JP2797166B2

JP2797166B2 - 金属粉末成形体の炭素量制御方法

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Publication number: JP2797166B2
Application number: JP5260601A
Authority: JP
Inventors: 正一富田
Original assignee: Kanagawa Prefecture
Current assignee: Kanagawa Prefecture
Priority date: 1993-10-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH07118705A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属粉末成形体の炭素量
制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属焼結体（焼結合金ともいう）
は、原料の金属粉末と焼結助剤（有機結合剤）の計
量、混練、成形、脱脂、焼結の工程に従って作製
される。

【０００３】そして、金属粉末成形体の炭素量の制御方
法としては、特開平2-141503号公報で開示されているよ
うに、金属粉末と射出成形用有機バインダーとを混練す
る際、主バインダーの樹脂より残留炭素量が高い樹脂を
添加して混練し射出成形を行い、得られた成形体を大気
雰囲気下で脱脂する際に、残留炭素量の高い樹脂の酸化
・分解開始温度下で主バインダーを脱脂し、脱脂保持温
度、脱脂保持時間を変えることにより、金属粉末中に含
有される酸素の還元に必要な量より多くの炭素を均質に
残留させる方法が知られている。

【０００４】また、特開平3-64402 号公報で開示されて
いるように、焼結用金属粉末と有機物バインダーの射出
成形品を脱バインダー工程を経た後、焼結させる際、焼
結用金属粉末に必要以上に残留する炭素を所望の炭素量
に減少させる酸化鉄等の金属酸化物を添加すると共に、
還元性もしくは非酸化性雰囲気中で焼結する方法が知ら
れている。

【０００５】また、特開平5-43906 号公報で開示されて
いるように、金属粉末あるいは合金粉末よりなる焼結用
粉末を成形して得られる成形体を露点が−20℃以下の水
素ガスを供給しながら、黒鉛粉末等の炭素質剤とともに
焼結する方法が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来法の場合は、いずれも炭素量の調整操作が焼結工程以
前に行われることにある。従って、得られる焼結体中の
適正炭素量を見出だすための試行錯誤の過程で、グラフ
ァイトや金属酸化物の添加量を変えた何通りもの成形素
材を作製したり、時間のかかる脱脂や含炭処理を何度も
繰り返し行わなければならないため繁雑であり、非効率
さは避けられないという問題があった。また、得られる
焼結成形体の内部の炭素分布まで制御することは出来な
かった。

【０００７】本発明はかかる問題点を解消し、焼結過程
においてその雰囲気調整のみによって、金属焼結体全体
の炭素量、或いは金属焼結体内部の炭素量分布を制御す
ることが出来る金属粉末成形体の炭素量制御方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記目的を達
成すべく鋭意検討した結果、図１に示すＣＨ₄ ⇔Ｃ＋２
Ｈ₂ の平衡組成と温度との関係［金属熱処理技術便覧、
第285 頁、日刊工業新聞社、昭和49年10月15日９版発
行より引用］中で水素とメタンの混合ガス中の水素量
によってある温度以上になるとメタンが炭素と水素に分
解移行する（ＣＨ₄ ⇔Ｃ＋２Ｈ₂ ）平衡曲線、特に気圧
1.0 における平衡曲線に着目した。尚、図中の曲線より
右側は炭素析出側を示す。

【０００９】更に詳細に述べると、例えばSCM440水アト
マイズ粉末を板状に射出成形し、これを脱脂し、水素還
元した後、例えばメタン濃度40〜60％のメタン・水素混
合ガス中で温度600 ℃で１時間の含炭処理（メタン処
理）を行った。得られた処理体の炭素量のバラツキは
0.3〜0.4 ％であった。そして前記含炭処理に続けてメ
タン・水素混合ガス中で温度1150℃で１時間の焼結を行
ったところ、メタン・水素の混合比に応じてセメンタイ
ト量に多寡を生じた。このことから焼結過程におけるメ
タン・水素の混合比率の調整によって得られる焼結体中
の炭素量を制御出来ることを知見した。

【００１０】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、金属粉末成形体を脱脂、水素還元した後、炭
化水素・水素混合ガス雰囲気中で炭化水素と水素の混合
比を調整しつつ焼結して金属焼結体中の炭素量を制御す
ることを特徴とする。

