JP6314866B2 - Method for producing metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body - Google Patents

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Description

本発明は、粉末冶金用金属粉末、コンパウンド、造粒粉末および焼結体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a metal powder for powder metallurgy, a compound, a granulated powder, and a method for producing a sintered body.

粉末冶金法では、金属粉末とバインダーとを含む組成物を、所望の形状に成形して成形体を得た後、成形体を脱脂・焼結することにより、焼結体を製造する。このような焼結体の製造過程では、金属粉末の粒子同士の間で原子の拡散現象が生じ、これにより成形体が徐々に緻密化することによって焼結に至る。   In the powder metallurgy method, a composition including a metal powder and a binder is molded into a desired shape to obtain a molded body, and then the molded body is degreased and sintered to produce a sintered body. In the manufacturing process of such a sintered body, an atomic diffusion phenomenon occurs between the particles of the metal powder, and thereby the compact is gradually densified, resulting in sintering.

例えば、特許文献1には、ZrおよびSiを含み、残部がFe、CoおよびNiからなる群から選択される少なくとも1種と不可避元素とで構成された粉末冶金用金属粉末が提案されている。かかる粉末冶金用金属粉末によれば、Zrの作用によって焼結性が向上し、高密度の焼結体を容易に製造することができる。   For example, Patent Document 1 proposes a metal powder for powder metallurgy that includes at least one selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni and unavoidable elements, including Zr and Si. According to the metal powder for powder metallurgy, the sinterability is improved by the action of Zr, and a high-density sintered body can be easily manufactured.

このようにして得られた焼結体は、近年、各種機械部品や構造部品等に幅広く用いられるようになってきている。   In recent years, the sintered body thus obtained has been widely used for various machine parts, structural parts, and the like.

ところが、焼結体の用途によっては、さらなる緻密化が必要とされている場合もある。このような場合、焼結体に対してさらに熱間等方加圧処理(HIP処理)のような追加処理を行うことで高密度化を図っているが、作業工数が大幅に増加するとともに高コスト化を免れない。   However, depending on the application of the sintered body, further densification may be required. In such a case, the density is increased by performing additional processing such as hot isostatic pressing (HIP processing) on the sintered body. The cost cannot be avoided.

そこで、追加処理等を施すことなく、高密度の焼結体を製造可能な金属粉末の実現に期待が高まっている。   Therefore, there is an increasing expectation for the realization of a metal powder capable of producing a high-density sintered body without performing additional processing.

特開2012−87416号公報JP 2012-87416 A

本発明の目的は、高密度の焼結体を製造可能な粉末冶金用金属粉末、コンパウンドおよび造粒粉末、ならびに、高密度の焼結体を製造可能な焼結体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a metal powder for powder metallurgy capable of producing a high-density sintered body, a compound and a granulated powder, and a method for producing a sintered body capable of producing a high-density sintered body. It is in.

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の粉末冶金用金属粉末は、Feが主成分として含まれ、
Crが0.2質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.2質量%以上3質量%以下の割合で含まれ、
Cが0.005質量%以上2質量%以下の割合で含まれ、
Ti、V、Y、Zr、NbおよびHfからなる群から選択される1種の元素を第1元素とし、V、Zr、Nb、HfおよびTaからなる群から選択される1種の元素であって元素周期表における族が前記第1元素より大きい元素または元素周期表における族が前記第1元素と同じでかつ元素周期表における周期が前記第1元素より大きい元素を第2元素としたとき、
前記第1元素が0.01質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
前記第2元素が0.01質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれている粒子を有し、
前記粒子の表面におけるCrの含有率が、0.2原子%以上15原子%以下であり、かつ、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率の70%以上170%以下であることを特徴とする。
本発明の粉末冶金用金属粉末は、Feが主成分として含まれ、
Crが2質量%以上32質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.4質量%以上1.5質量%以下の割合で含まれ、
Cが0.01質量%以上1.5質量%以下の割合で含まれ、
Ti、V、Y、Zr、NbおよびHfからなる群から選択される1種の元素を第1元素とし、V、Zr、Nb、HfおよびTaからなる群から選択される1種の元素であって元素周期表における族が前記第1元素より大きい元素または元素周期表における族が前記第1元素と同じでかつ元素周期表における周期が前記第1元素より大きい元素を第2元素としたとき、
前記第1元素が0.03質量%以上0.4質量%以下の割合で含まれ、
前記第2元素が0.03質量%以上0.4質量%以下の割合で含まれている粒子を有し、
前記粒子の表面におけるCrの含有率が、0.2原子%以上15原子%以下であり、かつ、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率の70%以上170%以下であることを特徴とする。
本発明の粉末冶金用金属粉末は、Feが主成分として含まれ、
Crが6質量%以上30質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.5質量%以上1質量%以下の割合で含まれ、
Cが0.02質量%以上1質量%以下の割合で含まれ、
Ti、V、Y、Zr、NbおよびHfからなる群から選択される1種の元素を第1元素とし、V、Zr、Nb、HfおよびTaからなる群から選択される1種の元素であって元素周期表における族が前記第1元素より大きい元素または元素周期表における族が前記第1元素と同じでかつ元素周期表における周期が前記第1元素より大きい元素を第2元素としたとき、
前記第1元素が0.05質量%以上0.3質量%以下の割合で含まれ、
前記第2元素が0.05質量%以上0.3質量%以下の割合で含まれている粒子を有し、
前記粒子の表面におけるCrの含有率が、0.2原子%以上15原子%以下であり、かつ、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率の70%以上170%以下であることを特徴とする。
The above object is achieved by the present invention described below.
The metal powder for powder metallurgy of the present invention contains Fe as a main component,
Cr is included in a proportion of 0.2% by mass to 35% by mass,
Si is contained in a proportion of 0.2% by mass or more and 3% by mass or less,
C is contained in a ratio of 0.005 mass% to 2 mass%,
Ti, V, Y, Zr, and one element selected from the group consisting of Nb and Hf as a first element, V, Z r, Nb, with one kind of element selected from the group consisting of Hf and Ta When the element in the periodic table of elements is larger than the first element or the element in the periodic table of elements is the same as the first element and the element in the periodic table of elements is larger than the first element is the second element. ,
The first element is included in a proportion of 0.01% by mass to 0.5% by mass,
Having particles containing the second element in a proportion of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less;
The Cr content on the surface of the particles is 0.2 atomic% or more and 15 atomic% or less, and 70% or more and 170% or less of the Cr content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. It is characterized by being.
The metal powder for powder metallurgy of the present invention contains Fe as a main component,
Cr is contained in a ratio of 2% by mass to 32% by mass,
Si is contained at a ratio of 0.4 mass% or more and 1.5 mass% or less,
C is contained in a proportion of 0.01% by mass or more and 1.5% by mass or less,
Ti, V, Y, Zr, and one element selected from the group consisting of Nb and Hf as a first element, V, Z r, Nb, with one kind of element selected from the group consisting of Hf and Ta When the element in the periodic table of elements is larger than the first element or the element in the periodic table of elements is the same as the first element and the element in the periodic table of elements is larger than the first element is the second element. ,
The first element is included at a ratio of 0.03% by mass to 0.4% by mass,
Having particles containing the second element in a proportion of 0.03% by mass or more and 0.4% by mass or less;
The Cr content on the surface of the particles is 0.2 atomic% or more and 15 atomic% or less, and 70% or more and 170% or less of the Cr content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. It is characterized by being.
The metal powder for powder metallurgy of the present invention contains Fe as a main component,
Cr is included in a ratio of 6% by mass to 30% by mass,
Si is contained in a proportion of 0.5% by mass or more and 1% by mass or less,
C is contained at a ratio of 0.02 mass% to 1 mass%,
Ti, V, Y, Zr, and one element selected from the group consisting of Nb and Hf as a first element, V, Z r, Nb, with one kind of element selected from the group consisting of Hf and Ta When the element in the periodic table of elements is larger than the first element or the element in the periodic table of elements is the same as the first element and the element in the periodic table of elements is larger than the first element is the second element. ,
The first element is included in a proportion of 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less,
Having particles containing the second element in a proportion of 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less;
The Cr content on the surface of the particles is 0.2 atomic% or more and 15 atomic% or less, and 70% or more and 170% or less of the Cr content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. It is characterized by being.

これにより、粉末冶金用金属粉末の粒子は、Crの酸化物に由来する不働態被膜の膜厚がある程度薄いものとなり、不働態被膜によって粒子の焼結性が低下するのを抑制することができる。その結果、粒子の焼結時の緻密化が図られるため、追加処理を施すことなく、高密度の焼結体を製造することができる。   As a result, the particles of the metal powder for powder metallurgy have a thickness of the passive film derived from the oxide of Cr to a certain extent, and can suppress the sinterability of the particles from being lowered by the passive film. . As a result, since the particles are densified at the time of sintering, a high-density sintered body can be produced without additional processing.

本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記粒子の表面におけるSiの含有率が、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるSiの含有率の155%以上800%以下であることが好ましい。
本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記粒子の表面におけるSiの含有率が、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるSiの含有率の200%以上500%以下であることが好ましい。
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, the Si content on the surface of the particles is preferably 155% to 800% of the Si content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. .
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, the Si content on the surface of the particles is preferably 200% to 500% of the Si content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. .

これにより、粒子の表面にはSiが偏析していることになり、このSiはFeやCrが酸化するのを抑制する脱酸元素として作用するため、粒子が焼結する際に多量の酸化鉄や酸化クロムが発生するのを抑制することができる。その結果、粒子は、より焼結性に優れたものとなり、より高密度の焼結体を製造することができる。   As a result, Si is segregated on the surface of the particles, and since this Si acts as a deoxidizing element that suppresses oxidation of Fe and Cr, a large amount of iron oxide is produced when the particles are sintered. And generation of chromium oxide can be suppressed. As a result, the particles are more excellent in sinterability, and a higher density sintered body can be produced.

本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記粒子の表面におけるSiの含有率に対するOの含有率の割合は、0.05以上0.4以下であることが好ましい。
本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記粒子の表面におけるSiの含有率に対するOの含有率の割合は、0.1以上0.35以下であることが好ましい。
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, the ratio of the O content to the Si content on the surface of the particles is preferably 0.05 or more and 0.4 or less.
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, the ratio of the O content to the Si content on the surface of the particles is preferably 0.1 or more and 0.35 or less.

これにより、粒子の表面にSiが偏析したとしても、そのうち酸化ケイ素の状態で存在しているSiの比率を十分に下げることができる。その結果、酸化ケイ素が多量に存在することによる焼結性の低下を抑えつつ、Siによる脱酸作用をより確実に発揮させることができる。   Thereby, even if Si segregates on the surface of the particles, the ratio of Si existing in the silicon oxide state can be sufficiently reduced. As a result, the deoxidation effect by Si can be more reliably exhibited while suppressing the decrease in sinterability due to the presence of a large amount of silicon oxide.

本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記粒子の表面におけるCrの含有率は、前記粒子の全体におけるCrの含有率よりも小さいことが好ましい。   In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, the Cr content on the surface of the particles is preferably smaller than the Cr content on the entire particles.

これにより、粒子の表面に成膜される不働態被膜の膜厚が厚くなり過ぎるのを抑制することができるので、粒子の焼結性を特に高めることができる。   Thereby, since it can suppress that the film thickness of the passive film formed in the surface of particle | grains becomes thick too much, the sinterability of particle | grains can be improved especially.

本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記第2元素の含有率を前記第2元素の原子量で除した値X2に対する前記第1元素の含有率を前記第1元素の原子量で除した値X1の比率X1/X2は、0.3以上3以下であることが好ましい。
本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記第2元素の含有率を前記第2元素の原子量で除した値X2に対する前記第1元素の含有率を前記第1元素の原子量で除した値X1の比率X1/X2は、0.5以上2以下であることが好ましい。
本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記第2元素の含有率を前記第2元素の原子量で除した値X2に対する前記第1元素の含有率を前記第1元素の原子量で除した値X1の比率X1/X2は、0.75以上1.3以下であることが好ましい。
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, a value X1 obtained by dividing the content of the first element by the atomic weight of the first element with respect to the value X2 obtained by dividing the content of the second element by the atomic weight of the second element. The ratio X1 / X2 is preferably 0.3 or more and 3 or less.
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, a value X1 obtained by dividing the content of the first element by the atomic weight of the first element with respect to the value X2 obtained by dividing the content of the second element by the atomic weight of the second element. The ratio X1 / X2 is preferably 0.5 or more and 2 or less.
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, a value X1 obtained by dividing the content of the first element by the atomic weight of the first element with respect to the value X2 obtained by dividing the content of the second element by the atomic weight of the second element. The ratio X1 / X2 is preferably 0.75 or more and 1.3 or less.

これにより、粉末冶金用金属粉末が焼成されたとき、第1元素の炭化物等の析出量と第2元素の炭化物等の析出量とのバランスを最適化することができる。その結果、成形体中に残存する空孔を内側から順次掃き出すようにして排出することができるので、焼結体中に生じる空孔を最小限に抑えることができる。したがって、高密度で焼結体特性に優れた焼結体を製造可能な粉末冶金用金属粉末が得られる。   Thereby, when the metal powder for powder metallurgy is fired, the balance between the precipitation amount of the first element carbide and the like and the precipitation amount of the second element carbide and the like can be optimized. As a result, since the voids remaining in the molded body can be sequentially discharged from the inside and discharged, the voids generated in the sintered body can be minimized. Therefore, a metal powder for powder metallurgy capable of producing a sintered body having high density and excellent sintered body characteristics can be obtained.

本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記第1元素の含有率と前記第2元素の含有率の合計が0.05質量%以上0.8質量%以下であることが好ましい。
本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記第1元素の含有率と前記第2元素の含有率の合計が0.10質量%以上0.6質量%以下であることが好ましい。
本発明の粉末冶金用金属粉末では、前記第1元素の含有率と前記第2元素の含有率の合計が0.12質量%以上0.24質量%以下であることが好ましい。
これにより、製造される焼結体の高密度化が必要かつ十分なものとなる。
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, the total content of the first element and the content of the second element is preferably 0.05% by mass or more and 0.8% by mass or less.
In the metal powder for powder metallurgy according to the present invention, the total content of the first element and the content of the second element is preferably 0.10% by mass or more and 0.6% by mass or less.
In the metal powder for powder metallurgy of the present invention, the total content of the first element and the content of the second element is preferably 0.12% by mass or more and 0.24% by mass or less.
As a result, the density of the sintered body to be manufactured becomes necessary and sufficient.

本発明の粉末冶金用金属粉末では、平均粒径が0.5μm以上30μm以下であることが好ましい。   In the metal powder for powder metallurgy of the present invention, the average particle size is preferably 0.5 μm or more and 30 μm or less.

これにより、焼結体中に残存する空孔が極めて少なくなるため、特に高密度で機械的特性に優れた焼結体を製造することができる。   Thereby, since the void | holes which remain | survive in a sintered compact become very few, the sintered compact which was especially high-density and excellent in the mechanical characteristic can be manufactured.

本発明のコンパウンドは、本発明の粉末冶金用金属粉末と、前記粉末冶金用金属粉末の粒子同士を結着するバインダーと、を含むことを特徴とする。
これにより、高密度の焼結体を製造可能なコンパウンドが得られる。
The compound of the present invention comprises the metal powder for powder metallurgy of the present invention and a binder for binding particles of the metal powder for powder metallurgy.
Thereby, the compound which can manufacture a high-density sintered compact is obtained.

本発明の造粒粉末は、本発明の粉末冶金用金属粉末を造粒してなることを特徴とする。
これにより、高密度の焼結体を製造可能な造粒粉末が得られる。
The granulated powder of the present invention is obtained by granulating the metal powder for powder metallurgy of the present invention.
Thereby, the granulated powder which can manufacture a high-density sintered compact is obtained.

本発明の焼結体の製造方法は、本発明の粉末冶金用金属粉末を含む組成物を成形し、成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成し、焼結体を得る工程と、
を有することを特徴とする
これにより、高密度の焼結体が得られる。
The method for producing a sintered body of the present invention includes a step of molding a composition containing the metal powder for powder metallurgy of the present invention to obtain a molded body,
Firing the molded body to obtain a sintered body;
It is characterized by having .
Thereby, a high-density sintered compact is obtained.

本発明の粉末冶金用金属粉末の実施形態に含まれる粒子の断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross section of the particle | grains contained in embodiment of the metal powder for powder metallurgy of this invention. 図1に示す粒子の断面の範囲Aの拡大図であって、粒子の表面にスパッタリングを併用したオージェ電子分光法による深さ方向分析を行う様子を説明するための図である。FIG. 2 is an enlarged view of a range A of the cross section of the particle shown in FIG. 1, for explaining a state in which depth direction analysis is performed by Auger electron spectroscopy using sputtering on the surface of the particle. サンプルNo.1の粉末冶金用金属粉末の粒子から得られたオージェ電子分光スペクトルである。Sample No. 1 is an Auger electron spectroscopic spectrum obtained from particles of metal powder for powder metallurgy 1. サンプルNo.23の粉末冶金用金属粉末の粒子から得られたオージェ電子分光スペクトルである。Sample No. It is an Auger electron spectroscopy spectrum obtained from the particle | grains of the metal powder for 23 powder metallurgy.

以下、本発明の粉末冶金用金属粉末、コンパウンド、造粒粉末および焼結体ついて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder, and sintered body of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

[粉末冶金用金属粉末]
まず、本発明の粉末冶金用金属粉末の実施形態について説明する。
[Metal powder for powder metallurgy]
First, an embodiment of the metal powder for powder metallurgy of the present invention will be described.

粉末冶金では、粉末冶金用金属粉末とバインダーとを含む組成物を、所望の形状に成形した後、脱脂、焼成することにより、所望の形状の焼結体を得ることができる。このような粉末冶金技術によれば、その他の冶金技術に比べ、複雑で微細な形状の焼結体をニアネットシェイプ(最終形状に近い形状)で製造することができるという利点を有する。   In powder metallurgy, a composition containing a metal powder for powder metallurgy and a binder is molded into a desired shape, and then degreased and fired to obtain a sintered body having a desired shape. Such a powder metallurgy technique has an advantage that a sintered body having a complicated and fine shape can be manufactured with a near net shape (a shape close to the final shape) as compared with other metallurgical techniques.

