範囲１２％〜２８％から低く外れている。合金粉末１８では、Ｍｏが８％であり、本発明の範囲１０〜３０％から低く外れている。

更に、表１に示す割合で、上記した合金粉末１〜１８と、黒鉛粉末（０．８％〜１．５％の範囲）とを混合機により混合し、実施例１〜実施例９（合金粉末１〜９を使用）、比較例１〜９（合金粉末１０〜１８を使用）に使用する混合粉末をそれぞれ形成した。
尚、表１に示すように、実施例７〜実施例９では、硬質粒子を添加した。具体的に、実施例７ではＮｉ・Ｍｏ・Ｆｅ合金粒子を１０％添加し、実施例８ではＮｉ・Ｍｏ・Ｆｅ合金粒子を２０％添加し、実施例９ではＣｏ・Ｍｏ・Ｍｎ合金粒子を３０％添加した。
また、同様に、比較例７（合金粉末１６を使用）ではＦｅ・Ｃｒ・Ｎｉ合金粒子を１０％添加し、比較例８（合金粉末１７を使用）ではＮｉ・Ｍｏ・Ｆｅ合金粒子を２０％添加し、比較例９（合金粉末１８を使用）ではＣｏ・Ｍｏ・Ｍｎ合金粒子を３０％添加した。

更に、成形型を用い、上記したように配合した混合粉末を７８．４×１０７Ｐａ（８ｔｏｎｆ／ｃｍ２ ）の加圧力でリング形状をなす試験片を圧縮成形し、圧粉成形体を形成した。試験片はバルブシート形状に成形した。

その後、各圧粉成形体を１１５０℃の還元ガス雰囲気（アンモニア分解ガス雰囲気）中で４０分間焼結し、試験片に係る実施例１〜実施例９、比較例１〜比較例９の焼結合金（バルブシート）を形成した。

前記のように形成された実施例１〜実施例９、比較例１〜比較例９の焼結合金（バルブシート）について、成形体強度の指標となるラトラ値、加工性の指標となる刃具摩耗比、及び、耐摩耗性の指標となる摩耗比を測定した。
ここに、刃具摩耗比及び摩耗比の測定を行うに際し、刃具摩耗比については好適と考えられる実施例３に係る焼結合金を基準とし、また、摩耗比については好適と考えられる実施例４に係る焼結合金を基準とし、表１においては、実施例３の焼結合金で得られた刃具摩耗量の値を１．００とするとともに、実施例４の焼結合金で得られた摩耗量の値を１．００として他の各実施例及び比較例で得られた面粗さの値及び摩耗量の値を比で表している。

ここで、各焼結合金の面粗さの評価について説明する。
先ず、前記のように生成した実施例１〜実施例９、比較例１〜比較例９に係る焼結合金の試験片（外形３０ｍｍ、内見２２ｍｍ、全長９ｍｍのリング形状を有する）を用意し、各試験片を窒化チタンアルミコーティングした超硬刃具を有するＮＣ旋盤にセットした。ＮＣ旋盤では、超硬歯具の回転数９７０ｒｐｍ、切込み量０．３ｍｍ、送り量０．０８ｍｍ／ｒｅｖ、切削距離３２０ｍの条件で湿式にてトラバース切削が行われた。この後、刃具の逃げ面摩耗量を測定して評価した。

続いて、摩耗試験に使用された摩耗試験機について図１に基づき説明する。図１において、摩耗試験機Ｍでは、プロパンガスバーナー１を加熱源として用い、前記の様に作成した焼結合金からなる試験片であるリング形状のバルブシート２及びバルブ３のバルブフェース４との摺動部をプロパンガス燃焼雰囲気とした。バルブフェース４はＳＵＨ３５材である。バルブシートフェース５の温度を３００℃に制御し、スプリング６によりバルブシートフェース５とバルブフェース４との接触時に２５ｋｇｆの荷重を付与して３２５０回/分の割合で接触させ、８時間の摩耗試験を行った。
尚、ラトラ値の測定については、一般の測定装置を使用して測定された。

表１において、前記したように刃具摩耗比については、実施例３に焼結合金の摩耗量を基準としたことから、他の実施例及び比較例に係る焼結合金の摩耗量は、実施例３に係る焼結合金の摩耗量を１．００として、この値に対する摩耗量比で表されている。ここに、摩耗量比の値が１．００よりも大きい場合には実施例３の焼結合金よりも摩耗していることを示し、また、摩耗量比の値が１．００よりも小さい場合には実施例３の焼結合金よりも摩耗量が少ないことを示す。