【００１１】

【作用】金属粉末成形体を脱脂し、水素還元した後、炭
化水素と水素の混合ガス中で焼結すると炭素が含有され
た金属焼結体が得られる。還元された金属粉末成形体を
炭化水素と水素の混合雰囲気中で焼成処理すると、その
多孔質性から表面のみならず、内部までスーティングが
生じる。この焼結工程中に炭化水素と水素の混合比を調
整しながら焼結を行うと金属焼結体中の炭素量は制御さ
れる。

【００１２】

【実施例】本発明は、還元された金属粉末成形体を炭化
水素と水素の混合ガス中で加熱処理、即ち焼結処理する
と、その多孔質性から表面のみならず、内部までスーテ
ィングが生じる。本発明はこの現象を利用して金属粉末
成形体の炭素量制御を行うものであり、金属粉末成形体
の脱脂工程の次工程に組み込まれる本発明方法（ここで
はメタン処理という）は、計量、混練に立ち戻らなけれ
ばならない例えばAmerican Society for Metals; Metal
s Hanbook Vol.7,203(1973) に開示されている従来のグ
ラファイト混合法に比べて効率的である。本発明方法
は、マスフローコントローラに連動するシリコニット炉
を用い、更に炭化水素と水素の混合比を調整しながらメ
タン処理、焼結処理を連続的に行って金属焼結体の組織
（密度、炭素量）の評価を行うものである。

【００１３】以下添付図面に従って本発明の実施例を説
明する。

【００１４】図２は本発明方法を実施するための装置の
１例を示すもので、図中、１は金属粉末成形体を水素還
元し、例えばメタンガスと水素ガスの混合ガス雰囲気中
で焼結を施すためのシリコニット炉を示す。シリコニッ
ト炉１の一方にガス導入管２を接続すると共に、該数導
入管２に複数の分岐管３を配設し、各分岐管３の夫々に
シリコニット炉１内に導入するガス供給源４を接続し、
各分岐管３の夫々にマスフローコントローラ５を配置し
た。図示例ではガス供給源４をメタン（ＣＨ₄ ）ガス、
水素（Ｈ₂ ）ガス、窒素（Ｎ₂ ）ガスとした。

【００１５】また、シリコニット炉１の他方にシリコニ
ットロ炉１内にガス導入管２を介して導入されたガス
（例えばメタンガスと水素ガスの混合ガス）を排出する
ための排出管６を接続した。

【００１６】また、各マスフローコントローラ５を電源
７（株式会社小島製作所製、商品名PSK-6FC ）を介して
マルチループコントローラ８（株式会社チノー製、商品
名マルチループコントローラSJ）に接続し、該マルチル
ープコントローラ８で並列的にプログラム制御させてシ
リコニット炉１内に導入する例えば水素ガスのような雰
囲気ガス流量を制御出来るようにした。

【００１７】尚、図示例ではマスフローコントローラ５
として、Ｍ１には最大流量 100SCCM或いは 200SCCM、Ｍ
２には最大流量 500SCCM、Ｍ３には最大流量１SLM 、Ｍ
４には最大流量１SLM のマスフローコントローラ（いず
れも株式会社小島製作所製、商品名3610）を用いた。

【００１８】次に、本発明方法を実施するための温度と
時間の関係の１例を図３により説明する。

【００１９】前記装置のシリコニット炉１内に金属粉末
成形体を収容した後、炉１内に水素ガスを流量0.5 リッ
トル／分で導入しながら昇温速度800 ℃／時間で温度 4
00℃にし、更に昇温速度 133℃／時間で温度 600℃にし
て成形体に水素還元処理を施す。続いて炉１内にメタン
ガス濃度50％のメタンと水素の混合ガスを流量 0.7リッ
トル／分で導入しながら温度 600℃に１時間維持して成
形体にここではメタン処理を施す。次にメタン・水素混
合ガスの全流量を一定（ 0.5リットル／分）に保ちなが
ら、炉１内へ導入されるメタンガスの流量を減じると共
に、水素ガスの流量を増やし、昇温速度 300℃／時間で
温度1150℃に昇温した後、該温度1150℃に１時間維持し
て成形体に焼結処理を施す。続いて炉１内へのメタン・
水素混合ガスの導入を停止すると同時に、窒素ガスのよ
うな不活性ガスを流量0.3 〜0.05リットル／分で導入し
ながら降温速度120℃／時間で成形体を温度400 ℃まで
冷却し、以後炉冷とする。