粉末冶金に用いられる粉末冶金用金属粉末としては、従来、その組成を適宜変えることにより、製造される焼結体の高密度化を図る試みがなされてきた。しかしながら、焼結体には空孔が形成され易いため、溶製材と同等の機械的特性を得るには、焼結体においてさらなる高密度化を図る必要があった。   As metal powder for powder metallurgy used for powder metallurgy, attempts have been conventionally made to increase the density of a sintered body produced by appropriately changing the composition. However, since pores are easily formed in the sintered body, it was necessary to further increase the density of the sintered body in order to obtain mechanical properties equivalent to the melted material.

例えば、従来、得られた焼結体に対し、さらに熱間等方加圧処理(HIP処理)等の追加処理を施すことにより、高密度化を図ることがあった。しかしながら、このような追加処理は、多くの手間やコストを伴うため、焼結体の用途を広げる際の足かせとなる。   For example, conventionally, the obtained sintered body may be further densified by performing additional processing such as hot isostatic pressing (HIP processing). However, such additional processing involves a lot of labor and cost, and is an obstacle when expanding the use of the sintered body.

上記のような問題に鑑み、本発明者は、追加処理を施すことなく、高密度の焼結体を得るための条件について鋭意検討を重ねた。その結果、金属粉末に含まれる各粒子の組織を最適化することにより、焼結体の高密度化が図られることを見出し、本発明を完成するに至った。   In view of the above problems, the present inventor has intensively studied the conditions for obtaining a high-density sintered body without performing additional processing. As a result, it has been found that the density of the sintered body can be increased by optimizing the structure of each particle contained in the metal powder, and the present invention has been completed.

具体的には、本実施形態に係る粉末冶金用金属粉末は、Feが主成分として含まれ、Crが0.2質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、Siが0.2質量%以上3質量%以下の割合で含まれ、Cが0.005質量%以上2質量%以下の割合で含まれ、後述する第1元素が0.01質量%以上2質量%以下の割合で含まれ、後述する第2元素が0.01質量%以上2質量%以下の割合で含まれている粒子を有し、この粒子の表面におけるCrの含有率が、粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率の70%以上170%以下であることを特徴とする金属粉末である。このような金属粉末によれば、化学組成および粒子構造の最適化が図られた結果、焼結時の緻密化を特に高めることができる。その結果、追加処理を施すことなく十分に高密度の焼結体を製造することができる。   Specifically, the metal powder for powder metallurgy according to the present embodiment contains Fe as a main component, Cr is contained in a ratio of 0.2 mass% to 35 mass%, and Si is 0.2 mass%. It is contained in a proportion of 3% by mass or less, C is contained in a proportion of 0.005% by mass or more and 2% by mass or less, and a first element described later is contained in a proportion of 0.01% by mass or more and 2% by mass or less. The second element to be described later has particles containing 0.01% by mass or more and 2% by mass or less, and the Cr content on the surface of the particles is 60 nm deep from the particle surface. The metal powder is characterized by being 70% or more and 170% or less of the Cr content at the position. According to such a metal powder, the chemical composition and the particle structure are optimized, and as a result, densification during sintering can be particularly enhanced. As a result, a sufficiently high density sintered body can be manufactured without performing additional processing.

そして、このような焼結体は、機械的特性に優れたものとなる。このため、例えば機械部品や構造部品といった外力が加わる用途にも焼結体を幅広く適用することができる。   Such a sintered body is excellent in mechanical properties. For this reason, a sintered compact can be widely applied also to the use to which external force is added, such as a machine part and a structural part, for example.

なお、第1元素とは、Ti、V、Y、Zr、Nb、HfおよびTaの7元素からなる群から選択される1種の元素であり、第2元素とは、前記7元素からなる群から選択される1種の元素であってかつ元素周期表における族が第1元素よりも大きい元素、または、前記7元素からなる群から選択される1種の元素であるとともに第1元素として選択された元素と元素周期表における族が同じ元素であってかつ元素周期表における周期が第1元素よりも大きい元素である。   The first element is one element selected from the group consisting of seven elements of Ti, V, Y, Zr, Nb, Hf and Ta, and the second element is the group consisting of the seven elements. Selected from the group consisting of the seven elements and the first element selected from the group consisting of the seven elements. And the element in the periodic table of the elements is the same element, and the period in the periodic table of the elements is larger than the first element.

以下、本実施形態に係る粉末冶金用粉末の構成についてさらに詳述する。なお、以下の説明では、粉末冶金用金属粉末を単に「金属粉末」ともいい、粉末冶金用金属粉末を構成する多数の粒子のそれぞれを単に「粒子」ともいう。   Hereinafter, the structure of the powder for powder metallurgy according to the present embodiment will be described in more detail. In the following description, the metal powder for powder metallurgy is also simply referred to as “metal powder”, and each of a large number of particles constituting the metal powder for powder metallurgy is also simply referred to as “particles”.

<粒子の構造>
まず、本実施形態に係る粉末冶金用金属粉末の粒子の構造について説明する。
<Particle structure>
First, the structure of particles of metal powder for powder metallurgy according to the present embodiment will be described.

図1は、本発明の粉末冶金用金属粉末の実施形態に含まれる粒子の断面を模式的に示す図であり、図2は、図1に示す粒子の断面の範囲Aの拡大図であって、粒子の表面にスパッタリングを併用したオージェ電子分光法による深さ方向分析を行う様子を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of particles included in an embodiment of the metal powder for powder metallurgy of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a range A of the cross section of the particles shown in FIG. It is a figure for demonstrating a mode that the depth direction analysis by the Auger electron spectroscopy which used sputtering together on the surface of particle | grains is performed.

粒子1の表面におけるCrの含有率をCr(0)とし、粒子1の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率をCr(60)としたとき、Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下であり、かつ、Cr(60)の70%以上170%以下になっている。   When the Cr content on the surface of the particle 1 is Cr (0) and the Cr content at the position where the depth from the surface of the particle 1 is 60 nm is Cr (60), Cr (0) is 0. It is 2 atomic% or more and 15 atomic% or less and 70% or more and 170% or less of Cr (60).

このような条件を満たす粒子1は、その表面から60nmの深さまで、Crの含有率が比較的一定であるといえる。そのような粒子1は、Crの酸化物に由来する不働態被膜の膜厚がある程度薄いものとなり、不働態被膜によって粒子1の焼結性が低下するのを抑制することができる。その結果、粒子1の焼結時の緻密化が図られるため、追加処理を施すことなく、高密度の焼結体を製造することができる。   It can be said that the particle 1 satisfying such a condition has a relatively constant Cr content from its surface to a depth of 60 nm. In such particles 1, the passive film derived from the oxide of Cr becomes thin to some extent, and it can be suppressed that the sinterability of the particles 1 is lowered by the passive film. As a result, since the particles 1 are densified at the time of sintering, a high-density sintered body can be manufactured without additional processing.

なお、Cr(0)が前記下限値を下回ったり、Cr(60)に対するCr(0)の割合が前記下限値を下回ったりすると、粒子1の表面における耐酸化性が低下する。耐酸化性が低下すると、環境変化によって粒子1の表面が酸化し易くなる。このとき、粒子1の表面の酸化は、粒子1ごとに不均一になり易いため、粒子1ごとの焼結性にバラツキが生じて焼結体の緻密化が損なわれることとなる。一方、Cr(0)が前記上限値を上回ったり、Cr(60)に対するCr(0)の割合が前記上限値を上回ったりすると、不働態被膜の膜厚が厚くなり過ぎる。このため、粒子1の焼結を不働態被膜が阻害することとなり、焼結体の緻密化が損なわれることとなる。   Note that if Cr (0) falls below the lower limit or the ratio of Cr (0) to Cr (60) falls below the lower limit, the oxidation resistance on the surface of the particles 1 is lowered. When the oxidation resistance is lowered, the surface of the particle 1 is easily oxidized due to an environmental change. At this time, since the oxidation of the surface of the particles 1 tends to be non-uniform for each particle 1, the sinterability of each particle 1 varies and the densification of the sintered body is impaired. On the other hand, if Cr (0) exceeds the upper limit value or the ratio of Cr (0) to Cr (60) exceeds the upper limit value, the thickness of the passive film becomes too thick. For this reason, the passive film inhibits the sintering of the particles 1 and the densification of the sintered body is impaired.

なお、粒子1の表面から60nmの深さは、金属粉末が焼成に供されたときでも、焼結に寄与する確率が低いと考えられる。換言すれば、60nmの深さの位置の化学組成は、粒子1の内部の化学組成に近いと考えられる。このため、Cr(0)がCr(60)とほぼ同じ程度であるということは、粒子1の表面に著しく厚い不働態被膜が形成されていないということになり、これが、粒子1の焼結性を高める理由になっていると考えられる。   The depth of 60 nm from the surface of the particle 1 is considered to have a low probability of contributing to sintering even when the metal powder is subjected to firing. In other words, the chemical composition at a position of a depth of 60 nm is considered to be close to the chemical composition inside the particle 1. For this reason, the fact that Cr (0) is approximately the same as that of Cr (60) means that a remarkably thick passive film is not formed on the surface of the particle 1, which means that the sinterability of the particle 1. It is thought that this is the reason why

このようなCr(0)およびCr(60)は、スパッタリングを併用したオージェ電子分光法による深さ方向分析によって取得することができる。この分析では、粒子1の表面にイオンを衝突させ、原子層を徐々に剥がしながら、粒子1に電子線を照射し、粒子1から放出されるオージェ電子の運動エネルギーに基づいて原子の同定、定量を行う。このため、スパッタリングに要した時間をスパッタリングによって剥がされた原子層の厚さに換算することによって、粒子1の表面からの深さと組成比との関係を求めることができる。   Such Cr (0) and Cr (60) can be obtained by depth direction analysis by Auger electron spectroscopy combined with sputtering. In this analysis, ions are collided with the surface of the particle 1 and the atomic layer is gradually peeled off, the particle 1 is irradiated with an electron beam, and the atom is identified and quantified based on the kinetic energy of Auger electrons emitted from the particle 1. I do. For this reason, the relationship between the depth from the surface of the particle 1 and the composition ratio can be obtained by converting the time required for sputtering into the thickness of the atomic layer peeled off by sputtering.

なお、上記のような深さと組成比との関係は、表面から数百nmの深さの範囲で取得可能である。このとき、少なくともCr(0)およびCr(60)が前記関係を満足していればよく、例えば粒子1の表面から30nmの深さにおけるCrの含有率は、Cr(60)の70%以上170%以下という範囲から外れていてもよい。   The relationship between the depth and the composition ratio as described above can be obtained within a range of several hundred nm from the surface. At this time, it is sufficient that at least Cr (0) and Cr (60) satisfy the above relationship. For example, the Cr content at a depth of 30 nm from the surface of the particle 1 is 70% or more of Cr (60) 170 % Or less.

また、Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下であればよいが、好ましくは0.5原子%以上13原子%以下とされる。   Further, Cr (0) may be 0.2 atomic% or more and 15 atomic% or less, but is preferably 0.5 atomic% or more and 13 atomic% or less.

また、Cr(0)は、Cr(60)の70%以上170%以下であればよいが、好ましくは80%以上150%以下とされる。   Further, Cr (0) may be 70% or more and 170% or less of Cr (60), but is preferably 80% or more and 150% or less.

さらに、粒子1全体におけるCrの含有率をCr(w)としたとき、粒子1の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、Cr(0)<Cr(w)の関係を満足することが好ましく、Cr(0)<0.8×Cr(w)の関係を満足することがより好ましい。このような関係を満足させることにより、粒子1の表面におけるCrの含有率を、粒子1全体におけるCrの含有率よりも小さくすることができる。これにより、粒子1全体の化学組成から換算される不働態被膜の膜厚に比べて、粒子1の表面に成膜される不働態被膜の膜厚が厚くなり過ぎるのを抑制することができるので、粒子1の焼結性を特に高めることができる。   Furthermore, when the Cr content in the entire particle 1 is Cr (w), the Cr content Cr (0) on the surface of the particle 1 may satisfy the relationship of Cr (0) <Cr (w). Preferably, it is more preferable to satisfy the relationship Cr (0) <0.8 × Cr (w). By satisfying such a relationship, the Cr content in the surface of the particle 1 can be made smaller than the Cr content in the entire particle 1. Thereby, compared with the film thickness of the passive film converted from the chemical composition of the whole particle 1, it can suppress that the film thickness of the passive film formed on the surface of the particle 1 becomes too thick. The sinterability of the particles 1 can be particularly enhanced.

なお、粒子1全体におけるCrの含有率は、後述する分析手法により求めることができる。   In addition, the content rate of Cr in the whole particle | grain 1 can be calculated | required with the analysis method mentioned later.

また、粒子1の表面におけるSiの含有率をSi(0)とし、粒子1の表面からの深さが60nmの位置におけるSiの含有率をSi(60)としたとき、Si(0)は、Si(60)の155%以上800%以下であることが好ましく、200%以上500%以下であることがより好ましい。   Further, when the Si content on the surface of the particle 1 is Si (0) and the Si content at a position where the depth from the surface of the particle 1 is 60 nm is Si (60), Si (0) is It is preferable that it is 155% or more and 800% or less of Si (60), and it is more preferable that it is 200% or more and 500% or less.

このような条件を満たす粒子1は、表面におけるSiの含有率が、内部(60nmの深さ)におけるSiの含有率よりも1.55倍以上大きいということである。そのような粒子1では、Siが表面に偏析しているといえる。Siは、粒子1の表面において、例えば酸化ケイ素のような状態で存在していると考えられる。そして、Siは、FeやCrが酸化するのを抑制する脱酸元素として作用するため、粒子1の表面における酸化鉄や酸化クロムの生成を抑えることができる。また、粒子1が焼結する際、新たに酸素が供給された場合であっても、多量の酸化鉄や酸化クロムが発生するのを抑制することができる。その結果、粒子1は、より焼結性に優れたものとなり、より高密度の焼結体を製造することができる。   The particle 1 satisfying such a condition is that the Si content on the surface is 1.55 times or more larger than the Si content in the interior (depth of 60 nm). In such particles 1, it can be said that Si is segregated on the surface. Si is considered to exist on the surface of the particle 1 in a state such as silicon oxide. Since Si acts as a deoxidizing element that suppresses oxidation of Fe and Cr, generation of iron oxide and chromium oxide on the surface of the particle 1 can be suppressed. Moreover, even when oxygen is newly supplied when the particles 1 are sintered, it is possible to suppress the generation of a large amount of iron oxide or chromium oxide. As a result, the particles 1 are more excellent in sinterability, and a higher density sintered body can be produced.

また、粒子1の表面に存在するSiは、金属粉末が焼成に供されたとき、結晶粒の肥大化を抑制するように作用する。このため、結晶の微細化が図られ、機械的特性に優れた焼結体を製造することができる。   Further, Si present on the surface of the particles 1 acts to suppress the enlargement of crystal grains when the metal powder is subjected to firing. For this reason, the refinement | miniaturization of a crystal | crystallization is achieved and the sintered compact excellent in the mechanical characteristic can be manufactured.

また、Si(0)は、15原子%以上50原子%以下であるのが好ましく、25原子%以上45原子%以下であるのがより好ましい。   Further, Si (0) is preferably 15 atom% or more and 50 atom% or less, and more preferably 25 atom% or more and 45 atom% or less.

このような条件を満たす粒子1は、多量の酸化鉄や酸化クロムが生成されるのを抑制することができる。このため、粒子1は、より焼結性に優れたものとなり、より高密度の焼結体を製造することができる。   Particles 1 satisfying such conditions can suppress the production of a large amount of iron oxide or chromium oxide. For this reason, the particle | grain 1 becomes what was excellent in sinterability, and can manufacture a higher density sintered compact.

一方、粒子1の表面には、Siが偏析しているものの、酸化ケイ素の状態で多量に存在していると、酸化鉄や酸化クロムと同様、金属粉末の焼成を阻害してしまうおそれがある。   On the other hand, although Si is segregated on the surface of the particle 1, if a large amount is present in the state of silicon oxide, there is a risk of inhibiting the firing of the metal powder, like iron oxide and chromium oxide. .

この点を考慮すると、粒子1の表面におけるOの含有率をO(0)としたとき、O(0)は、Si(0)の0.05倍以上0.4倍以下であることが好ましく、0.1倍以上0.35倍以下であることがより好ましい。   Considering this point, when the O content on the surface of the particle 1 is O (0), O (0) is preferably 0.05 times or more and 0.4 times or less that of Si (0). More preferably, they are 0.1 times or more and 0.35 times or less.

Si(0)に対するO(0)の割合を前記範囲内に収めることは、粒子1の表面にSiが偏析していたとしても、そのうち酸化ケイ素の状態で存在しているSiの比率を十分に下げられていることにつながる。したがって、Si(0)に対するO(0)の割合を前記範囲内に収めることによって、多量の酸化ケイ素が存在することによる焼結性の低下を抑えつつ、Siによる脱酸作用をより確実に発揮させることができる。その結果、とりわけ焼結性の高い粒子1が得られ、この粒子1を含む金属粉末を用いることによって、高密度の焼結体を製造することができる。   Keeping the ratio of O (0) to Si (0) within the above range means that even if Si is segregated on the surface of the particles 1, the ratio of Si existing in the silicon oxide state is sufficiently increased. It leads to being lowered. Therefore, by keeping the ratio of O (0) to Si (0) within the above range, the deoxidation effect by Si is more reliably exhibited while suppressing the deterioration of sinterability due to the presence of a large amount of silicon oxide. Can be made. As a result, particles 1 having particularly high sinterability are obtained, and by using a metal powder containing the particles 1, a high-density sintered body can be produced.