また、前記したように摩耗比については、実施例４に係る焼結合金の摩耗量を基準としたことから、他の実施例及び比較例に係る焼結合金の摩耗量は、実施例４に係る焼結合金の摩耗量を１．００として、この値に対する摩耗量比で表されている。ここに、摩耗量比の値が１．００よりも大きい場合には実施例４の焼結合金よりも摩耗していることを示し、また、摩耗量比の値が１．００よりも小さい場合には実施例４の焼結合金よりも摩耗量が少ないことを示す。

尚、刃具摩耗比の値の許容上限値は、１．０５である。この「１．０５」の上限値は、Ｍｎ：３％、Ｎｉ：２５％でＭｎとＮｉの合計２８％を含有して得られる実施例３の焼結合金を基準としたことに基づく推測値である。従って、摩耗量比の値が１．０５よりも大きければ摩耗量が許容限度を超えて製品としては不適格であると考えられ、一方、摩耗量比の値が１．０５よりも小さければ摩耗量は許容限度内である。

また、摩耗量比の値の上限値は、１．２である。この「１．２」の上限値は、Ｍｎ：２％、Ｎｉ：１３％でＭｎとＮｉの合計が１５％を含有して得られる実施例４の焼結合金を基準としたことに基づく推測値である。従って、摩耗量比の値が１．２よりも大きければ摩耗量が許容限度を超えて製品としては不適格であると考えられ、一方、摩耗量比の値が１．２よりも小さければ摩耗量は許容限度内である。
尚、ラトラ値については３％が上限値であり、ラトラ値が３％を超えた場合には形成体強度の点で不適格であり、一方、ラトラ値が３％以下であれば許容限度内である。

実施例１〜実施例９の焼結合金について測定されたラトラ値は、０．８０％〜２．５０％の範囲内にあり、各焼結合金のラトラ値も３％以下であることから成形体強度は良好である。

これに対して、比較例６（合金粉１５を使用）の焼結合金について測定されたラトラ値は１００％であり、上限値である３％を大きく逸脱している。これは、合金粉１５におけるＣの含有量が０．４％であり、本発明の範囲（０．１％〜０．２％）を大きく超えていることに起因して、成形体強度を保持することができず、完全に崩れてしまったものと考えられる。
尚、その他の比較例１（合金粉１０を使用）〜比較例５（合金粉１４を使用）、比較例７（合金粉１６を使用）〜比較例９（合金粉１８を使用）の焼結合金について測定されたラトラ値は、０．７１％〜１．７７％の範囲内にあり、各焼結合金のラトラ値も３％以下であることから成形体強度は良好である。

また、実施例１〜実施例９の焼結合金について測定された刃具摩耗比の値は、０．４１〜１．００の範囲内にあり、各焼結合金の刃具摩耗比の値も１．０５以下であることから加工性は良好である。

これに対して、比較例３（合金粉１２を使用）の焼結合金の焼結合金について測定された刃具摩耗比の値は１．０９であり、この値は上限値１．０５を超えていることから、比較例３の焼結合金の加工性は低い。これは、合金粉１２においてはＭｎ：３％、Ｎｉ：３０％でＭｎとＮｉの合計が３３％含有されており、本発明の範囲（Ｍｎ：０．５〜３％、Ｎｉ：１０〜２５％でＭｎとＮｉの合計が１２〜２８％）を超えていることに起因するものと考えられる。

同様に、比較例５（合金粉１４を使用）の焼結合金について測定された刃具摩耗比の値は、１．１４であり、この値も上限値１．０５を超えていることから、比較例５の焼結合金の加工性は低い。これは、合金粉１４におけるＭｏの含有量が３２％であり、本発明の範囲（Ｍｏ：１０〜３０％）を超えていることに起因するものと考えられる。

尚、他の比較例１（合金粉１０を使用）、比較例２（合金粉１１を使用）、比較例４（合金粉１３を使用）、比較例６（合金粉１５を使用）〜比較例９（合金粉１８を使用）の焼結合金について測定された刃具摩耗比の値は、０．４１〜０．５４の範囲内にあり、各比較例の焼結合金における刃具摩耗比の値も１．０５以下であることから加工性は良好である。

更に、実施例１〜実施例９の焼結合金について測定された摩耗比の値は、０．１１〜１．００の範囲内にあり、各焼結合金の刃具摩耗比の値も１．２以下であることから耐摩耗性は良好である。