【００２０】前記図２装置を用いて、本発明方法の具体
的実施例を比較例と共に説明する。

【００２１】実施例１原料の金属粉末として平均粒径6.77μm、タップ密度3.6
4ｇ／cm³ のSCM440水アトマイズ粉末（日本アトマイズ
加工株式会社製、商品名SF-SCM440 ）と、焼結助剤を重
量比 100：9.1 に計量し、 140〜160 ℃で90分間混練し
た。これを常法により射出成形して厚さ 3mm、幅12mm、
長さ70mmの板状の金属粉末成形体を作製した。

【００２２】作製された金属粉末成形体を脱脂炉内で大
気中で昇温速度12℃／時間で昇温し、 300℃に達した時
点で該温度を４時間維持して脱脂処理を行った後、炉内
で温度 100℃以下まで冷却した。

【００２３】脱脂処理された金属粉末成形体をシリコニ
ット炉１内のセラミック板上に載置し、室温から温度 6
00℃に達するまでの間、炉内にＭ３のマスフローコント
ローラ５の調整により水素ガスを流量 0.5リットル／分
で導入して水素還元処理を行った。

【００２４】また、温度が 533℃に達した時点でＭ３の
マスフローコントローラ５およびＭ１，Ｍ２のマスフロ
ーコントローラ５の調整によりメタンガス濃度41.2％の
メタンと水素の混合ガスを流量0.85リットル／分で導入
し、該混合ガスの導入を温度600℃に達するまでの間（3
0分間）継続し、温度 600℃に達した後、該温度を１時
間維持せしめると共に、該温度に達した時点で炉１内へ
導入する混合ガスのメタンガス濃度をＭ３のマスフロー
コントローラ５およびＭ１，Ｍ２のマスフローコントロ
ーラ５の調整により50％とし、該ガスを流量 0.7リット
ル／分で導入しつつ、30分間維持した後、炉内へ導入さ
れるメタンガスの流量を逐次低下させた。一方、Ｍ３の
マスフローコントローラ５によって調整された水素ガス
流量は、600℃においては一定に保ち、 600℃を超えて
一時的に低下させた後、少しずつ増加させることによっ
てメタンガス濃度を徐々に減少させつつ、炉内温度を 6
00℃から1150℃まで昇温した。この時、メタン・水素混
合のガス流量は 0.7リットル／分から 0.5リットル／分
に減少させた。該焼結中の最終メタンガス濃度は 1.0％
となるようにした。

【００２５】そして、温度1150℃に達した時点で該温度
を１時間維持せしめて金属成形体に焼結処理を施した
後、炉内へのメタンと水素の混合ガスの導入を停止する
と同時に、Ｍ４のマスフローコントローラ５の調整によ
り、窒素ガスを流量0.3〜0.05リットル／分で導入し、
炉内温度を２００℃まで冷却して、金属焼結体を取り出
した。

【００２６】本実施例における炉内に導入するメタンガ
スと水素ガスの混合ガス中のメタンガス濃度と時間との
関係を図４にＡとして示すと共に、表１に記載した。
尚、混合ガス雰囲気中における金属成形体の温度と時間
との関係を図４にＴとして示した。

【００２７】前記工程で作製された金属焼結体の内部炭
素量はEPMAの線分析により測定したＸ線強度を炭素量に
換算して求めた。試料（金属焼結体）の厚さ方向の炭素
量を図５にＦとして示した。尚、試料の炭素量はSCM440
の溶製材と水素焼結体（温度 600℃，１時間のみにメタ
ンガス濃度50％のメタン、水素の混合ガスを導入してメ
タン処理し、その後は水素ガス雰囲気中で1150℃で１時
間の焼成を施した焼結体）の夫々の炭素量を別個に測定
し、これを標準Ｘ線強度とし、他の炭素量測定用試料の
Ｘ線強度を標準Ｘ線強度の炭素量より換算して求めた。

【００２８】また、金属焼結体の試料の端を長手方向に
直角に切断し、金属成形体の組織を光学顕微鏡（顕微鏡
倍率×１９９）により調べたところ、試料のエジェクタ
面（炉内のセラミックス板面に接した試料の下側面）、
試料のスプルー面（炉内に導入せるガスの流れに接する
試料の上側面）共にその表面から深さ約0.05mmまではフ
ェライト層をなし、それから内部に向かってパーライト
結晶が徐々に増えて、中心部では最も多かった。