なお、上述したSi(0)、Si(60)およびO(0)も、Cr(0)およびCr(60)と同様、スパッタリングを併用したオージェ電子分光法による深さ方向分析によって求めることができる。   In addition, Si (0), Si (60) and O (0) described above can also be obtained by depth direction analysis by Auger electron spectroscopy combined with sputtering, similarly to Cr (0) and Cr (60). .

以上のようにして、焼結体の高密度化が図られることで、機械的特性に優れた焼結体が得られる。このような焼結体は、例えば機械部品や構造部品といった大きな外力が加わる用途にも幅広く適用可能なものとなる。   As described above, a sintered body having excellent mechanical characteristics can be obtained by increasing the density of the sintered body. Such a sintered body can be widely applied to applications where a large external force is applied, such as mechanical parts and structural parts.

<粒子の化学組成>
次に、粒子1の全体の化学組成の一例について説明する。
<Chemical composition of particles>
Next, an example of the overall chemical composition of the particles 1 will be described.

Feは、粒子1の化学組成のうち含有率が最も高い成分(主成分)であり、焼結体の特性に大きな影響を及ぼす。粒子1の全体におけるFeの含有率は50質量%以上である。   Fe is a component (main component) having the highest content ratio among the chemical compositions of the particles 1 and greatly affects the characteristics of the sintered body. The Fe content in the entire particle 1 is 50% by mass or more.

(Cr)
Cr(クロム)は、製造される焼結体に耐食性を付与する元素であり、Crを含む金属粉末を用いることで、長期にわたって高い機械的特性を維持し得る焼結体が得られる。
(Cr)
Cr (chromium) is an element that imparts corrosion resistance to the sintered body to be produced. By using a metal powder containing Cr, a sintered body that can maintain high mechanical properties over a long period of time can be obtained.

粒子1におけるCrの含有率は、0.2質量%以上35質量%以下とされるが、好ましくは2質量%以上32質量%以下とされ、より好ましくは6質量%以上30質量%以下とされる。   The Cr content in the particles 1 is 0.2% by mass or more and 35% by mass or less, preferably 2% by mass or more and 32% by mass or less, more preferably 6% by mass or more and 30% by mass or less. The

Crの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性が不十分になるおそれがある。一方、Crの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、焼結性が低下し、焼結体の高密度化が困難になるおそれがある。   When the Cr content is less than the lower limit, depending on the overall composition, the corrosion resistance of the manufactured sintered body may be insufficient. On the other hand, if the Cr content exceeds the upper limit, depending on the overall composition, the sinterability may be reduced, and it may be difficult to increase the density of the sintered body.

(Ni)
Ni(ニッケル)は、必要に応じて、製造される焼結体に耐食性や耐熱性を付与する元素である。
(Ni)
Ni (nickel) is an element that imparts corrosion resistance and heat resistance to the sintered body to be produced as necessary.

粒子1におけるNiの含有率は、好ましくは41質量%以下とされるが、より好ましくは10質量%以上39質量%以下とされ、さらに好ましくは12質量%以上27質量%以下とされる。Niの含有率を前記範囲内に設定することで、長期にわたって機械的特性に優れた焼結体が得られる。   The Ni content in the particles 1 is preferably 41% by mass or less, more preferably 10% by mass to 39% by mass, and still more preferably 12% by mass to 27% by mass. By setting the Ni content within the above range, a sintered body having excellent mechanical properties over a long period of time can be obtained.

なお、Niの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性や耐熱性を十分に高められないおそれがあり、一方、Niの含有率が前記上限値を上回ると、かえって耐食性や耐熱性が低下するおそれがある。   If the Ni content is less than the lower limit, depending on the overall composition, the corrosion resistance and heat resistance of the sintered body to be produced may not be sufficiently increased. On the other hand, the Ni content is not limited to the upper limit. If the value is exceeded, corrosion resistance and heat resistance may be deteriorated.

また、粒子1にNiやMoが含まれている場合には、それに応じてCrの含有率を適宜変更するようにしてもよい。   Moreover, when the particle | grains 1 contain Ni and Mo, you may make it change the content rate of Cr suitably according to it.

例えば、Niの含有率が7質量%以上22質量%以下であり、かつ、Moの含有率が1.2質量%未満である場合には、Crの含有率が18質量%以上20質量%以下であるのがさらに好ましい。一方、Niの含有率が10質量%以上22質量%以下であり、かつ、Moの含有率が1.2質量%以上5質量%以下である場合には、Crの含有率が16質量%以上18質量%未満であるのがさらに好ましい。   For example, when the Ni content is 7% by mass or more and 22% by mass or less and the Mo content is less than 1.2% by mass, the Cr content is 18% by mass or more and 20% by mass or less. More preferably. On the other hand, when the Ni content is 10% by mass or more and 22% by mass or less and the Mo content is 1.2% by mass or more and 5% by mass or less, the Cr content is 16% by mass or more. More preferably, it is less than 18% by mass.

また、Niの含有率が0.05質量%以上0.6質量%以下である場合には、Crの含有率が10質量%以上18質量%以下であるのがさらに好ましい。   Further, when the Ni content is 0.05% by mass or more and 0.6% by mass or less, the Cr content is more preferably 10% by mass or more and 18% by mass or less.

(Si)
Si(ケイ素)は、製造される焼結体に耐食性および高い機械的特性を付与する元素であり、Siを含む金属粉末を用いることで、長期にわたって高い機械的特性を維持し得る焼結体が得られる。
(Si)
Si (silicon) is an element that imparts corrosion resistance and high mechanical properties to the sintered body to be produced. By using a metal powder containing Si, a sintered body that can maintain high mechanical properties over a long period of time is obtained. can get.

粒子1におけるSiの含有率は、0.2質量%以上3質量%以下とされるが、好ましくは0.4質量%以上1.5質量%以下とされ、より好ましくは0.5質量%以上1質量%以下とされる。   The Si content in the particles 1 is 0.2% by mass or more and 3% by mass or less, preferably 0.4% by mass or more and 1.5% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more. 1% by mass or less.

Siの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、Siを添加する効果が希薄になるため、製造される焼結体の耐食性や機械的特性が低下するおそれがある。一方、Siの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、Siが多くなり過ぎるため、かえって耐食性や機械的特性が低下するおそれがある。   If the Si content is lower than the lower limit, the effect of adding Si is dilute depending on the overall composition, and the corrosion resistance and mechanical properties of the manufactured sintered body may be reduced. On the other hand, if the Si content exceeds the upper limit, depending on the overall composition, Si becomes too much, so that corrosion resistance and mechanical properties may be deteriorated.

(C)
C(炭素)は、第1元素や第2元素と併用されることで、前述したように第1元素の炭化物等や第2元素の炭化物等を生成する。これにより、前述したように高密度の焼結体を得ることができる。
(C)
C (carbon) is used in combination with the first element and the second element to generate carbides of the first element, carbides of the second element, and the like as described above. Thereby, as mentioned above, a high-density sintered body can be obtained.

粒子1におけるCの含有率は、0.005質量%以上2質量%以下とされるが、好ましくは0.01質量%以上1.5質量%以下とされ、より好ましくは0.02質量%以上1質量%以下とされる。   The C content in the particles 1 is 0.005% by mass or more and 2% by mass or less, preferably 0.01% by mass or more and 1.5% by mass or less, more preferably 0.02% by mass or more. 1% by mass or less.

Cの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、十分な量の第1元素の炭化物等や第2元素の炭化物等が生成され難くなるので、焼結体の高密度化が不十分になるおそれがある。一方、Cの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、第1元素や第2元素の量に対してCが過剰になり、かえって粒子1の焼結性が低下するおそれがある。   If the C content is less than the lower limit, depending on the overall composition, a sufficient amount of carbides of the first element, carbides of the second element, and the like are difficult to be generated. May be insufficient. On the other hand, if the C content exceeds the upper limit, depending on the overall composition, C may be excessive with respect to the amounts of the first element and the second element, which may reduce the sinterability of the particles 1. is there.

なお、粒子1にNiが含まれている場合には、それに応じてCの含有率を適宜変更するようにしてもよい。   In addition, when the particle | grains 1 contain Ni, you may make it change the content rate of C suitably according to it.

例えば、Niの含有率が7質量%以上22質量%以下である場合には、Cの含有率が0.005質量%以上0.3質量%以下であるのがさらに好ましい。   For example, when the Ni content is 7% by mass or more and 22% by mass or less, the C content is more preferably 0.005% by mass or more and 0.3% by mass or less.

また、Niの含有率が0.05質量%以上0.6質量%以下である場合には、Cの含有率が0.15質量%以上1.2質量%以下であるのがさらに好ましい。   Moreover, when the Ni content is 0.05% by mass or more and 0.6% by mass or less, the C content is more preferably 0.15% by mass or more and 1.2% by mass or less.

なお、粒子1にNiが含まれている場合には、Niの含有率を0.05質量%以上22質量%以下に設定するのが好ましい。粒子1にNiを添加することで、製造される焼結体の耐食性や耐熱性をより高めることができる。   In addition, when the particle | grains 1 contain Ni, it is preferable to set the content rate of Ni to 0.05 mass% or more and 22 mass% or less. By adding Ni to the particles 1, the corrosion resistance and heat resistance of the sintered body to be produced can be further increased.

Niの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性や耐熱性を十分に高められないおそれがあり、一方、Niの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、かえって耐食性や耐熱性が低下するおそれがある。   If the Ni content is below the lower limit, depending on the overall composition, the corrosion resistance and heat resistance of the sintered body to be produced may not be sufficiently increased, while the Ni content exceeds the upper limit. If it exceeds the upper limit, the corrosion resistance and heat resistance may be lowered depending on the overall composition.

(第1元素および第2元素)
第1元素および第2元素は、炭化物や酸化物(以下、まとめて「炭化物等」ともいう。)を析出させる。そして、この析出した炭化物等は、金属粉末が焼結するとき、結晶粒の著しい成長を阻害すると考えられる。その結果、前述したように、焼結体中に空孔が生じ難くなるとともに、結晶粒の肥大化が防止され、高密度でかつ機械的特性の高い焼結体が得られる。
(First element and second element)
The first element and the second element precipitate carbides and oxides (hereinafter collectively referred to as “carbides and the like”). And this precipitated carbide | carbonized_material etc. are thought to inhibit the remarkable growth of a crystal grain, when a metal powder sinters. As a result, as described above, voids are less likely to occur in the sintered body, and the enlargement of crystal grains is prevented, and a sintered body having a high density and high mechanical properties can be obtained.

加えて、詳しくは後述するが、析出した炭化物等が結晶粒界において酸化ケイ素の集積を促進し、その結果、結晶粒の肥大化を抑えつつ、焼結の促進と高密度化とが図られる。   In addition, as will be described in detail later, the precipitated carbides and the like promote the accumulation of silicon oxide at the grain boundaries, and as a result, the sintering is promoted and the density is increased while suppressing the enlargement of the crystal grains. .

ところで、第1元素および第2元素は、Ti、V、Y、Zr、Nb、HfおよびTaの7元素からなる群から選択される2種の元素であるが、長周期型元素周期表の3A族または4A族に属する元素(Ti、Y、Zr、Hf)を含むことが好ましい。第1元素および第2元素の少なくとも一方として3A族または4A族に属する元素を含むことにより、金属粉末中に酸化物として含まれている酸素を除去し、金属粉末の焼結性を特に高めることができる。   Incidentally, the first element and the second element are two elements selected from the group consisting of seven elements of Ti, V, Y, Zr, Nb, Hf, and Ta. It is preferable that an element belonging to Group 4A or Group 4A (Ti, Y, Zr, Hf) is included. By including an element belonging to Group 3A or 4A as at least one of the first element and the second element, oxygen contained as an oxide in the metal powder is removed, and the sinterability of the metal powder is particularly enhanced. Can do.

また、第1元素は、前述したように、Ti、V、Y、Zr、Nb、HfおよびTaの7元素からなる群から選択される1種の元素であればよいが、好ましくは前記7元素からなる群のうち、長周期型元素周期表の3A族または4A族に属する元素とされる。3A族または4A族に属する元素は、金属粉末中に酸化物として含まれている酸素を除去し(脱酸元素として作用し)、金属粉末の焼結性を特に高めることができる。これにより、焼結後に結晶粒内に残存する酸素濃度の低減を図ることができる。その結果、焼結体の酸素含有率の低減を図り、高密度化を図ることができる。また、これらの元素は、活性が高い元素であるため、速やかな原子拡散をもたらすと考えられる。このため、この原子拡散が駆動力となって金属粉末の粒子間距離が効率よく縮まり、粒子間にネックを形成することによって成形体の緻密化が促進される。その結果、焼結体のさらなる高密度化を図ることができる。   Further, as described above, the first element may be one element selected from the group consisting of seven elements of Ti, V, Y, Zr, Nb, Hf and Ta, but preferably the seven elements In the group consisting of the elements, the element belongs to Group 3A or Group 4A of the long-period element periodic table. The elements belonging to Group 3A or Group 4A can remove oxygen contained in the metal powder as an oxide (act as a deoxidizing element), and can particularly enhance the sinterability of the metal powder. Thereby, the oxygen concentration remaining in the crystal grains after sintering can be reduced. As a result, the oxygen content of the sintered body can be reduced and the density can be increased. Moreover, since these elements are highly active elements, it is considered that rapid atomic diffusion is brought about. For this reason, this atomic diffusion becomes a driving force, the distance between the particles of the metal powder is efficiently reduced, and densification of the compact is promoted by forming a neck between the particles. As a result, the sintered body can be further densified.

一方、第2元素は、前述したように、Ti、V、Y、Zr、Nb、HfおよびTaの7元素からなる群から選択される1種の元素であって、かつ、第1元素とは異なる元素であればよいが、好ましくは前記7元素からなる群のうち、長周期型元素周期表の5A族に属する元素とされる。5A族に属する元素は、特に、前述した炭化物等を効率よく析出させるため、焼結時の結晶粒の著しい成長を効率よく阻害することができる。その結果、微細な結晶粒の生成を促進させ、焼結体の高密度化と機械的特性の向上とを図ることができる。   On the other hand, as described above, the second element is one element selected from the group consisting of seven elements of Ti, V, Y, Zr, Nb, Hf, and Ta, and the first element is Any element may be used as long as it is different, but it is preferably an element belonging to Group 5A of the periodic table of the long-period type element among the group of 7 elements. In particular, the elements belonging to Group 5A can efficiently precipitate the above-described carbides and the like, so that significant growth of crystal grains during sintering can be efficiently inhibited. As a result, the generation of fine crystal grains can be promoted, and the density of the sintered body can be increased and the mechanical properties can be improved.

なお、上述したような元素からなる第1元素と第2元素との組み合わせでは、それぞれの効果が互いに阻害し合うことなく発揮される。このため、このような第1元素および第2元素を含む金属粉末は、とりわけ高密度な焼結体を製造可能なものとなる。   In addition, in the combination of the 1st element and 2nd element which consist of the above elements, each effect is exhibited, without mutually inhibiting. For this reason, such a metal powder containing the first element and the second element can produce a particularly high-density sintered body.

また、より好ましくは、第1元素が4A族に属する元素であり、第2元素がNbである組み合わせが採用される。   More preferably, a combination in which the first element is an element belonging to Group 4A and the second element is Nb is employed.

また、さらに好ましくは、第1元素がZrまたはHfであり、第2元素がNbである組み合わせが採用される。
このような組み合わせが採用されることにより、上述した効果がより顕著になる。
More preferably, a combination in which the first element is Zr or Hf and the second element is Nb is employed.
By adopting such a combination, the above-described effect becomes more remarkable.

また、第1元素が特にZrである場合、Zrはフェライト生成元素であるため、体心立方格子相を析出させる。この体心立方格子相は、他の結晶格子相に比べて焼結性に優れているため、焼結体の高密度化に寄与する。   In addition, when the first element is Zr in particular, Zr is a ferrite-forming element, so that a body-centered cubic lattice phase is precipitated. This body-centered cubic lattice phase is excellent in sinterability compared to other crystal lattice phases, and thus contributes to higher density of the sintered body.

なお、Zrの原子半径は、Feの原子半径に比べてやや大きい。具体的には、Feの原子半径は約0.117nmであり、Zrの原子半径は約0.145nmである。このため、ZrはFeに対して固溶するものの、完全な固溶には至らず、一部のZrは炭化物等として析出する。これにより、適量の炭化物等が析出することになるため、焼結の促進と高密度化とを図りつつ、結晶粒の肥大化を効果的に抑えることができる。   Note that the atomic radius of Zr is slightly larger than the atomic radius of Fe. Specifically, the atomic radius of Fe is about 0.117 nm, and the atomic radius of Zr is about 0.145 nm. For this reason, although Zr is solid-dissolved with respect to Fe, it does not reach a complete solid solution, and a part of Zr is precipitated as a carbide or the like. As a result, an appropriate amount of carbide or the like is precipitated, so that the enlargement of crystal grains can be effectively suppressed while promoting the sintering and increasing the density.

また、第2元素が特にNbである場合、Nbの原子半径は、Feの原子半径に比べてやや大きいが、Zrの原子半径よりはわずかに小さい。具体的には、Feの原子半径は約0.117nmであり、Nbの原子半径は約0.134nmである。このため、NbはFeに対して固溶するものの、完全な固溶には至らず、一部のNbは炭化物等として析出する。これにより、適量の炭化物等が析出することになるため、焼結の促進と高密度化とを図りつつ、結晶粒の肥大化を効果的に抑えることができる。   When the second element is particularly Nb, the atomic radius of Nb is slightly larger than the atomic radius of Fe, but slightly smaller than the atomic radius of Zr. Specifically, the atomic radius of Fe is about 0.117 nm, and the atomic radius of Nb is about 0.134 nm. For this reason, although Nb dissolves in Fe, it does not reach a complete solid solution, and a part of Nb is precipitated as a carbide or the like. As a result, an appropriate amount of carbide or the like is precipitated, so that the enlargement of crystal grains can be effectively suppressed while promoting the sintering and increasing the density.