これに対して、比較例１（合金粉１０を使用）の焼結合金について測定された摩耗比の値は３．１４であり、この値は上限値１．２を大きく超えていることから、比較例１の焼結合金の耐摩耗性は低い。これは、合金粉１０においてはＭｎ：０．５％、Ｎｉ：８％でＭｎとＮｉの合計が８．５％含有されており、本発明の範囲（Ｍｎ：０．５〜３％、Ｎｉ：１０〜２５％でＭｎとＮｉの合計が１２〜２８％）からは低く外れていることに起因するものと考えられる。
同様に、比較例２（合金粉１１を使用）の焼結合金について測定された摩耗比の値は３．２５であり、この値は上限値１．２を大きく超えていることから、比較例２の焼結合金の耐摩耗性は低い。これは、合金粉１１においてはＭｎが含有されておらず、Ｎｉ：１１％でＭｎとＮｉの合計が１１％含有されており、本発明の範囲（Ｍｎ：０．５〜３％、Ｎｉ：１０〜２５％でＭｎとＮｉの合計が１２〜２８％）からは低く外れていることに起因するものと考えられる。

また、比較例４（合金粉１３を使用）の焼結合金について測定された摩耗比の値は２．１１であり、この値は上限値１．２を大きく超えていることから、比較例４の焼結合金の耐摩耗性は低い。これは、合金粉１３においてはＭｏが８％含有されているが、本発明の範囲（Ｍｏ：１０〜３０％）からは低く外れていることに起因するものと考えられる。
更に、比較例７（合金粉１６を使用）の焼結合金について測定された摩耗比の値は２．６８であり、この値は上限値１．２を大きく超えていることから、比較例７の焼結合金の耐摩耗性は低い。これは、合金粉１６においてはＭｎ：０．５％、Ｎｉ：８％でＭｎとＮｉの合計が８．５％含有されており、本発明の範囲（Ｍｎ：０．５〜３％、Ｎｉ：１０〜２５％でＭｎとＮｉの合計が１２〜２８％）からは低く外れていることに起因するものと考えられる。

また、比較例８（合金粉１７を使用）の焼結合金について測定された摩耗比の値は２．８６であり、この値は上限値１．２を大きく超えていることから、比較例８の焼結合金の耐摩耗性は低い。これは、合金粉１７においてはＭｎは含有されておらず、Ｎｉ：１１％でＭｎとＮｉの合計が１１％含有されており、本発明の範囲（Ｍｎ：０．５〜３％、Ｎｉ：１０〜２５％でＭｎとＮｉの合計が１２〜２８％）からは低く外れていることに起因するものと考えられる。
更に、比較例９（合金粉１８を使用）の焼結合金について測定された摩耗比の値は２．４３であり、この値は上限値１．２を大きく超えていることから、比較例９の焼結合金の耐摩耗性は低い。これは、合金粉１８においてはＭｏが８％含有されているが、本発明の範囲（Ｍｏ：１０〜３０％）からは低く外れていることに起因するものと考えられる。

前記したところにより、合金粉１〜９を使用する実施例１〜実施例９に係る焼結合金では、ラトラ値、刃具摩耗比（加工性：面粗さ）及び摩耗比の値が全て上限値以下であり、従って、実施例１〜実施例９の焼結合金は、バルブシートを生成するための焼結合金として好適なものである。これに対して、比較例１〜比較例９に係る焼結合金では、ラトラ値、刃具摩耗比（加工性：面粗さ）及び摩耗比の値が全て上限値以下となる焼結合金は存在しなかった。

尚、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

１ ガスバーナ
２ バルブシート
３ バルブ
４ バルブフェース
５ バルブシートフェース

Claims (9)

1. 焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなることを特徴とする焼結合金の基地組成用合金粉。
2. 質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結合金の基地組成用合金粉。
3. Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ：０．０５〜０．１％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｏ：２０％以下を含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の焼結合金の基地組成用合金粉。
4. 焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなる合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を焼結したことを特徴とする焼結合金。
5. 前記基地組成用合金粉には、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項４に記載の焼結合金。
6. 焼結合金の基地を組成する基地組成用合金粉であって、質量％で、ＭｎとＮｉとの合計が１２〜２８％、Ｍｏ：１０〜３０％を含有し、残部が不可避不純物とＦｅからなる合金粉と、炭素粉末：０．９〜１．４％と、硬質粒子３０％以下とを混合して全体で１００％とした混合材料を焼結したことを特徴とする焼結合金。
7. 前記基地組成用合金粉には、質量％で、ＭｎがＭｎ：０．５〜３％の範囲で、ＮｉがＮｉ：１０〜２５％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項６に記載の焼結合金。
8. 請求項１に記載の基地組成用合金粉を質量％で９８．６〜９９．１％と、炭素粉末：０．９〜１．４％とを混合した混合材料を用意し、
   前記混合材料を成形して圧粉成形体を形成し、圧粉成形体を焼結して請求項３に記載の組成をもつ焼結合金とすることを特徴とする焼結合金の製造方法。
9. 請求項３に記載の焼結合金で形成されていることを特徴とするバルブシート。

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