【００２９】また、焼結密度を測定したところ7.232g／
cm³ であり、その相対密度は92.4％であった。尚、相対
密度は溶製材（ＪＩＳＳＣＭ４４０）の密度7.828g／
cm³を真密度とし、焼結密度／真密度× 100（％）とし
て求めた。

【００３０】実施例２先ず、前記実施例１と同様の方法で脱脂処理された金属
粉末成形体を作製した。

【００３１】脱脂処理された金属粉末成形体をシリコニ
ット炉１内のセラミック板上に載置し、室温から温度 6
00℃に達するまでの間、炉１内にＭ３のマスフローコン
トローラ５の調整により水素ガスを流量 0.5リットル／
分で導入して水素還元処理を行った。

【００３２】そして、温度 600℃に達した時点でＭ３の
マスフローコントローラ５およびＭ１，Ｍ２のマスフロ
ーコントローラ５の調整によりメタンガス濃度50％のメ
タンと水素の混合ガスを流量 0.7リットル／分で導入し
つつ、該温度を１時間維持した後、炉内へ導入されるメ
タンガスの流量を逐次減少させると共に、Ｍ３のマスフ
ローコントローラ５の調整により水素ガスの流量を逐次
増加させた。メタン・水素混合ガスの流量は 0.5リット
ル／分である。このようにメタンガス濃度を徐々に減少
せしめながら、金属成形体の温度を1150℃まで昇温させ
た。該焼結中の最終メタンガス濃度は 1.0％となるよう
にした。

【００３３】そして、金属成形体の温度が1150℃に達し
た時点で該温度を１時間維持せしめて金属成形体に焼結
処理を施した後、炉内へのメタンと水素の混合ガスの導
入を停止すると同時に、Ｍ４のマスフローコントローラ
５の調整により窒素ガスを流量 0.3〜0.05 リットル／
分で導入し、炉内の金属成形体を温度 200℃まで冷却し
て、金属焼結体を取り出した。

【００３４】本実施例における炉内に導入するメタンガ
スと水素ガスの混合ガス中のメタンガス濃度と時間との
関係を図４にＢとして示すと共に、表１に記載した。
尚、混合ガス雰囲気中における金属成形体の温度と時間
との関係を図４にＴとして示した。

【００３５】前記工程で作製された金属焼結体の内部炭
素量を前記実施例１と同様の方法で測定し、その結果を
図５にＧとして示す。

【００３６】また、金属焼結体の組織を前記実施例１と
同様の方法で調べたところ、表面のフェライト層の厚さ
はエジェクタ面側で約0.07mm、試料のスプルー面側で約
0.1mm であり、内部はほぼ均一なパーライト組織になっ
ていた。

【００３７】また、焼結密度を測定したところ7.545g／
cm³ であり、その相対密度は96.4％であった。

【００３８】実施例３先ず、前記実施例１と同様の方法で脱脂処理された金属
粉末成形体を作製した。

【００３９】脱脂処理された金属粉末成形体をシリコニ
ット炉１内のセラミック板上に載置し、室温から温度 6
00℃に達するまでの間、炉１内にＭ３のマスフローコン
トローラ５の調整により水素ガスを流量 0.5リットル／
分で導入して水素還元処理を行った。

【００４０】そして、温度 600℃に達した時点でＭ３の
マスフローコントローラ５およびＭ１，Ｍ２のマスフロ
ーコントローラ５の調整によりメタンガス濃度50％のメ
タンと水素の混合ガスを流量 0.7リットル／分で導入し
つつ、該温度を１時間維持した後、炉内へ導入されるメ
タンガスの流量を逐次減少させると共に、Ｍ３のマスフ
ローコントローラ５の調整により水素ガスの流量を逐次
増加させた。メタン・水素混合ガスの流量は 0.5リット
ル／分である。このようにメタンガス濃度を徐々に減少
せしめながら、金属成形体の温度を1150℃まで昇温させ
た。該焼結中の最終メタンガス濃度は 3.0％となるよう
にした。

【００４１】そして、金属成形体の温度が1150℃に達し
た時点で該温度を１時間維持せしめて金属成形体に焼結
処理を施した後、炉内へのメタンと水素の混合ガスの導
入を停止すると同時に、Ｍ４のマスフローコントローラ
５の調整により窒素ガスを流量 0.3〜0.05 リットル／
分で導入して、炉内の金属成形体を温度 200℃まで冷却
して、金属焼結体を取り出した。