金属粉末における第1元素の含有率は、0.01質量%以上0.5質量%以下とされるが、好ましくは0.03質量%以上0.4質量%以下とされ、より好ましくは0.05質量%以上0.3質量%以下とされる。第1元素の含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、第1元素を添加する効果が希薄になるため、製造される焼結体の高密度化が不十分になる。一方、第1元素の含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、第1元素が多くなり過ぎるため、前述した炭化物等の比率が多くなり過ぎて、かえって高密度化が損なわれる。   The content of the first element in the metal powder is 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, preferably 0.03% by mass or more and 0.4% by mass or less, and more preferably 0.8% by mass. It is set to 05 mass% or more and 0.3 mass% or less. When the content of the first element is below the lower limit, depending on the entire composition, the effect of adding the first element becomes dilute, so that the density of the sintered body to be manufactured becomes insufficient. On the other hand, if the content of the first element exceeds the upper limit, depending on the overall composition, the first element will be too much, so that the ratio of the above-described carbides will be too much, and the densification will be impaired. .

金属粉末における第2元素の含有率は、0.01質量%以上0.5質量%以下とされるが、好ましくは0.03質量%以上0.4質量%以下とされ、より好ましくは0.05質量%以上0.3質量%以下とされる。第2元素の含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、第2元素を添加する効果が希薄になるため、製造される焼結体の高密度化が不十分になる。一方、第2元素の含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、第2元素が多くなり過ぎるため、前述した炭化物等の比率が多くなり過ぎて、かえって高密度化が損なわれる。   The content ratio of the second element in the metal powder is 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, preferably 0.03% by mass or more and 0.4% by mass or less, and more preferably 0.8% by mass. It is set to 05 mass% or more and 0.3 mass% or less. If the content ratio of the second element is less than the lower limit, depending on the entire composition, the effect of adding the second element becomes dilute, so that the density of the sintered body to be manufactured becomes insufficient. On the other hand, if the content ratio of the second element exceeds the upper limit, depending on the entire composition, the second element becomes too much, so that the ratio of the above-mentioned carbides and the like becomes too large, and the densification is impaired. .

また、前述したように、第1元素および第2元素は、それぞれ炭化物等を析出させるが、第1元素として前述したように3A族または4A族に属する元素を選択し、第2元素として前述したように5A族に属する元素を選択した場合、金属粉末を焼結する際に、第1元素の炭化物等が析出するタイミングと第2元素の炭化物等が析出するタイミングとが適度にずれると推測される。このように炭化物等が析出するタイミングがずれることにより、焼結が徐々に進行することになるため、空孔の生成が抑えられ、緻密な焼結体が得られるものと考えられる。すなわち、第1元素の炭化物等と第2元素の炭化物等の双方が存在していることにより、高密度化を図りつつ、結晶粒の肥大化を抑制することが可能になると考えられる。   In addition, as described above, the first element and the second element each precipitate carbide or the like. However, as described above, the element belonging to the 3A group or the 4A group is selected as the first element, and the second element is described above. Thus, when an element belonging to the group 5A is selected, it is estimated that the timing at which the carbide of the first element precipitates and the timing at which the carbide of the second element precipitates are appropriately shifted when the metal powder is sintered. The Since the timing of precipitation of carbides and the like is shifted in this way, the sintering proceeds gradually, so that it is considered that the formation of pores is suppressed and a dense sintered body can be obtained. That is, it is considered that the presence of both the first element carbide and the second element carbide makes it possible to suppress the enlargement of crystal grains while achieving higher density.

なお、このようなタイミングのずれによって、粒子1中に析出する第1元素の炭化物等および第2元素の炭化物等も、互いに排他的に存在することとなる。すなわち、第1元素の炭化物等と第2元素の炭化物等とは、互いに同じ位置に析出することは少なく、ほとんどが互いに離れた状態で析出する。そして、このような第1元素の炭化物等と第2元素の炭化物等の双方が存在していることにより、粒子1が焼結するとき、結晶粒の肥大化がより確実に抑えられることになり、焼結体の高密度化が図られる。   Note that, due to such a timing shift, the first element carbides and the second element carbides precipitated in the particles 1 are also mutually exclusive. That is, the first element carbide and the second element carbide rarely precipitate at the same position, and most of them are separated from each other. And since both the carbide | carbonized_material of such a 1st element, the carbide | carbonized_material of a 2nd element, etc. exist, when the particle | grain 1 sinters, the enlargement of a crystal grain will be suppressed more reliably. The density of the sintered body is increased.

さらに、第1元素の炭化物等と第2元素の炭化物等とが、互いに離れた状態で析出していることで、粒子1では、結晶粒の肥大化が抑えられるという効果がムラなく発揮されることになり、この観点から、焼結体の高密度化が特に促進される。   Furthermore, since the carbides of the first element and the carbides of the second element are precipitated in a state of being separated from each other, the effect that the enlargement of crystal grains is suppressed is exhibited evenly in the particles 1. That is, from this viewpoint, the densification of the sintered body is particularly promoted.

加えて、粒子1中では、第1元素の炭化物等や第2元素の炭化物等が「核」となり、酸化ケイ素の集積が起こると考えられる。酸化ケイ素が結晶粒界に集積することにより、結晶内部の酸化物濃度が低下するため、焼結の促進が図られる。その結果、粒子1を焼結するとき、焼結体の高密度化がさらに促進されるものと考えられる。   In addition, in the particles 1, it is considered that the carbide of the first element, the carbide of the second element, and the like become “nuclei” and silicon oxide accumulates. Since silicon oxide accumulates at the crystal grain boundaries, the oxide concentration inside the crystal decreases, so that sintering is promoted. As a result, it is considered that when the particles 1 are sintered, the densification of the sintered body is further promoted.

そして、このような粒子1は、粉末冶金に供されたとき、焼結体の緻密化を図ることができるので、追加処理を施すことなく、高密度の焼結体を製造することができる。粒子1が粉末冶金に供されると、炭化物等は、焼結体中の金属結晶の粒界に移動すると考えられる。そして、結晶粒界の三重点に移動した炭化物等は、この点での結晶成長を抑制する(ピン留め効果)。その結果、結晶粒の著しい成長が抑制され、より微細な結晶を有する焼結体が得られる。このような焼結体は、機械的特性が特に高いものとなる。   And since such a particle | grain 1 can aim at densification of a sintered compact when it uses for powder metallurgy, a high-density sintered compact can be manufactured, without performing an additional process. When the particles 1 are subjected to powder metallurgy, it is considered that carbides and the like move to the grain boundaries of the metal crystals in the sintered body. And the carbide | carbonized_material etc. which moved to the triple point of a crystal grain boundary suppress the crystal growth in this point (pinning effect). As a result, remarkable growth of crystal grains is suppressed, and a sintered body having finer crystals can be obtained. Such a sintered body has particularly high mechanical properties.

また、第1元素の含有率と第2元素の含有率の比率は、第1元素の原子量および第2元素の原子量を考慮して設定されるのが好ましい。 The ratio of the content ratio of the first element and the content ratio of the second element is preferably set in consideration of the atomic weight of the first element and the atomic weight of the second element.

具体的には、第1元素の含有率E1(質量%)を第1元素の原子量で除した値をX1とし、第2元素の含有率E2(質量%)を第2元素の原子量で除した値をX2としたとき、X1/X2は0.3以上3以下であるのが好ましく、0.5以上2以下であるのがより好ましく、0.75以上1.3以下であるのがさらに好ましい。X1/X2を前記範囲内に設定することにより、第1元素の炭化物等の析出量と第2元素の炭化物等の析出量とのバランスを最適化することができる。これにより、成形体中に残存する空孔を内側から順次掃き出すようにして排出することができるので、焼結体中に生じる空孔を最小限に抑えることができる。したがって、X1/X2を前記範囲内に設定することで、高密度で機械的特性に優れた焼結体を製造可能な金属粉末を得ることができる。 Specifically, the value obtained by dividing the content E1 (mass%) of the first element by the atomic weight of the first element is X1, and the content E2 (mass%) of the second element is divided by the atomic weight of the second element. When the value is X2, X1 / X2 is preferably 0.3 or more and 3 or less, more preferably 0.5 or more and 2 or less, and further preferably 0.75 or more and 1.3 or less. . By setting X1 / X2 within the above range, the balance between the precipitation amount of the first element carbide and the like and the precipitation amount of the second element carbide and the like can be optimized. Thereby, since the void | hole remaining in a molded object can be discharged | emitted as it sweeps out sequentially from an inner side, the void | hole produced in a sintered compact can be suppressed to the minimum. Therefore, by setting X1 / X2 within the above range, a metal powder capable of producing a sintered body having high density and excellent mechanical properties can be obtained.

ここで、第1元素および第2元素の具体的な組み合わせの例について、上述したX1/X2の範囲に基づき、第1元素の含有率E1と第2元素の含有率E2の比率E1/E2について算出する。   Here, regarding a specific combination example of the first element and the second element, based on the above-described range of X1 / X2, the ratio E1 / E2 of the content ratio E1 of the first element and the content ratio E2 of the second element calculate.

例えば、第1元素がZrであり、第2元素がNbである場合、Zrの原子量が91.2であり、Nbの原子量が92.9であることから、E1/E2は0.29以上2.95以下であるのが好ましく、0.49以上1.96以下であるのがより好ましい。 For example, when the first element is Zr and the second element is Nb, the atomic weight of Zr is 91.2 and the atomic weight of Nb is 92.9, so E1 / E2 is 0.29 or more and 2 It is preferably .95 or less, more preferably 0.49 or more and 1.96 or less.

また、第1元素がHfであり、第2元素がNbである場合、Hfの原子量が178.5であり、Nbの原子量が92.9であることから、E1/E2は0.58以上5.76以下であるのが好ましく、0.96以上3.84以下であるのがより好ましい。 When the first element is Hf and the second element is Nb, the atomic weight of Hf is 178.5, and the atomic weight of Nb is 92.9, so E1 / E2 is 0.58 or more and 5 Is preferably .76 or less, more preferably 0.96 or more and 3.84 or less.

また、第1元素がTiであり、第2元素がNbである場合、Tiの原子量が47.9であり、Nbの原子量が92.9であることから、E1/E2は0.15以上1.55以下であるのが好ましく、0.26以上1.03以下であるのがより好ましい。 When the first element is Ti and the second element is Nb, the atomic weight of Ti is 47.9 and the atomic weight of Nb is 92.9, so E1 / E2 is 0.15 or more and 1 Is preferably .55 or less, more preferably 0.26 or more and 1.03 or less.

また、第1元素がNbであり、第2元素がTaである場合、Nbの原子量が92.9であり、Taの原子量が180.9であることから、E1/E2は0.15以上1.54以下であるのが好ましく、0.26以上1.03以下であるのがより好ましい。 When the first element is Nb and the second element is Ta, the atomic weight of Nb is 92.9 and the atomic weight of Ta is 180.9, so E1 / E2 is 0.15 or more and 1 Is preferably .54 or less, more preferably 0.26 or more and 1.03 or less.

また、第1元素がYであり、第2元素がNbである場合、Yの原子量が88.9であり、Nbの原子量が92.9であることから、E1/E2は0.29以上2.87以下であるのが好ましく、0.48以上1.91以下であるのがより好ましい。 When the first element is Y and the second element is Nb, the atomic weight of Y is 88.9, and the atomic weight of Nb is 92.9, so E1 / E2 is 0.29 or more and 2 It is preferably 0.87 or less, and more preferably 0.48 or more and 1.91 or less.

また、第1元素がVであり、第2元素がNbである場合、Vの原子量が50.9であり、Nbの原子量が92.9であることから、E1/E2は0.16以上1.64以下であるのが好ましく、0.27以上1.10以下であるのがより好ましい。 When the first element is V and the second element is Nb, the atomic weight of V is 50.9 and the atomic weight of Nb is 92.9, so E1 / E2 is 0.16 or more and 1 .64 or less, more preferably 0.27 or more and 1.10 or less.

また、第1元素がTiであり、第2元素がZrである場合、Tiの原子量が47.9であり、Zrの原子量が91.2であることから、E1/E2は0.16以上1.58以下であるのが好ましく、0.26以上1.05以下であるのがより好ましい。 Further, when the first element is Ti and the second element is Zr, the atomic weight of Ti is 47.9 and the atomic weight of Zr is 91.2. Therefore, E1 / E2 is 0.16 or more and 1 Is preferably .58 or less, more preferably 0.26 or more and 1.05 or less.

また、第1元素がZrであり、第2元素がTaである場合、Zrの原子量が91.2であり、Taの原子量が180.9であることから、E1/E2は0.15以上1.51以下であるのが好ましく、0.25以上1.01以下であるのがより好ましい。 When the first element is Zr and the second element is Ta, the atomic weight of Zr is 91.2 and the atomic weight of Ta is 180.9. Therefore, E1 / E2 is 0.15 or more and 1 0.51 or less, more preferably 0.25 or more and 1.01 or less.

また、第1元素がZrであり、第2元素がVである場合、Zrの原子量が91.2であり、Vの原子量が50.9であることから、E1/E2は0.54以上5.38以下であるのが好ましく、0.90以上3.58以下であるのがより好ましい。 When the first element is Zr and the second element is V, the atomic weight of Zr is 91.2 and the atomic weight of V is 50.9, so E1 / E2 is 0.54 or more and 5 .38 or less, more preferably 0.90 or more and 3.58 or less.

なお、上述する組み合わせ以外についても、上記と同様にしてE1/E2を算出することができる。   In addition, E1 / E2 can be calculated in the same manner as described above for combinations other than those described above.

また、第1元素の含有率E1と第2元素の含有率E2との合計は、0.05質量%以上0.8質量%以下であるのが好ましく、0.10質量%以上0.6質量%以下であるのがより好ましく、0.12質量%以上0.24質量%以下であるのがさらに好ましい。第1元素の含有率と第2元素の含有率の合計を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の高密度化が必要かつ十分なものとなる。   The total of the content ratio E1 of the first element and the content ratio E2 of the second element is preferably 0.05% by mass or more and 0.8% by mass or less, and more preferably 0.10% by mass or more and 0.6% by mass. % Or less, more preferably 0.12% by mass or more and 0.24% by mass or less. By setting the sum of the content ratio of the first element and the content ratio of the second element within the above range, it is necessary and sufficient to increase the density of the manufactured sintered body.

また、Siの含有率に対する第1元素の含有率と第2元素の含有率の合計の比率を(E1+E2)/Siとしたとき、(E1+E2)/Siは質量比で0.1以上0.7以下であるのが好ましく、0.15以上0.6以下であるのがより好ましく、0.2以上0.5以下であるのがさらに好ましい。(E1+E2)/Siを前記範囲内に設定することで、Siを添加した場合の靭性の低下等が、第1元素および第2元素の添加によって十分に補われる。その結果、高密度であるにもかかわらず、靭性といった機械的特性に優れ、かつ、Siに由来する耐食性にも優れた焼結体を製造可能な金属粉末が得られる。加えて、粒子1では、第1元素の炭化物等や第2元素の炭化物等を核とする酸化ケイ素の集積が必要かつ十分に行われ、FeやCrの他、粒子1にNi等の元素が含まれている場合には、それらの酸化反応が抑制され易くなる。このため、かかる観点からも、粒子1の焼結性が高くなり、より高密度で機械的特性および耐食性に優れた焼結体を得ることができる。   Further, when the total ratio of the content ratio of the first element and the content ratio of the second element with respect to the Si content ratio is (E1 + E2) / Si, (E1 + E2) / Si is 0.1 to 0.7 in terms of mass ratio. Or less, more preferably from 0.15 to 0.6, and even more preferably from 0.2 to 0.5. By setting (E1 + E2) / Si within the above range, the reduction in toughness when Si is added is sufficiently compensated by the addition of the first element and the second element. As a result, it is possible to obtain a metal powder capable of producing a sintered body having excellent mechanical properties such as toughness and excellent corrosion resistance derived from Si, despite its high density. In addition, in the particle 1, silicon oxide having the first element carbide or the like or the second element carbide or the like as a nucleus is necessary and sufficiently accumulated. In addition to Fe and Cr, elements such as Ni are contained in the particle 1. When it is contained, those oxidation reactions are easily suppressed. For this reason, also from this viewpoint, the sinterability of the particles 1 is increased, and a sintered body having a higher density and excellent mechanical properties and corrosion resistance can be obtained.

さらには、Cの含有率に対する第1元素の含有率と第2元素の含有率の合計の比率を(E1+E2)/Cとしたとき、(E1+E2)/Cは1以上16以下であるのが好ましく、2以上13以下であるのがより好ましく、3以上10以下であるのがさらに好ましい。(E1+E2)/Cを前記範囲内に設定することで、Cを添加した場合の硬度の上昇および靭性の低下の抑制と、第1元素および第2元素の添加によってもたらされる高密度化とを両立させることができる。その結果、引張強さや靭性といった機械的特性に優れた焼結体を製造可能な粒子1が得られる。   Further, when the total ratio of the content ratio of the first element and the content ratio of the second element to the content ratio of C is (E1 + E2) / C, (E1 + E2) / C is preferably 1 or more and 16 or less. It is more preferably 2 or more and 13 or less, and further preferably 3 or more and 10 or less. By setting (E1 + E2) / C within the above range, both increase in hardness and reduction in toughness when C is added and high density brought about by the addition of the first element and the second element are compatible. Can be made. As a result, particles 1 capable of producing a sintered body having excellent mechanical properties such as tensile strength and toughness can be obtained.

なお、金属粉末には、前記7元素からなる群から選択される2種の元素が含まれていればよいが、この群から選択される元素であって、この2種の元素とは異なる元素がさらに含まれていてもよい。すなわち、金属粉末には、前記7元素からなる群から選択される3種以上の元素が含まれていてもよい。これにより、組み合わせ方によって多少異なるものの、前述した効果をさらに増強することができる。   The metal powder only needs to contain two kinds of elements selected from the group consisting of the seven elements, but the elements are selected from this group and are different from the two kinds of elements. May further be included. That is, the metal powder may contain three or more elements selected from the group consisting of the seven elements. As a result, the effect described above can be further enhanced, although it differs somewhat depending on the combination.