【００４２】本実施例における炉内に導入するメタンガ
スと水素ガスの混合ガス中のメタンガス濃度と時間との
関係を図４にＣとして示すと共に、表１に記載した。
尚、混合ガス雰囲気中における金属成形体の温度と時間
との関係を図４にＴとして示した。

【００４３】前記工程で作製された金属焼結体の内部炭
素量を前記実施例１と同様の方法で測定し、その結果を
図５にＨとして示す。

【００４４】また、金属焼結体の組織を前記実施例１と
同様の方法で調べたところ、表面のフェライト層の厚さ
はエジェクタ面、スプルー面共に約0.02mmであり、内部
はパーライト組織とセメンタイト組織からなっていた。
また、エジェクタ面側のパーライト組織およびセメンタ
イト組織の結晶粒はスプルー面側よりも大きかった。

【００４５】また、焼結密度を測定したところ7.732g／
cm³ であり、その相対密度は98.8％であった。

【００４６】比較例１先ず、前記実施例１と同様の方法で脱脂処理された金属
粉末成形体を作製した。

【００４７】脱脂処理された金属粉末成形体をシリコニ
ット炉１内のセラミック板上に載置し、室温から温度 6
00℃に達するまでの間、炉１内にＭ３のマスフローコン
トローラ５の調整により水素ガスを流量 0.5リットル／
分で導入して水素還元処理を行った。

【００４８】そして、温度 600℃に達した時点でＭ３の
マスフローコントローラ５およびＭ２のマスフローコン
トローラ５の調整によりメタンガス濃度50％のメタンと
水素の混合ガスを流量 0.7リットル／分で導入しつつ、
該温度を１時間維持した後、炉内へのメタンガスの導入
を停止して、Ｍ３のマスフローコントローラ５の調整に
より水素ガスのみを流量 0.1リットル／分で導入しなが
ら、金属成形体の温度を1150℃までに昇温させた。

【００４９】そして、金属成形体の温度が1150℃に達し
た時点で該温度を１時間維持せしめて金属成形体に焼結
処理を施した後、 120℃／時間の速度で降温し、 400℃
で水素ガスの導入を停止すると同時に、Ｍ４のマスフロ
ーコントローラ５の調整により窒素ガスを流量0.05リッ
トル／分で導入した。そして炉内の金属成形体を室温近
くまで冷却し、金属焼結体を取り出した。

【００５０】本比較例における炉内に導入するメタンガ
スと水素ガスの混合ガス中のメタンガス濃度と時間との
関係を図４にＤとして示すと共に、表１に記載した。
尚、混合ガス雰囲気中における金属成形体の温度と時間
との関係を図４にＴとして示した。

【００５１】前記工程で作製された金属焼結体の内部炭
素量を前記実施例１と同様の方法で測定し、その結果を
図５にＩとして示す。

【００５２】また、金属焼結体の組織を前記実施例１と
同様の方法で調べたところ、試料全面に亘ってフェライ
ト組織であった。また、一部に輪状の介在物が散見され
た。これは焼結過程における水素流量が少なく、還元が
不十分なためと考察される。

【００５３】また、焼結密度を測定したところ6.401g／
cm³ であり、その相対密度は81.8％であった。

【００５４】比較例２先ず、前記実施例１と同様の方法で脱脂処理された金属
粉末成形体を作製した。

【００５５】脱脂処理された金属粉末成形体をシリコニ
ット炉１内のセラミック板上に載置し、室温から温度 6
00℃に達するまでの間、炉１内にＭ３のマスフローコン
トローラ５の調整により水素ガスを流量 0.5リットル／
分で導入して水素還元処理を行った。

【００５６】そして、温度 600℃に達した時点でＭ３の
マスフローコントローラ５およびＭ２のマスフローコン
トローラ５の調整によりメタンガス濃度50％のメタンと
水素の混合ガスを流量 0.7リットル／分で導入しつつ、
該温度を１時間維持した後、炉内への混合ガス（メタン
ガス濃度50％）の導入を継続しながら、温度を 600℃か
ら1150℃になるように昇温を行ったが、温度 900℃で異
常が見られたので、混合ガスの導入と、昇温を直ちに停
止すると共に、炉内に窒素ガスを導入して冷却を行っ
た。

【００５７】本比較例における炉内に導入するメタンガ
スと水素ガスの混合ガス中のメタンガス濃度と時間との
関係を図４にＥとして示すと共に、表１に記載した。
尚、混合ガス雰囲気中における金属成形体の温度と時間
との関係を図４にＴとして示した。