(その他の元素)
粒子1は、これらの元素の他、必要に応じてW、Co、Mn、Mo、Cu、NおよびSのうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。なお、これらの元素は、不可避的に含まれる場合もある。
(Other elements)
The particle | grains 1 may contain at least 1 sort (s) of W, Co, Mn, Mo, Cu, N, and S as needed other than these elements. In addition, these elements may be inevitably included.

Wは、製造される焼結体の耐熱性を強化する元素である。
金属粉末におけるWの含有率は、0.5質量%以上20質量%以下とされるが、好ましくは1質量%以上10質量%以下とされ、より好ましくは5質量%以上7質量%以下とされる。Wの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、焼結体の耐熱性を十分に高めることができなくなり、例えば得られた焼結体を用いて工具を製造したとき、高温下における工具の硬度や耐軟化性、耐摩耗性が低下するおそれがある。一方、Wの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、焼結体の靭性等の機械的特性が低下し、例えば工具に欠け等の不具合が発生するおそれがある。
W is an element that enhances the heat resistance of the sintered body to be produced.
The content of W in the metal powder is 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 7% by mass or less. The When the W content is below the lower limit, depending on the overall composition, the heat resistance of the sintered body cannot be sufficiently increased. For example, when a tool is produced using the obtained sintered body, the temperature is high. There is a risk that the hardness, softening resistance, and wear resistance of the tool below will decrease. On the other hand, if the W content exceeds the upper limit, depending on the overall composition, mechanical properties such as toughness of the sintered body may be reduced, and there may be a problem such as chipping in the tool.

Coは、製造される焼結体の耐熱性を強化する元素である。
金属粉末におけるCoの含有率は、特に限定されないが、3質量%以上12質量%以下であるのが好ましく、4.5質量%以上10.5質量%以下であるのがより好ましい。Coの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、焼結体の耐熱性をより強化することができる。特に、高温下における硬度や耐軟化性の低下を抑制することができるので、例えば得られた焼結体を用いて工具を製造したとき、より高速での切削が可能な高速度工具を容易に製造することができる。
Co is an element that enhances the heat resistance of the sintered body to be produced.
Although the content rate of Co in a metal powder is not specifically limited, It is preferable that they are 3 mass% or more and 12 mass% or less, and it is more preferable that they are 4.5 mass% or more and 10.5 mass% or less. By setting the content ratio of Co within the above range, the heat resistance of the sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the manufactured sintered body. In particular, since the decrease in hardness and softening resistance at high temperatures can be suppressed, for example, when a tool is manufactured using the obtained sintered body, a high-speed tool capable of cutting at a higher speed can be easily obtained. Can be manufactured.

Mnは、製造される焼結体に耐食性および高い機械的特性を付与する元素である。
粒子1におけるMnの含有率は、特に限定されないが、0.01質量%以上3質量%以下であるのが好ましく、0.05質量%以上1質量%以下であるのがより好ましい。Mnの含有率を前記範囲内に設定することで、より高密度で機械的特性に優れた焼結体が得られる。
Mn is an element that imparts corrosion resistance and high mechanical properties to the sintered body to be produced.
Although the content rate of Mn in the particle | grains 1 is not specifically limited, It is preferable that it is 0.01 to 3 mass%, and it is more preferable that it is 0.05 to 1 mass%. By setting the content of Mn within the above range, a sintered body having a higher density and excellent mechanical properties can be obtained.

なお、Mnの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性や機械的特性を十分に高められないおそれがあり、一方、Mnの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、かえって耐食性や機械的特性が低下するおそれがある。   If the Mn content is less than the lower limit, depending on the overall composition, the corrosion resistance and mechanical properties of the sintered body to be produced may not be sufficiently improved, whereas the Mn content is When the upper limit is exceeded, depending on the overall composition, corrosion resistance and mechanical properties may be deteriorated.

Moは、製造される焼結体の耐食性を強化する元素である。
粒子1におけるMoの含有率は、特に限定されないが、1質量%以上5質量%以下であるのが好ましく、1.2質量%以上4質量%以下であるのがより好ましく、2質量%以上3質量%以下であるのがさらに好ましい。Moの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、焼結体の耐食性をより強化することができる。
Mo is an element that enhances the corrosion resistance of the sintered body to be produced.
The content of Mo in the particles 1 is not particularly limited, but is preferably 1% by mass to 5% by mass, more preferably 1.2% by mass to 4% by mass, and more preferably 2% by mass to 3%. More preferably, it is at most mass%. By setting the Mo content in the above range, the corrosion resistance of the sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the sintered body to be produced.

Cuは、製造される焼結体の耐食性を強化する元素である。
粒子1におけるCuの含有率は、特に限定されないが、5質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上4質量%以下であるのがより好ましい。Cuの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、焼結体の耐食性をより強化することができる。
Cu is an element that enhances the corrosion resistance of the sintered body to be produced.
Although the content rate of Cu in the particle | grains 1 is not specifically limited, It is preferable that it is 5 mass% or less, and it is more preferable that it is 1 mass% or more and 4 mass% or less. By setting the Cu content within the above range, the corrosion resistance of the sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the sintered body to be produced.

なお、Niの含有率が0.05質量%以上0.6質量%以下である場合には、Cuの含有率が1質量%未満であるのが好ましく、0.1質量%未満であるのがより好ましい。また、この場合、不可避的に含まれる分を除いて実質的にCuが含まれない(0.01質量%未満にする)ことがさらに好ましい。詳細な理由は不明であるものの、Cuを含むことにより、第1元素や第2元素がもたらす前述したような効果が希薄になるおそれがあるからである。   When the Ni content is 0.05% by mass or more and 0.6% by mass or less, the Cu content is preferably less than 1% by mass, and less than 0.1% by mass. More preferred. Further, in this case, it is more preferable that Cu is not substantially contained (less than 0.01% by mass) except for an unavoidable content. Although a detailed reason is unknown, it is because there exists a possibility that the effect as mentioned above which a 1st element and a 2nd element bring about may be diluted by containing Cu.

Nは、製造される焼結体の耐力等の機械的特性を高める元素である。
粒子1におけるNの含有率は、特に限定されないが、0.03質量%以上1質量%以下であるのが好ましく、0.08質量%以上0.3質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以上0.25質量%以下であるのがさらに好ましい。Nの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、焼結体の耐力等の機械的特性をより高めることができる。
N is an element that enhances mechanical properties such as yield strength of the sintered body to be produced.
The N content in the particles 1 is not particularly limited, but is preferably 0.03% by mass or more and 1% by mass or less, more preferably 0.08% by mass or more and 0.3% by mass or less. More preferably, the content is 1% by mass or more and 0.25% by mass or less. By setting the N content within the above range, mechanical properties such as yield strength of the sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the sintered body to be produced.

なお、Nが添加された粒子1を製造するには、例えば、窒化した原料を用いる方法、溶融金属に対して窒素ガスを導入する方法、製造された金属粉末に窒化処理を施す方法等が用いられる。   In order to manufacture the particles 1 to which N is added, for example, a method using a nitrided raw material, a method of introducing nitrogen gas into the molten metal, a method of nitriding the manufactured metal powder, and the like are used. It is done.

Sは、製造される焼結体の被削性を高める元素である。
Fe基合金におけるSの含有率は、特に限定されないが、0.5質量%以下であるのが好ましく、0.01質量%以上0.3質量%以下であるのがより好ましい。Sの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、製造される焼結体の被削性をより高めることができる。したがって、得られた焼結体に切削加工を施すことで、所望の形状を削り出すことができる。
S is an element that enhances the machinability of the sintered body to be produced.
The S content in the Fe-based alloy is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 0.3% by mass or less. By setting the S content within the above range, the machinability of the manufactured sintered body can be further improved without causing a significant decrease in the density of the manufactured sintered body. Therefore, a desired shape can be cut out by cutting the obtained sintered body.

この他、Fe基合金には、B、Se、Te、Pd、Al等が添加されていてもよい。その場合、これらの元素の含有率は、特に限定されないが、それぞれ0.1質量%未満であるのが好ましく、合計でも0.2質量%未満であるのが好ましい。なお、これらの元素は、不可避的に含まれる場合もある。   In addition, B, Se, Te, Pd, Al, or the like may be added to the Fe-based alloy. In that case, the content of these elements is not particularly limited, but is preferably less than 0.1% by mass, and preferably less than 0.2% by mass in total. In addition, these elements may be inevitably included.

さらに、粒子1には、不純物が含まれていてもよい。不純物としては、上述した元素以外の全ての元素が挙げられ、例えば、Li、Be、Na、Mg、P、K、Ca、Sc、Zn、Ga、Ge、Ag、In、Sn、Sb、Os、Ir、Pt、Au、Bi等が挙げられる。これらの不純物の混入量は、それぞれ、前述したFe基合金の構成元素の含有率より小さいのが好ましい。また、これらの不純物の混入量は、各々の元素が0.03質量%未満となるように設定されるのが好ましく、0.02質量%未満となるように設定されるのがより好ましい。また、合計でも0.3質量%未満とされるのが好ましく、0.2質量%未満とされるのがより好ましい。なお、これらの元素は、その含有率が前記範囲内であれば、前述したような効果が阻害されないので、意図的に添加されていてもよい。   Further, the particles 1 may contain impurities. Examples of the impurities include all elements other than the elements described above. For example, Li, Be, Na, Mg, P, K, Ca, Sc, Zn, Ga, Ge, Ag, In, Sn, Sb, Os, Ir, Pt, Au, Bi, etc. are mentioned. The amount of these impurities mixed is preferably smaller than the content of the constituent elements of the Fe-based alloy described above. The amount of these impurities mixed is preferably set so that each element is less than 0.03% by mass, and more preferably set to be less than 0.02% by mass. Further, the total amount is preferably less than 0.3% by mass, and more preferably less than 0.2% by mass. In addition, as long as the content rate is in the above range, these elements may be intentionally added because the effects as described above are not inhibited.

一方、O(酸素)も、意図的に添加されたり不可避的に混入したりしてもよいが、その量は0.8質量%以下程度であるのが好ましく、0.5質量%以下程度であるのがより好ましい。金属粉末中の酸素量をこの程度に収めることで、焼結性が高くなり、高密度で機械的特性に優れた焼結体が得られる。なお、下限値は特に設定されないが、量産容易性等の観点から0.03質量%以上であるのが好ましい。   On the other hand, O (oxygen) may be added intentionally or inevitably mixed, but the amount is preferably about 0.8% by mass or less, and about 0.5% by mass or less. More preferably. By keeping the amount of oxygen in the metal powder at this level, the sinterability becomes high, and a sintered body having a high density and excellent mechanical properties can be obtained. The lower limit is not particularly set, but is preferably 0.03% by mass or more from the viewpoint of ease of mass production.

また、粒子1の化学組成は、例えば、JIS G 1257(2000)に規定された鉄及び鋼−原子吸光分析法、JIS G 1258(2007)に規定された鉄及び鋼−ICP発光分光分析法、JIS G 1253(2002)に規定された鉄及び鋼−スパーク放電発光分光分析法、JIS G 1256(1997)に規定された鉄及び鋼−蛍光X線分析法、JIS G 1211〜G 1237に規定された重量・滴定・吸光光度法等により特定することができる。具体的には、例えばSPECTRO社製固体発光分光分析装置(スパーク放電発光分光分析装置、モデル:SPECTROLAB、タイプ:LAVMB08A)や、(株)リガク製ICP装置(CIROS120型)が挙げられる。
なお、JIS G 1211〜G 1237は、下記の通りである。
The chemical composition of the particle 1 is, for example, an iron and steel-atomic absorption spectrophotometric method defined in JIS G 1257 (2000), an iron and steel-ICP emission spectroscopic method defined in JIS G 1258 (2007), JIS G 1253 (2002) stipulated in iron and steel-spark discharge optical emission spectrometry, JIS G 1256 (1997) stipulated in JIS G 1256 (1997), JIS G 1211-G 1237 It can be specified by weight, titration, absorptiometry and the like. Specifically, for example, a solid emission spectroscopic analyzer manufactured by SPECTRO (spark discharge optical spectroscopic analyzer, model: SPECTROLAB, type: LAVMB08A) and an ICP apparatus (CIROS120 type) manufactured by Rigaku Corporation are exemplified.
JIS G 1211 to G 1237 are as follows.

JIS G 1211(2011) 鉄及び鋼−炭素定量方法
JIS G 1212(1997) 鉄及び鋼−けい素定量方法
JIS G 1213(2001) 鉄及び鋼中のマンガン定量方法
JIS G 1214(1998) 鉄及び鋼−りん定量方法
JIS G 1215(2010) 鉄及び鋼−硫黄定量方法
JIS G 1216(1997) 鉄及び鋼−ニッケル定量方法
JIS G 1217(2005) 鉄及び鋼−クロム定量方法
JIS G 1218(1999) 鉄及び鋼−モリブデン定量方法
JIS G 1219(1997) 鉄及び鋼−銅定量方法
JIS G 1220(1994) 鉄及び鋼−タングステン定量方法
JIS G 1221(1998) 鉄及び鋼−バナジウム定量方法
JIS G 1222(1999) 鉄及び鋼−コバルト定量方法
JIS G 1223(1997) 鉄及び鋼−チタン定量方法
JIS G 1224(2001) 鉄及び鋼中のアルミニウム定量方法
JIS G 1225(2006) 鉄及び鋼−ひ素定量方法
JIS G 1226(1994) 鉄及び鋼−すず定量方法
JIS G 1227(1999) 鉄及び鋼中のほう素定量方法
JIS G 1228(2006) 鉄及び鋼−窒素定量方法
JIS G 1229(1994) 鋼−鉛定量方法
JIS G 1232(1980) 鋼中のジルコニウム定量方法
JIS G 1233(1994) 鋼−セレン定量方法
JIS G 1234(1981) 鋼中のテルル定量方法
JIS G 1235(1981) 鉄及び鋼中のアンチモン定量方法
JIS G 1236(1992) 鋼中のタンタル定量方法
JIS G 1237(1997) 鉄及び鋼−ニオブ定量方法
JIS G 1211 (2011) Iron and steel-carbon determination method JIS G 1212 (1997) Iron and steel-silicon determination method JIS G 1213 (2001) Manganese determination method in iron and steel JIS G 1214 (1998) Iron and steel -Phosphorus determination method JIS G 1215 (2010) Iron and steel-sulfur determination method JIS G 1216 (1997) Iron and steel-nickel determination method JIS G 1217 (2005) Iron and steel-chromium determination method JIS G 1218 (1999) Iron And steel-molybdenum determination method JIS G 1219 (1997) Iron and steel-copper determination method JIS G 1220 (1994) Iron and steel-tungsten determination method JIS G 1221 (1998) Iron and steel-vanadium determination method JIS G 1222 (1999) ) Iron and steel-Cobalt determination method JIS G 1223 (1997) Iron and steel-titanium determination method JIS G 1224 (2001) Aluminum and iron in steel determination method JIS G 1225 (2006) Iron and steel-arsenic determination method JIS G 1226 (1994) Iron and steel Tin determination method JIS G 1227 (1999) Boron determination method in iron and steel JIS G 1228 (2006) Iron and steel-nitrogen determination method JIS G 1229 (1994) Steel-lead determination method JIS G 1232 (1980) In steel JIS G 1233 (1994) Steel-selenium quantification method JIS G 1234 (1981) Tellurium quantification method in steel JIS G 1235 (1981) Antimony quantification method in iron and steel JIS G 1236 (1992) Tantalum determination method JIS G 1237 ( 1997) Iron and steel-niobium determination method

また、C(炭素)およびS(硫黄)の特定に際しては、特に、JIS G 1211(2011)に規定された酸素気流燃焼(高周波誘導加熱炉燃焼)−赤外線吸収法も用いられる。具体的には、LECO社製炭素・硫黄分析装置、CS−200が挙げられる。   Further, when specifying C (carbon) and S (sulfur), in particular, an oxygen stream combustion (high frequency induction furnace combustion) -infrared absorption method defined in JIS G 1211 (2011) is also used. Specifically, a carbon / sulfur analyzer manufactured by LECO, CS-200 may be mentioned.

さらに、N(窒素)およびO(酸素)の特定に際しては、特に、JIS G 1228(2006)に規定された鉄および鋼の窒素定量方法、JIS Z 2613(2006)に規定された金属材料の酸素定量方法も用いられる。具体的には、LECO社製酸素・窒素分析装置、TC−300/EF−300が挙げられる。   Furthermore, when specifying N (nitrogen) and O (oxygen), in particular, a method for determining nitrogen in iron and steel specified in JIS G 1228 (2006), oxygen in a metal material specified in JIS Z 2613 (2006). A quantitative method is also used. Specific examples include an oxygen / nitrogen analyzer manufactured by LECO, TC-300 / EF-300.

また、上述したような粒子1は、粉末冶金用金属粉末中にできるだけ多く含まれていることが好ましく、具体的には、個数比で50%以上含まれているのが好ましく、60%以上含まれているのがより好ましい。このような粉末冶金用金属粉末によれば、粒子1がもたらす上述したような効果がより確実に発揮される。   Moreover, it is preferable that as many particles 1 as described above are contained in the metal powder for powder metallurgy as much as possible, specifically, the number ratio is preferably 50% or more, and more preferably 60% or more. More preferably. According to such a metal powder for powder metallurgy, the above-described effects brought about by the particles 1 are more reliably exhibited.

なお、上記比率は、粉末冶金用金属粉末中の粒子を20個以上を任意に抽出し、これらのうち、上述したような粒子1がいくつあるかによって求めることができる。   In addition, the said ratio can be calculated | required by extracting 20 or more particles in the metal powder for powder metallurgy arbitrarily, and how many particles 1 are mentioned above among these.