【００５８】炉内が室温になったので試料を取り出して
観察したところ、試料は金属粉末成形体の脱脂処理後の
大きさの１．１倍に肥大しており、金属粉間に過剰なス
スが見られ、全く焼結されておらず、簡単に手で折れて
しまった。

【００５９】

【表１】

【００６０】前記実施例並びに比較例の結果（図５、表
１および組織調査結果）から明らかなように，本発明の
実施例は焼結処理された金属焼結体中の炭素量を制御出
来ることが確認された。

【００６１】また、比較例２から明らかなようにメタン
ガス濃度50％のままでは温度1150℃に昇温させると炭素
量過剰のため溶融してしまうものと思われる。従って、
金属粉末成形体に焼結（例えば温度 600℃から1150℃に
昇温し、その間で焼結）を施す場合にはメタンガス濃度
を低減させながら焼結を行うことが必要であることが分
かる。

【００６２】前記実施例では炭化水素としてメタンガス
を用いたが、本発明ではこれに限定されるものではな
く、前記メタンガスの他にエタンガス、プロパンガス、
ブタンガス等が挙げられる。

【００６３】また、前記実施例では金属粉末としてＳＣ
Ｍ４４０水アトマイズを用いたが、本発明ではこれに限
定されるものではなく、鉄系粉末、超硬合金粉末、銅合
金粉末、アルミニウム合金粉末、ニッケル合金粉末、チ
タン合金粉末等が挙げられる。また、本発明法は従来金
属粉末射出成形法の対象材料として不向きであった炭素
鋼、構造用合金鋼、工具鋼等の製造にも利用することが
出来る。

【００６４】前記実施例とは別に次のような実験を行っ
た。

【００６５】脱脂された金属成形体を室温から温度 600
℃までの過程で水素による還元処理を十分に行った金属
成形体に、メタンガス濃度を40％、50％、60％としたメ
タンと水素の混合ガス雰囲気中で、温度 600℃、１時間
の加熱処理を行って、得られた金属成形体の中の炭素量
とメタンガス濃度との関係を調べ、その結果を図６に示
す。

【００６６】図６から明らかなように、炭素量とメタン
ガス濃度は全く比例関係にあることが分かる。しかし、
各メタンガス濃度における炭素量はバラツキがあり、メ
タンガス濃度が高まるほど炭素量のバラツキが拡大す
る。これは多孔質体に対するスーティング現象の不安定
さのためと思われる。メタンガス濃度が40％では炭素量
のバラツキがほとんどないのはスーティングが起こらな
いためと見られる。

【００６７】また、焼結された金属焼結体の組織を調べ
た結果、焼結工程における雰囲気中のメタンガス濃度が
が高いほどセメンタイト量が多いことが分かった。これ
はメタン処理工程以降の焼結工程で雰囲気中に残存せる
炭化水素により含炭（ここではメタン処理）が生じたこ
とを意味する。従って、焼結処理された金属焼結体中の
炭素量の増加を防止するには焼結工程において炭化水素
濃度の減少を速やかに行うことが必要となる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によるときは、金属粉末成形体を
脱脂し、水素還元した後、炭化水素と水素の混合ガス中
で焼結する際、炭化水素と水素の混合比を調整しながら
焼結するようにしたので、金属焼結全体の炭素量、或い
は金属焼結体内部の炭素量分布を制御した金属焼結体を
極めて簡単に製造することが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＨ₄ ⇔Ｃ＋２Ｈ₂ の平衡組成と温度との関
係を表す特性線図、

【図２】本発明方法を実施するための装置の１例の説
明図、

【図３】本発明方法を実施するための温度と時間との
関係の１例を表す特性線図、

【図４】本発明実施例の導入する混合ガス中のメタン
ガス濃度と時間との関係および温度と時間との関係を表
す特性線図、

【図５】金属焼結体の厚み方向位置と炭素量との関係
を表す特性線図、

【図６】混合ガス中のメタンガス濃度と金属成形体の
炭素量との関係を表す特性線図。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属粉末成形体を脱脂、水素還元した
後、炭化水素・水素混合ガス雰囲気中で炭化水素と水素
の混合比を調整しつつ焼結して金属焼結体中の炭素量を
制御することを特徴とする金属粉末成形体の炭素量制御
方法。