また、本発明の粉末冶金用金属粉末の平均粒径は、0.5μm以上30μm以下であるのが好ましく、1μm以上20μm以下であるのがより好ましく、2μm以上10μm以下であるのがさらに好ましい。このような粒径の粉末冶金用金属粉末を用いることにより、焼結体中に残存する空孔が極めて少なくなるため、特に高密度で機械的特性に優れた焼結体を製造することができる。   The average particle size of the metal powder for powder metallurgy of the present invention is preferably 0.5 μm or more and 30 μm or less, more preferably 1 μm or more and 20 μm or less, and further preferably 2 μm or more and 10 μm or less. By using the metal powder for powder metallurgy having such a particle size, the number of voids remaining in the sintered body is extremely reduced, and thus a sintered body having a particularly high density and excellent mechanical properties can be produced. .

なお、平均粒径は、レーザー回折法により得られた質量基準での累積粒度分布において、累積量が小径側から50%になるときの粒径として求められる。   The average particle size is obtained as the particle size when the cumulative amount is 50% from the small diameter side in the cumulative particle size distribution on a mass basis obtained by the laser diffraction method.

また、粉末冶金用金属粉末の平均粒径が前記下限値を下回った場合、成形し難い形状の場合、成形性が低下し、焼結密度が低下するおそれがあり、前記上限値を上回った場合、成形時に粒子間の隙間が大きくなるので、やはり焼結密度が低下するおそれがある。   In addition, when the average particle diameter of the metal powder for powder metallurgy is below the lower limit, in the case of a shape that is difficult to mold, there is a possibility that the moldability is lowered and the sintered density is lowered, and the upper limit is exceeded. Since the gaps between the particles become large during molding, the sintered density may also decrease.

また、粉末冶金用金属粉末の粒度分布は、できるだけ狭いのが好ましい。具体的には、粉末冶金用金属粉末の平均粒径が前記範囲内であれば、最大粒径が200μm以下であるのが好ましく、150μm以下であるのがより好ましい。粉末冶金用金属粉末の最大粒径を前記範囲内に制御することにより、粉末冶金用金属粉末の粒度分布をより狭くすることができ、焼結体のさらなる高密度化を図ることができる。   The particle size distribution of the metal powder for powder metallurgy is preferably as narrow as possible. Specifically, when the average particle size of the metal powder for powder metallurgy is within the above range, the maximum particle size is preferably 200 μm or less, and more preferably 150 μm or less. By controlling the maximum particle size of the metal powder for powder metallurgy within the above range, the particle size distribution of the metal powder for powder metallurgy can be narrowed, and the density of the sintered body can be further increased.

なお、上記の最大粒径とは、レーザー回折法により得られた質量基準での累積粒度分布において、累積量が小径側から99.9%となるときの粒径のことをいう。   The maximum particle size refers to the particle size when the cumulative amount is 99.9% from the small diameter side in the cumulative particle size distribution on a mass basis obtained by the laser diffraction method.

また、粉末冶金用金属粉末の粒子の短径をS[μm]とし、長径をL[μm]としたとき、S/Lで定義されるアスペクト比の平均値は、0.4以上1以下程度であるのが好ましく、0.7以上1以下程度であるのがより好ましい。このようなアスペクト比の粉末冶金用金属粉末は、その形状が比較的球形に近くなるので、成形された際の充填率が高められる。その結果、焼結体のさらなる高密度化を図ることができる。   Further, when the short diameter of the metal powder metal powder powder powder is S [μm] and the long diameter is L [μm], the average aspect ratio defined by S / L is about 0.4 or more and 1 or less. It is preferable that it is about 0.7 or more and 1 or less. Since the metal powder for powder metallurgy having such an aspect ratio has a shape that is relatively close to a spherical shape, the filling rate when formed is increased. As a result, the sintered body can be further densified.

なお、前記長径とは、粒子の投影像においてとりうる最大長さであり、前記短径とは、長径に直交する方向においてとりうる最大長さである。また、アスペクト比の平均値は、100個以上の粒子について測定されたアスペクト比の値の平均値として求められる。   The major axis is the maximum length that can be taken in the projected image of the particle, and the minor axis is the maximum length that can be taken in the direction orthogonal to the major axis. Moreover, the average value of aspect ratio is calculated | required as an average value of the value of the aspect ratio measured about 100 or more particle | grains.

また、本発明の粉末冶金用金属粉末のタップ密度は、3.5g/cm以上であるのが好ましく、4g/cm以上であるのがより好ましい。このようにタップ密度が大きい粉末冶金用金属粉末であれば、成形体を得る際に、粒子間の充填性が特に高くなる。このため、最終的に、特に緻密な焼結体を得ることができる。 Moreover, the tap density of the metal powder for powder metallurgy of the present invention is preferably 3.5 g / cm 3 or more, more preferably 4 g / cm 3 or more. When the metal powder for powder metallurgy has such a large tap density, the filling property between the particles is particularly high when obtaining a compact. For this reason, a particularly dense sintered body can be finally obtained.

また、本発明の粉末冶金用金属粉末の比表面積は、特に限定されないが、0.1m/g以上であるのが好ましく、0.2m/g以上であるのがより好ましい。このように比表面積の広い粉末冶金用金属粉末であれば、表面の活性(表面エネルギー)が高くなるため、より少ないエネルギーの付与でも容易に焼結することができる。したがって、成形体を焼結する際に、成形体の内側と外側とで焼結速度の差が生じ難くなり、内側に空孔が残存して焼結密度が低下するのを抑制することができる。 The specific surface area of the metal powder for powder metallurgy of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 m 2 / g or more, and more preferably 0.2 m 2 / g or more. Thus, if it is a metal powder for powder metallurgy with a large specific surface area, since surface activity (surface energy) will become high, it can sinter easily even if provision of less energy. Therefore, when the molded body is sintered, a difference in sintering speed hardly occurs between the inside and the outside of the molded body, and it is possible to suppress a decrease in the sintered density due to remaining voids on the inside. .

[焼結体の製造方法]
次に、このような本発明の粉末冶金用金属粉末を用いて焼結体を製造する方法について説明する。
[Method for producing sintered body]
Next, a method for producing a sintered body using such metal powder for powder metallurgy according to the present invention will be described.

焼結体を製造する方法は、[A]焼結体製造用の組成物を用意する組成物調製工程と、[B]成形体を製造する成形工程と、[C]脱脂処理を施す脱脂工程と、[D]焼成を行う焼成工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。   The method for producing a sintered body includes [A] a composition preparation step for preparing a composition for producing a sintered body, [B] a molding step for producing a molded body, and [C] a degreasing step for performing a degreasing treatment. And [D] a firing step for firing. Hereinafter, each process will be described sequentially.

[A]組成物調製工程
まず、本発明の粉末冶金用金属粉末と、バインダーとを用意し、これらを混練機により混練し、混練物(組成物)を得る。
[A] Composition Preparation Step First, the metal powder for powder metallurgy of the present invention and a binder are prepared and kneaded with a kneader to obtain a kneaded product (composition).

この混練物(本発明のコンパウンドの実施形態)中では、粉末冶金用金属粉末が均一に分散している。   In the kneaded product (the embodiment of the compound of the present invention), the metal powder for powder metallurgy is uniformly dispersed.

本発明の粉末冶金用金属粉末は、例えば、アトマイズ法(例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法等)、還元法、カルボニル法、粉砕法等の各種粉末化法により製造される。   The metal powder for powder metallurgy of the present invention is produced by various powdering methods such as an atomizing method (for example, a water atomizing method, a gas atomizing method, a high-speed rotating water atomizing method, etc.), a reduction method, a carbonyl method, and a pulverizing method. .

このうち、本発明の粉末冶金用金属粉末は、アトマイズ法により製造されたものであるのが好ましく、水アトマイズ法または高速回転水流アトマイズ法により製造されたものであるのがより好ましい。アトマイズ法は、溶融金属(溶湯)を、高速で噴射された流体(液体または気体)に衝突させることにより、溶湯を微粉化するとともに冷却して、金属粉末を製造する方法である。粉末冶金用金属粉末をこのようなアトマイズ法によって製造することにより、極めて微小な粉末を効率よく製造することができる。また、得られる粉末の粒子形状が表面張力の作用により球形状に近くなる。このため、成形した際に充填率の高いものが得られる。すなわち、高密度な焼結体を製造可能な粉末を得ることができる。さらに、溶湯の冷却速度が非常に速くなることから、第2領域P2および第3領域P3がより均一に分布した粒子1を得ることができる。   Among these, the metal powder for powder metallurgy of the present invention is preferably manufactured by an atomizing method, and more preferably manufactured by a water atomizing method or a high-speed rotating water atomizing method. The atomizing method is a method for producing a metal powder by causing molten metal (molten metal) to collide with a fluid (liquid or gas) jetted at high speed, thereby pulverizing and cooling the molten metal. By producing metal powder for powder metallurgy by such an atomizing method, extremely fine powder can be produced efficiently. Moreover, the particle shape of the obtained powder becomes close to a spherical shape due to the effect of surface tension. For this reason, a thing with a high filling rate is obtained when shape | molding. That is, a powder capable of producing a high-density sintered body can be obtained. Furthermore, since the cooling rate of the molten metal becomes very fast, the particles 1 in which the second region P2 and the third region P3 are more uniformly distributed can be obtained.

なお、アトマイズ法として、水アトマイズ法を用いた場合、溶融金属に向けて噴射される水(以下、「アトマイズ水」という。)の圧力は、特に限定されないが、好ましくは75MPa以上120MPa以下(750kgf/cm以上1200kgf/cm以下)程度とされ、より好ましくは、90MPa以上120MPa以下(900kgf/cm以上1200kgf/cm以下)程度とされる。 In addition, when the water atomizing method is used as the atomizing method, the pressure of water sprayed toward the molten metal (hereinafter referred to as “atomized water”) is not particularly limited, but is preferably 75 MPa or more and 120 MPa or less (750 kgf). / Cm 2 or more and 1200 kgf / cm 2 or less), more preferably 90 MPa or more and 120 MPa or less (900 kgf / cm 2 or more and 1200 kgf / cm 2 or less).

また、アトマイズ水の水温も、特に限定されないが、好ましくは1℃以上20℃以下程度とされる。   The temperature of the atomized water is not particularly limited, but is preferably about 1 ° C. or higher and 20 ° C. or lower.

さらに、アトマイズ水は、溶湯の落下経路上に頂点を有し、外径が下方に向かって漸減するような円錐状に噴射される場合が多い。この場合、アトマイズ水が形成する円錐の頂角θは、10°以上40°以下程度であるのが好ましく、15°以上35°以下程度であるのがより好ましい。これにより、前述したような組成の粉末冶金用金属粉末を、確実に製造することができる。   Furthermore, atomized water is often sprayed in a conical shape having an apex on the molten metal drop path and the outer diameter gradually decreasing downward. In this case, the apex angle θ of the cone formed by the atomized water is preferably about 10 ° to 40 °, more preferably about 15 ° to 35 °. Thereby, the metal powder for powder metallurgy having the composition as described above can be reliably produced.

また、水アトマイズ法(特に高速回転水流アトマイズ法)によれば、とりわけ速く溶湯を冷却することができる。このため、広い合金組成において高品質な粉末が得られる。   Moreover, according to the water atomization method (especially high-speed rotation water flow atomization method), a molten metal can be cooled especially rapidly. For this reason, a high quality powder is obtained in a wide alloy composition.

また、アトマイズ法において溶湯を冷却する際の冷却速度は、1×10℃/s以上であるのが好ましく、1×10℃/s以上であるのがより好ましい。このような急速な冷却により、均質な粉末冶金用金属粉末が得られる。その結果、高品質な焼結体を得ることができる。なお、粒子1中における前述したような結晶質の体積占有率は、粉末冶金用金属粉末を製造する際の条件(例えば合金組成や製造条件等)に応じて変化する。例えば冷却速度を高めた場合(例えば1×10℃/s以上の場合)には、アモルファスや金属ガラスがやや多くなり、冷却速度を低くした場合(例えば1×10℃/s以上1×10℃/s未満の場合)には、結晶質がやや多くなる傾向がある。 Further, the cooling rate when the molten metal is cooled in the atomizing method is preferably 1 × 10 4 ° C./s or more, and more preferably 1 × 10 5 ° C./s or more. Such rapid cooling provides a homogeneous metal powder for powder metallurgy. As a result, a high-quality sintered body can be obtained. In addition, the crystalline volume occupation rate as described above in the particle 1 varies depending on conditions (for example, alloy composition, manufacturing conditions, etc.) when manufacturing the metal powder for powder metallurgy. For example, when the cooling rate is increased (for example, 1 × 10 5 ° C./s or more), amorphous or metallic glass is slightly increased, and when the cooling rate is lowered (for example, 1 × 10 4 ° C./s or more 1 × In the case of less than 10 5 ° C / s), the crystallinity tends to be slightly increased.

なお、このようにして得られた粉末冶金用金属粉末に対し、必要に応じて、分級を行ってもよい。分級の方法としては、例えば、ふるい分け分級、慣性分級、遠心分級のような乾式分級、沈降分級のような湿式分級等が挙げられる。   In addition, you may classify with respect to the metal powder for powder metallurgy obtained in this way as needed. Examples of classification methods include sieving classification, inertia classification, dry classification such as centrifugal classification, and wet classification such as sedimentation classification.

一方、バインダーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンまたはこれらの共重合体等の各種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸(例:ステアリン酸)、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等の各種有機バインダーが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を混合して用いることができる。   On the other hand, examples of the binder include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-vinyl acetate copolymers, acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polybutyl methacrylate, styrene resins such as polystyrene, polyvinyl chloride, and polyvinylidene chloride. Various resins such as polyesters such as polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone or copolymers thereof, various waxes, paraffin, higher fatty acids (eg stearic acid), higher alcohols, Examples include various organic binders such as higher fatty acid esters and higher fatty acid amides. Among these, one kind or a mixture of two or more kinds can be used.

また、バインダーの含有率は、混練物全体の2質量%以上20質量%以下程度であるのが好ましく、5質量%以上10質量%以下程度であるのがより好ましい。バインダーの含有率が前記範囲内であることにより、成形性よく成形体を形成することができるとともに、密度を高め、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を最適化して、最終的に得られる焼結体の寸法精度の低下を防止することができる。すなわち、高密度でかつ寸法精度の高い焼結体を得ることができる。   Further, the content of the binder is preferably about 2% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably about 5% by mass or more and 10% by mass or less of the entire kneaded product. When the content of the binder is within the above range, a molded body can be formed with good moldability, the density can be increased, and the shape stability of the molded body can be made particularly excellent. This also optimizes the difference in size between the molded body and the degreased body, the so-called shrinkage rate, and prevents the dimensional accuracy of the finally obtained sintered body from being lowered. That is, a sintered body with high density and high dimensional accuracy can be obtained.

また、混練物中には、必要に応じて、可塑剤が添加されていてもよい。この可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル(例:DOP、DEP、DBP)、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。   Moreover, a plasticizer may be added to the kneaded material as necessary. Examples of the plasticizer include phthalic acid esters (eg, DOP, DEP, DBP), adipic acid esters, trimellitic acid esters, sebacic acid esters, and the like, and one or more of these are mixed. Can be used.

さらに、混練物中には、粉末冶金用金属粉末、バインダー、可塑剤の他に、例えば、滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物を必要に応じ添加することができる。   Furthermore, in addition to the metal powder for powder metallurgy, the binder, and the plasticizer, various additives such as a lubricant, an antioxidant, a degreasing accelerator, and a surfactant may be added to the kneaded material as necessary. it can.

なお、混練条件は、用いる粉末冶金用金属粉末の金属組成や粒径、バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、混練温度:50℃以上200℃以下程度、混練時間:15分以上210分以下程度とすることができる。   The kneading conditions vary depending on various conditions such as the metal composition and particle size of the metal powder for powder metallurgy used, the composition of the binder, and the blending amount thereof. For example, kneading temperature: 50 ° C. or more and 200 ° C. Or less, kneading time: about 15 minutes or more and 210 minutes or less.

また、混練物は、必要に応じ、ペレット(小塊)化される。ペレットの粒径は、例えば、1mm以上15mm以下程度とされる。   Further, the kneaded product is formed into pellets (small lumps) as necessary. The particle size of the pellet is, for example, about 1 mm to 15 mm.

なお、後述する成形方法によっては、混練物に代えて、造粒粉末を製造するようにしてもよい。これらの混練物および造粒粉末等が、後述する成形工程に供される組成物の一例である。   Depending on the molding method described later, a granulated powder may be produced instead of the kneaded product. These kneaded materials, granulated powders, and the like are examples of compositions that are subjected to the molding step described later.

本発明の造粒粉末の実施形態は、本発明の粉末冶金用金属粉末に造粒処理を施すことにより、複数個の金属粒子同士をバインダーで結着してなるものである。   In the embodiment of the granulated powder of the present invention, the metal powder for powder metallurgy of the present invention is granulated to bind a plurality of metal particles with a binder.

造粒粉末の製造に用いられるバインダーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンまたはこれらの共重合体等の各種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸(例:ステアリン酸)、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等の各種有機バインダーが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を混合して用いることができる。   Examples of the binder used in the production of the granulated powder include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and ethylene-vinyl acetate copolymer, acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polybutyl methacrylate, styrene resins such as polystyrene, Various resins such as polyesters such as vinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone or copolymers thereof, various waxes, paraffin, higher fatty acids (eg, stearin) Acid), higher alcohols, higher fatty acid esters, higher fatty acid amides, and other organic binders. Among these, one or a mixture of two or more can be used.

このうち、バインダーとしては、ポリビニルアルコールまたはポリビニルピロリドンを含むものが好ましい。これらのバインダー成分は、結着性が高いため、比較的少量であっても効率よく造粒粉末を形成することができる。また、熱分解性も高いことから、脱脂および焼成の際に、短時間で確実に分解、除去することが可能になる。   Among these, as a binder, what contains polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone is preferable. Since these binder components have high binding properties, a granulated powder can be efficiently formed even in a relatively small amount. In addition, since it has high thermal decomposability, it can be reliably decomposed and removed in a short time during degreasing and firing.

また、バインダーの含有率は、造粒粉末全体の0.2質量%以上10質量%以下程度であるのが好ましく、0.3質量%以上5質量%以下程度であるのがより好ましく、0.3質量%以上2質量%以下であるのがさらに好ましい。バインダーの含有率が前記範囲内であることにより、著しく大きな粒子が造粒されたり、造粒されていない金属粒子が大量に残存してしまうのを抑制しつつ、造粒粉末を効率よく形成することができる。また、成形性が向上するため、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。また、バインダーの含有率を前記範囲内としたことにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を最適化して、最終的に得られる焼結体の寸法精度の低下を防止することができる。   Further, the content of the binder is preferably about 0.2% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably about 0.3% by mass or more and 5% by mass or less of the whole granulated powder. More preferably, it is 3 mass% or more and 2 mass% or less. When the content of the binder is within the above range, the granulated powder is efficiently formed while suppressing remarkably large particles from being granulated or from leaving a large amount of non-granulated metal particles. be able to. Moreover, since the moldability is improved, the shape stability of the molded body can be made particularly excellent. In addition, by setting the binder content within the above range, the difference in size between the molded body and the degreased body, the so-called shrinkage rate, is optimized to prevent the dimensional accuracy of the finally obtained sintered body from being lowered. can do.

さらに、造粒粉末中には、必要に応じて、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物が添加されていてもよい。   Furthermore, various additives, such as a plasticizer, a lubricant, an antioxidant, a degreasing accelerator, and a surfactant, may be added to the granulated powder as necessary.

一方、造粒処理としては、例えば、スプレードライ(噴霧乾燥)法、転動造粒法、流動層造粒法、転動流動造粒法等が挙げられる。   On the other hand, examples of the granulation treatment include a spray drying (spray drying) method, a rolling granulation method, a fluidized bed granulation method, and a rolling fluidization granulation method.

なお、造粒処理では、必要に応じて、バインダーを溶解する溶媒が用いられる。かかる溶媒としては、例えば、水、四塩化炭素のような無機溶媒や、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、セロソルブ系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族複素環化合物系溶媒、アミド系溶媒、ハロゲン化合物系溶媒、エステル系溶媒、アミン系溶媒、ニトリル系溶媒、ニトロ系溶媒、アルデヒド系溶媒のような有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上の混合物が用いられる。   In the granulation treatment, a solvent that dissolves the binder is used as necessary. Examples of such solvents include water, inorganic solvents such as carbon tetrachloride, ketone solvents, alcohol solvents, ether solvents, cellosolve solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, aromatic solvents. Organic solvent such as aromatic heterocyclic compound solvent, amide solvent, halogen compound solvent, ester solvent, amine solvent, nitrile solvent, nitro solvent, aldehyde solvent, etc. are selected from these One kind or a mixture of two or more kinds is used.

造粒粉末の平均粒径は、特に限定されないが、10μm以上200μm以下程度であるのが好ましく、20μm以上100μm以下程度であるのがより好ましく、25μm以上60μm以下程度であるのがさらに好ましい。このような粒径の造粒粉末は、良好な流動性を有し、成形型の形状をより忠実に反映させ得るものとなる。   The average particle diameter of the granulated powder is not particularly limited, but is preferably about 10 μm or more and 200 μm or less, more preferably about 20 μm or more and 100 μm or less, and further preferably about 25 μm or more and 60 μm or less. The granulated powder having such a particle size has good fluidity and can more accurately reflect the shape of the mold.

なお、平均粒径は、レーザー回折法により得られた質量基準での累積粒度分布において、累積量が小径側から50%になるときの粒径として求められる。   The average particle size is obtained as the particle size when the cumulative amount is 50% from the small diameter side in the cumulative particle size distribution on a mass basis obtained by the laser diffraction method.

[B]成形工程
次に、混練物または造粒粉末を成形して、目的の焼結体と同形状の成形体を製造する。
[B] Molding Step Next, the kneaded product or the granulated powder is molded to produce a molded body having the same shape as the intended sintered body.

成形体の製造方法(成形方法)としては、特に限定されず、例えば、圧粉成形(圧縮成形)法、金属粉末射出成形(MIM:Metal Injection Molding)法、押出成形法等の各種成形法を用いることができる。   The production method (molding method) of the molded body is not particularly limited. For example, various molding methods such as a compacting (compression molding) method, a metal powder injection molding (MIM) method, and an extrusion molding method are used. Can be used.

このうち、圧粉成形法の場合の成形条件は、用いる粉末冶金用金属粉末の組成や粒径、バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件によって異なるが、成形圧力が200MPa以上1000MPa以下(2t/cm以上10t/cm以下)程度であるのが好ましい。 Among these, the molding conditions in the case of the compacting method vary depending on various conditions such as the composition and particle size of the metal powder for powder metallurgy used, the composition of the binder, and the blending amount thereof, but the molding pressure is 200 MPa or more and 1000 MPa or less. It is preferably about (2 t / cm 2 or more and 10 t / cm 2 or less).

また、金属粉末射出成形法の場合の成形条件は、諸条件によって異なるものの、材料温度が80℃以上210℃以下程度、射出圧力が50MPa以上500MPa以下(0.5t/cm以上5t/cm以下)程度であるのが好ましい。 Further, although the molding conditions in the metal powder injection molding method vary depending on various conditions, the material temperature is about 80 ° C. to 210 ° C., and the injection pressure is 50 MPa to 500 MPa (0.5 t / cm 2 to 5 t / cm 2). The following is preferable.

また、押出成形法の場合の成形条件は、諸条件によって異なるものの、材料温度が80℃以上210℃以下程度、押出圧力が50MPa以上500MPa以下(0.5t/cm以上5t/cm以下)程度であるのが好ましい。 In addition, although the molding conditions in the extrusion molding method vary depending on various conditions, the material temperature is about 80 ° C. to 210 ° C., and the extrusion pressure is 50 MPa to 500 MPa (0.5 t / cm 2 to 5 t / cm 2 ). It is preferable that it is about.

このようにして得られた成形体は、金属粉末の複数の粒子の間隙に、バインダーが一様に分布した状態となる。   The molded body thus obtained is in a state where the binder is uniformly distributed in the gaps between the plurality of particles of the metal powder.

なお、作製される成形体の形状寸法は、以降の脱脂工程および焼成工程における成形体の収縮分を見込んで決定される。   In addition, the shape dimension of the molded object produced is determined in consideration of the shrinkage | contraction part of the molded object in a subsequent degreasing process and a baking process.

[C]脱脂工程
次に、得られた成形体に脱脂処理(脱バインダー処理)を施し、脱脂体を得る。
[C] Degreasing process Next, the obtained molded body is subjected to a degreasing treatment (debinding treatment) to obtain a degreased body.

具体的には、成形体を加熱して、バインダーを分解することにより、成形体中からバインダーを除去して、脱脂処理がなされる。   Specifically, the molded body is heated to decompose the binder, thereby removing the binder from the molded body and performing a degreasing process.

この脱脂処理は、例えば、成形体を加熱する方法、バインダーを分解するガスに成形体を曝す方法等が挙げられる。   Examples of the degreasing treatment include a method of heating the molded body, a method of exposing the molded body to a gas that decomposes the binder, and the like.

成形体を加熱する方法を用いる場合、成形体の加熱条件は、バインダーの組成や配合量によって若干異なるものの、温度100℃以上750℃以下×0.1時間以上20時間以下程度であるのが好ましく、150℃以上600℃以下×0.5時間以上15時間以下程度であるのがより好ましい。これにより、成形体を焼結させることなく、成形体の脱脂を必要かつ十分に行うことができる。その結果、脱脂体の内部にバインダー成分が多量に残留してしまうのを確実に防止することができる。   When using the method of heating the molded body, the heating condition of the molded body is preferably about 100 ° C. or higher and 750 ° C. or lower × 0.1 hour or longer and 20 hours or shorter, although it varies slightly depending on the composition and blending amount of the binder. 150 ° C. or more and 600 ° C. or less × 0.5 hours or more and 15 hours or less is more preferable. Thereby, degreasing | defatting of a molded object can be performed sufficiently and necessary, without sintering a molded object. As a result, it is possible to reliably prevent a large amount of binder component from remaining inside the degreased body.

また、成形体を加熱する際の雰囲気は、特に限定されず、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、大気のような酸化性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧雰囲気等が挙げられる。   The atmosphere for heating the molded body is not particularly limited, and is a reducing gas atmosphere such as hydrogen, an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, an oxidizing gas atmosphere such as air, or these atmospheres. The reduced pressure atmosphere etc. which reduced pressure is mentioned.

一方、バインダーを分解するガスとしては、例えば、オゾンガス等が挙げられる。
なお、このような脱脂工程は、脱脂条件の異なる複数の過程(ステップ)に分けて行うことにより、成形体中のバインダーをより速やかに、そして、成形体に残存させないように分解・除去することができる。
On the other hand, examples of the gas that decomposes the binder include ozone gas.
In addition, such a degreasing process is performed by dividing into a plurality of processes (steps) having different degreasing conditions, so that the binder in the molded body can be decomposed and removed more quickly and not to remain in the molded body. Can do.

また、必要に応じて、脱脂体に対して切削、研磨、切断等の機械加工を施すようにしてもよい。脱脂体は、硬度が比較的低く、かつ比較的可塑性に富んでいるため、脱脂体の形状が崩れるのを防止しつつ、容易に機械加工を施すことができる。このような機械加工によれば、最終的に寸法精度の高い焼結体を容易に得ることができる。   Moreover, you may make it perform machining, such as cutting, grinding | polishing, and cutting | disconnection with respect to a degreased body as needed. Since the degreased body is relatively low in hardness and relatively rich in plasticity, it can be easily machined while preventing the shape of the degreased body from collapsing. According to such machining, a sintered body with high dimensional accuracy can be easily obtained finally.

[D]焼成工程
前記工程[C]で得られた脱脂体を、焼成炉で焼成して焼結体を得る。
[D] Firing step The degreased body obtained in the step [C] is fired in a firing furnace to obtain a sintered body.

この焼結により、粉末冶金用金属粉末は、粒子同士の界面で拡散が生じ、焼結に至る。この際、前述したようなメカニズムによって、脱脂体が速やかに焼結される。その結果、全体的に緻密な高密度の焼結体が得られる。   By this sintering, the metal powder for powder metallurgy is diffused at the interface between the particles, resulting in sintering. At this time, the degreased body is quickly sintered by the mechanism described above. As a result, an entirely dense and dense sintered body can be obtained.

焼成温度は、成形体および脱脂体の製造に用いた粉末冶金用金属粉末の組成や粒径等によって異なるが、一例として980℃以上1330℃以下程度とされる。また、好ましくは1050℃以上1260℃以下程度とされる。   The firing temperature varies depending on the composition, particle size and the like of the metal powder for powder metallurgy used for the production of the molded body and the degreased body, but is set to about 980 ° C. or higher and 1330 ° C. or lower as an example. The temperature is preferably about 1050 ° C. or higher and 1260 ° C. or lower.

また、焼成時間は、0.2時間以上7時間以下とされるが、好ましくは1時間以上6時間以下程度とされる。   The firing time is 0.2 hours or more and 7 hours or less, and preferably 1 hour or more and 6 hours or less.

なお、焼成工程においては、途中で焼結温度や後述する焼成雰囲気を変化させるようにしてもよい。   In the firing step, the sintering temperature or a firing atmosphere described later may be changed during the firing process.

焼成条件をこのような範囲に設定することにより、焼結が進み過ぎて過焼結となり結晶組織が肥大化するのを防止しつつ、脱脂体全体を十分に焼結させることができる。その結果、高密度であり、かつ特に機械的特性に優れた焼結体を得ることができる。   By setting the firing conditions in such a range, it is possible to sufficiently sinter the entire degreased body while preventing the sintering from proceeding excessively to cause oversintering to enlarge the crystal structure. As a result, a sintered body having a high density and particularly excellent mechanical properties can be obtained.

また、焼成温度が比較的低温であることから、焼成炉による加熱温度を一定に制御し易く、したがって、脱脂体の温度も一定になり易い。その結果、より均質な焼結体を製造することができる。   Moreover, since the firing temperature is relatively low, the heating temperature in the firing furnace can be easily controlled, and thus the temperature of the degreased body is also likely to be constant. As a result, a more uniform sintered body can be produced.

さらには、前述したような焼成温度は、一般的な焼成炉で十分に実現可能な焼成温度であるため、安価な焼成炉が利用可能であるとともに、ランニングコストも抑えることができる。換言すれば、前記焼成温度を超える場合には、特殊な耐熱材料を用いた高価な焼成炉を利用する必要があり、しかもランニングコストも高くなるおそれがある。   Furthermore, since the firing temperature as described above is a firing temperature that can be sufficiently realized in a general firing furnace, an inexpensive firing furnace can be used and a running cost can be suppressed. In other words, when the firing temperature is exceeded, it is necessary to use an expensive firing furnace using a special heat-resistant material, and the running cost may be increased.

また、焼成の際の雰囲気は、特に限定されないが、金属粉末の著しい酸化を防止することを考慮した場合、水素のような還元性ガス雰囲気、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧雰囲気等が好ましく用いられる。   Further, the atmosphere during firing is not particularly limited, but in consideration of preventing significant oxidation of the metal powder, a reducing gas atmosphere such as hydrogen, an inert gas atmosphere such as argon, or these atmospheres The reduced pressure atmosphere etc. which reduced pressure is preferably used.

このようにして得られた焼結体は、高密度で機械的特性に優れたものとなる。すなわち、本発明の粉末冶金用金属粉末とバインダーとを含む組成物を、成形した後、脱脂・焼結して製造された焼結体は、従来の金属粉末を焼結してなる焼結体に比べて相対密度が高くなる。よって、本発明であれば、HIP処理のような追加処理を施さなければ到達し得なかった高密度の焼結体を、追加処理なしに実現することができる。   The sintered body thus obtained has a high density and excellent mechanical properties. That is, a sintered body produced by molding a composition containing the metal powder for powder metallurgy of the present invention and a binder and then degreasing and sintering the sintered body is obtained by sintering a conventional metal powder. The relative density is higher than Therefore, according to the present invention, a high-density sintered body that could not be reached without additional processing such as HIP processing can be realized without additional processing.

具体的には、本発明によれば、粉末冶金用金属粉末の組成によって若干異なるものの、一例として従来よりも2%以上の相対密度の向上が期待できる。   Specifically, according to the present invention, although it varies slightly depending on the composition of the metal powder for powder metallurgy, an improvement in relative density of 2% or more can be expected as an example.

その結果、得られた焼結体の相対密度は、一例として97%以上になることが期待できる(好ましくは98%以上、より好ましくは98.5%以上)。このような範囲の相対密度を有する焼結体は、粉末冶金技術を利用することで目的とする形状に限りなく近い形状を有するものであるにもかかわらず、溶製材に匹敵する優れた機械的特性を有するものとなるため、ほとんど後加工を施すことなく各種の機械部品や構造部品等に適用可能なものとなる。   As a result, the relative density of the obtained sintered body can be expected to be 97% or more as an example (preferably 98% or more, more preferably 98.5% or more). A sintered body having a relative density in such a range is excellent in mechanical properties comparable to a smelting material, although it has a shape that is almost as close as the target shape by using powder metallurgy technology. Since it has characteristics, it can be applied to various machine parts and structural parts with little post-processing.

また、本発明の粉末冶金用金属粉末とバインダーとを含む組成物を、成形した後、脱脂・焼結して製造された焼結体は、その引張強さや0.2%耐力が、従来の金属粉末を用いて同様に焼結してなる焼結体の引張強さや0.2%耐力よりも大きくなる。これは、合金組成や粒子構造を最適化したことにより、金属粉末の焼結性を高め、これにより製造される焼結体の機械的特性が向上したためと考えられる。   In addition, the sintered body produced by molding, degreasing and sintering the composition containing the metal powder for powder metallurgy of the present invention and the binder has the conventional tensile strength and 0.2% proof stress. It becomes larger than the tensile strength and 0.2% proof stress of the sintered body similarly sintered using metal powder. This is presumably because the alloy composition and particle structure were optimized to enhance the sinterability of the metal powder, and the mechanical properties of the sintered body produced thereby were improved.

また、上述したようにして製造された焼結体は、その表面が高硬度のものとなる。具体的には、粉末冶金用金属粉末の組成によって若干異なるものの、例えばオーステナイト系ステンレス鋼に準じた組成の場合、表面のビッカース硬度が140以上500以下になることが期待される。また、好ましくは150以上400以下になることが期待される。また、例えばマルテンサイト系ステンレス鋼に準じた組成の場合、表面のビッカース硬度が570以上1200以下になることが期待される。また、好ましくは600以上1000以下になることが期待される。このような硬度を有する焼結体は、特に高い耐久性を有するものとなる。   Further, the sintered body manufactured as described above has a high hardness surface. Specifically, although slightly different depending on the composition of the metal powder for powder metallurgy, for example, in the case of a composition according to austenitic stainless steel, the surface Vickers hardness is expected to be 140 or more and 500 or less. Further, it is expected to be preferably 150 or more and 400 or less. For example, in the case of a composition according to martensitic stainless steel, the surface Vickers hardness is expected to be 570 or more and 1200 or less. Further, it is expected to be preferably 600 or more and 1000 or less. The sintered body having such hardness has particularly high durability.

なお、追加処理を施さなくても、焼結体は十分に高い密度と機械的特性とを有しているが、さらなる高密度化および機械的特性の向上を図るために、各種の追加処理を施すようにしてもよい。   Note that the sintered body has a sufficiently high density and mechanical properties without any additional treatment, but various additional treatments are required to further increase the density and improve the mechanical properties. You may make it give.

この追加処理としては、例えば、前述したHIP処理のような高密度化を図る追加処理であってもよく、各種焼き入れ処理、各種サブゼロ処理、各種焼き戻し処理等であってもよいが、これらの追加処理を単独で行われてもよく、複数が組み合わされて行われてもよい。   As this additional process, for example, an additional process for increasing the density like the HIP process described above may be used, and various quenching processes, various sub-zero processes, various tempering processes, etc. may be used. These additional processes may be performed independently, or a plurality of additional processes may be performed in combination.

また、上述した焼成工程や各種追加処理においては、金属粉末中(焼結体中)の軽元素が揮発し、最終的に得られる焼結体の組成は、金属粉末中の組成から若干変化している場合もある。   In the above-described firing step and various additional treatments, the light element in the metal powder (in the sintered body) volatilizes, and the composition of the finally obtained sintered body slightly changes from the composition in the metal powder. Sometimes it is.

例えば、Cについては、工程条件や処理条件に応じて異なるものの、最終的な焼結体における含有率が、粉末冶金用金属粉末における含有率の5%以上100%以下の範囲内(好ましくは30%以上100%以下の範囲内)で変化する可能性がある。   For example, although C varies depending on the process conditions and processing conditions, the content in the final sintered body is within the range of 5% to 100% of the content in the metal powder for powder metallurgy (preferably 30). % In the range of not less than 100% and not more than 100%).

また、Oについても、工程条件や処理条件に応じて異なるものの、最終的な焼結体における含有率が、粉末冶金用金属粉末における含有率の1%以上50%以下の範囲内(好ましくは3%以上50%以下の範囲内)で変化する可能性がある。   O also varies depending on process conditions and processing conditions, but the content in the final sintered body is in the range of 1% to 50% of the content in the metal powder for powder metallurgy (preferably 3 % In the range of not less than 50% and not more than 50%).

一方、前述したように、製造された焼結体は、必要に応じて行われる追加処理の一環でHIP処理に供されてもよいが、HIP処理を行っても十分な効果が発揮されない場合も多い。HIP処理では、焼結体のさらなる高密度化を図ることができるが、そもそも本発明で得られる焼結体は、焼成工程の終了時点ですでに十分な高密度化が図られている。このため、さらにHIP処理を施したとしても、それ以上の高密度化は進み難い。   On the other hand, as described above, the manufactured sintered body may be subjected to the HIP process as part of an additional process performed as necessary. However, even if the HIP process is performed, a sufficient effect may not be exhibited. Many. In the HIP process, the sintered body can be further densified, but the sintered body obtained by the present invention has already been sufficiently densified at the end of the firing step. For this reason, even if the HIP process is further performed, it is difficult to further increase the density.

加えて、HIP処理では、圧力媒体を介して被処理物を加圧する必要があるため、被処理物が汚染されたり、汚染に伴って被処理物の組成や物性が意図しない変化を生じたり、汚染に伴って被処理物が変色したりするおそれがある。また、加圧されることにより被処理物内において残留応力が発生あるいは増加し、これが経時的に解放されるのに伴って変形や寸法精度の低下といった不具合の発生を招くおそれがある。   In addition, in the HIP process, it is necessary to pressurize the object to be processed through a pressure medium, so that the object to be processed is contaminated, or the composition and physical properties of the object to be processed are unintentionally changed due to the contamination. There is a possibility that the object to be treated may be discolored due to contamination. Further, when the pressure is applied, residual stress is generated or increased in the object to be processed, and as this is released over time, there is a risk of causing problems such as deformation and a decrease in dimensional accuracy.

これに対し、本発明によれば、このようなHIP処理を施すことなく、十分に密度の高い焼結体を製造可能であるため、HIP処理を施した場合と同様の高密度化および高強度化が図られた焼結体を得ることができる。そして、このような焼結体は、汚染や変色、意図しない組成や物性の変化等が少なく、変形や寸法精度の低下といった不具合の発生も少ないものとなる。よって、本発明によれば、機械的強度および寸法精度が高く、耐久性に優れた焼結体を効率よく製造することができる。   On the other hand, according to the present invention, since a sufficiently high density sintered body can be manufactured without performing such HIP treatment, the same high density and high strength as in the case of performing HIP treatment. It is possible to obtain a sintered body that has been made into a uniform shape. Such a sintered body has less contamination, discoloration, unintended composition and change in physical properties, etc., and less defects such as deformation and deterioration of dimensional accuracy. Therefore, according to the present invention, a sintered body having high mechanical strength and dimensional accuracy and excellent durability can be efficiently produced.

また、本発明で製造された焼結体は、機械的特性を向上させる目的の追加処理をほとんど必要としないため、組成や結晶組織が焼結体全体で均一になり易い。このため、構造的な等方性が高く、形状によらず全方位からの荷重に対する耐久性に優れたものとなる。   In addition, the sintered body produced according to the present invention requires almost no additional treatment for the purpose of improving mechanical properties, and therefore the composition and crystal structure are likely to be uniform throughout the sintered body. For this reason, structural isotropy is high, and it becomes the thing excellent in the durability with respect to the load from all directions irrespective of a shape.

なお、このようにして製造された焼結体では、その表面近傍における空孔率が内部における空孔率よりも相対的に小さくなることが多いことが認められる。このようになる理由は明確ではないが、第1元素および第2元素が添加されることにより、成形体の内部よりも表面近傍において、焼結反応がより進み易くなっているということが挙げられる。   In the sintered body manufactured in this way, it is recognized that the porosity in the vicinity of the surface is often relatively smaller than the porosity in the interior. The reason for this is not clear, but it can be mentioned that the addition of the first element and the second element makes it easier for the sintering reaction to proceed in the vicinity of the surface than in the molded body. .

具体的には、焼結体の表面近傍の空孔率をA1とし、焼結体の内部の空孔率をA2としたとき、A2−A1は0.1%以上3%以下であるのが好ましく、0.2%以上2%以下であるのがより好ましい。A2−A1がこのような範囲にある焼結体は、必要かつ十分な機械的強度を有する一方、表面を容易に平坦化することを可能にする。すなわち、かかる焼結体の表面を研磨することにより、鏡面性の高い表面を得ることができる。   Specifically, when the porosity near the surface of the sintered body is A1, and the porosity inside the sintered body is A2, A2-A1 is 0.1% or more and 3% or less. Preferably, it is 0.2% or more and 2% or less. A sintered body in which A2-A1 is in such a range has the necessary and sufficient mechanical strength, while allowing the surface to be easily flattened. That is, a surface having high specularity can be obtained by polishing the surface of the sintered body.

このような鏡面性の高い焼結体は、機械的強度が高くなるだけでなく、審美性に優れたものとなる。このため、かかる焼結体は、優れた美的外観が要求される用途にも好適に用いられる。   Such a highly specular sintered body has not only high mechanical strength but also excellent aesthetics. For this reason, this sintered compact is used suitably also for the use as which the outstanding aesthetic appearance is requested | required.

なお、焼結体の表面近傍の空孔率A1とは、焼結体の断面のうち、表面から50μmの深さの位置を中心に半径25μmの範囲内の空孔率のことをいう。また、焼結体の内部の空孔率A2とは、焼結体の断面のうち、表面から300μmの深さの位置を中心に半径25μmの範囲内の空孔率のことをいう。これらの空孔率は、焼結体の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、前記範囲内に存在する空孔の面積を前記範囲の面積で除して得られた値である。   Note that the porosity A1 in the vicinity of the surface of the sintered body refers to a porosity within a range of a radius of 25 μm centering on a position at a depth of 50 μm from the surface in the cross section of the sintered body. Further, the porosity A2 inside the sintered body refers to a porosity within a range of a radius of 25 μm around a position of a depth of 300 μm from the surface in the cross section of the sintered body. These porosity ratios are values obtained by observing the cross section of the sintered body with a scanning electron microscope and dividing the area of the pores existing in the range by the area of the range.

以上、本発明の粉末冶金用金属粉末、コンパウンド、造粒粉末および焼結体について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although the metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder, and sintered compact of this invention were demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.

また、本発明の焼結体は、例えば、自動車用部品、自転車用部品、鉄道車両用部品、船舶用部品、航空機用部品、宇宙輸送機(例えばロケット等)用部品のような輸送機器用部品、パソコン用部品、携帯電話端末用部品のような電子機器用部品、冷蔵庫、洗濯機、冷暖房機のような電気機器用部品、工作機械、半導体製造装置のような機械用部品、原子力発電所、火力発電所、水力発電所、製油所、化学コンビナートのようなプラント用部品、時計用部品、金属食器、宝飾品、眼鏡フレームのような装飾品の他、あらゆる構造部品に用いられる。   In addition, the sintered body of the present invention includes, for example, parts for transportation equipment such as parts for automobiles, parts for bicycles, parts for railway vehicles, parts for ships, parts for aircraft, parts for space transport aircraft (for example, rockets). , Parts for electronic devices such as parts for personal computers, parts for mobile phones, parts for electrical equipment such as refrigerators, washing machines, air conditioners, machine parts such as machine tools and semiconductor manufacturing equipment, nuclear power plants, It is used for plant parts such as thermal power plants, hydroelectric power plants, refineries, chemical complexes, clock parts, metal tableware, jewelry, decorative items such as eyeglass frames, and all structural parts.

次に、本発明の実施例について説明する。
1.焼結体(Zr−Nb系)の製造
(サンプルNo.1)
[1]まず、水アトマイズ法により製造された表1に示す組成の金属粉末を用意した。なお、この金属粉末の平均粒径は4.05μm、タップ密度は4.15g/cm、比表面積は0.21m/gであった。
Next, examples of the present invention will be described.
1. Production of sintered body (Zr-Nb system) (Sample No. 1)
[1] First, a metal powder having the composition shown in Table 1 manufactured by the water atomization method was prepared. The metal powder had an average particle size of 4.05 μm, a tap density of 4.15 g / cm 3 , and a specific surface area of 0.21 m 2 / g.

また、表1に示す粉末の組成は、誘導結合高周波プラズマ発光分析法(ICP分析法)により同定、定量した。なお、ICP分析には、(株)リガク製、ICP装置(CIROS120型)を用いた。また、Cの同定、定量には、LECO社製炭素・硫黄分析装置(CS−200)を用いた。さらに、Oの同定、定量には、LECO社製酸素・窒素分析装置(TC−300/EF−300)を用いた。   The powder composition shown in Table 1 was identified and quantified by inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP analysis). For ICP analysis, an ICP device (CIROS120 type) manufactured by Rigaku Corporation was used. For carbon identification and quantification, a carbon / sulfur analyzer (CS-200) manufactured by LECO was used. Further, an oxygen / nitrogen analyzer (TC-300 / EF-300) manufactured by LECO was used for identification and quantification of O.

[2]次に、金属粉末と、ポリプロピレンおよびワックスの混合物(有機バインダー)とを、質量比で9:1となるよう秤量して混合し、混合原料を得た。
[3]次に、この混合原料を混練機で混練し、コンパウンドを得た。
[2] Next, the metal powder and a mixture of polypropylene and wax (organic binder) were weighed and mixed so that the mass ratio was 9: 1 to obtain a mixed raw material.
[3] Next, the mixed raw material was kneaded with a kneader to obtain a compound.

[4]次に、このコンパウンドを、以下に示す成形条件で、射出成形機にて成形し、成形体を作製した。   [4] Next, this compound was molded by an injection molding machine under the molding conditions shown below to produce a molded body.

<成形条件>
・材料温度:150℃
・射出圧力:11MPa(110kgf/cm
<Molding conditions>
-Material temperature: 150 ° C
Injection pressure: 11 MPa (110 kgf / cm 2 )

[5]次に、得られた成形体に対して、以下に示す脱脂条件で熱処理(脱脂処理)を施し、脱脂体を得た。   [5] Next, the obtained molded body was subjected to heat treatment (degreasing treatment) under the following degreasing conditions to obtain a degreased body.

<脱脂条件>
・脱脂温度 :500℃
・脱脂時間 :1時間(脱脂温度での保持時間)
・脱脂雰囲気:窒素雰囲気
<Degreasing conditions>
・ Degreasing temperature: 500 ° C
・ Degreasing time: 1 hour (holding time at degreasing temperature)
・ Degreasing atmosphere: Nitrogen atmosphere

[6]次に、得られた脱脂体を、以下に示す焼成条件で焼成した。これにより、焼結体を得た。なお、焼結体の形状は、直径10mm、厚さ5mmの円筒形状とした。   [6] Next, the obtained degreased body was fired under the firing conditions shown below. This obtained the sintered compact. The shape of the sintered body was a cylindrical shape having a diameter of 10 mm and a thickness of 5 mm.

<焼成条件>
・焼成温度 :1200℃
・焼成時間 :3時間(焼成温度での保持時間)
・焼成雰囲気:アルゴン雰囲気
<Baking conditions>
・ Baking temperature: 1200 ℃
-Firing time: 3 hours (holding time at the firing temperature)
・ Baking atmosphere: Argon atmosphere

(サンプルNo.2〜30)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表1に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。なお、サンプルNo.30の焼結体については、焼成後、下記の条件でHIP処理を施した。また、サンプルNo.18〜20の焼結体は、それぞれガスアトマイズ法により製造された金属粉末を用いて得られたものである。なお、表1には、備考欄に「ガス」と表記している。
(Sample Nos. 2 to 30)
Except for changing the composition and the like of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 1, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1. Sample No. About 30 sintered compacts, the HIP process was performed on the following conditions after baking. Sample No. The sintered bodies 18 to 20 were obtained using metal powders produced by the gas atomizing method. In Table 1, “gas” is written in the remarks column.

<HIP処理条件>
・加熱温度 :1100℃
・加熱時間 :2時間
・加圧力 :100MPa
<HIP processing conditions>
・ Heating temperature: 1100 ° C
・ Heating time: 2 hours ・ Pressure: 100 MPa

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表1では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表1への記載は省略した。
In Table 1, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 1 was omitted.

(サンプルNo.31〜48)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表2に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。なお、サンプルNo.48の焼結体については、焼成後、下記の条件でHIP処理を施した。また、サンプルNo.41〜43の焼結体は、それぞれガスアトマイズ法により製造された金属粉末を用いて得られたものである。なお、表2には、備考欄に「ガス」と表記している。
(Sample Nos. 31-48)
Except for changing the composition of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 2, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1. Sample No. About 48 sintered compacts, after baking, the HIP process was performed on condition of the following. Sample No. The sintered bodies 41 to 43 are obtained by using metal powders produced by the gas atomizing method. In Table 2, “gas” is written in the remarks column.

<HIP処理条件>
・加熱温度 :1100℃
・加熱時間 :2時間
・加圧力 :100MPa
<HIP processing conditions>
・ Heating temperature: 1100 ° C
・ Heating time: 2 hours ・ Pressure: 100 MPa

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表2では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表2への記載は省略した。
In Table 2, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 2 was omitted.

(サンプルNo.49〜66)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表3に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。なお、サンプルNo.66の焼結体については、焼成後、下記の条件でHIP処理を施した。また、サンプルNo.59〜61の焼結体は、それぞれガスアトマイズ法により製造された金属粉末を用いて得られたものである。なお、表3には、備考欄に「ガス」と表記している。
(Sample Nos. 49-66)
Except for changing the composition and the like of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 3, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1. Sample No. The sintered body of No. 66 was subjected to HIP treatment under the following conditions after firing. Sample No. The sintered bodies 59 to 61 were obtained using metal powders produced by the gas atomizing method. In Table 3, “gas” is written in the remarks column.

<HIP処理条件>
・加熱温度 :1100℃
・加熱時間 :2時間
・加圧力 :100MPa
<HIP processing conditions>
・ Heating temperature: 1100 ° C
・ Heating time: 2 hours ・ Pressure: 100 MPa

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表3では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表3への記載は省略した。
In Table 3, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 3 was omitted.

(サンプルNo.67)
[1]まず、表4に示す組成の金属粉末を、サンプルNo.1の場合と同様、水アトマイズ法により製造した。
(Sample No. 67)
[1] First, a metal powder having the composition shown in Table 4 was added to Sample No. As in the case of 1, it was produced by the water atomization method.

[2]次に、スプレードライ法により、金属粉末を造粒した。このとき使用したバインダーはポリビニルアルコールであり、金属粉末100質量部に対して1質量部になる量を使用した。また、ポリビニルアルコール1質量部に対して50質量部の溶媒(イオン交換水)を使用した。これにより、平均粒径50μmの造粒粉末を得た。   [2] Next, the metal powder was granulated by spray drying. The binder used at this time was polyvinyl alcohol, and the amount used was 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the metal powder. Moreover, 50 mass parts solvent (ion-exchange water) was used with respect to 1 mass part of polyvinyl alcohol. This obtained the granulated powder with an average particle diameter of 50 micrometers.

[3]次に、この造粒粉末を、以下に示す成形条件で圧粉成形した。なお、この成形には、プレス成形機を使用した。また、作製する成形体の形状は、20mm角の立方体形状とした。   [3] Next, this granulated powder was compacted under the molding conditions shown below. A press molding machine was used for this molding. Moreover, the shape of the molded body to be produced was a 20 mm square cube shape.

<成形条件>
・材料温度:90℃
・成形圧力:600MPa(6t/cm
<Molding conditions>
・ Material temperature: 90 ℃
Molding pressure: 600 MPa (6 t / cm 2 )

[4]次に、得られた成形体に対して、以下に示す脱脂条件で熱処理(脱脂処理)を施し、脱脂体を得た。   [4] Next, the obtained molded body was subjected to heat treatment (degreasing treatment) under the following degreasing conditions to obtain a degreased body.

<脱脂条件>
・脱脂温度 :450℃
・脱脂時間 :2時間(脱脂温度での保持時間)
・脱脂雰囲気:窒素雰囲気
<Degreasing conditions>
・ Degreasing temperature: 450 ° C
・ Degreasing time: 2 hours (holding time at the degreasing temperature)
・ Degreasing atmosphere: Nitrogen atmosphere

[5]次に、得られた脱脂体を、以下に示す焼成条件で焼成した。これにより、焼結体を得た。   [5] Next, the obtained degreased body was fired under the firing conditions shown below. This obtained the sintered compact.

<焼成条件>
・焼成温度 :1200℃
・焼成時間 :3時間(焼成温度での保持時間)
・焼成雰囲気:アルゴン雰囲気
<Baking conditions>
・ Baking temperature: 1200 ℃
-Firing time: 3 hours (holding time at the firing temperature)
・ Baking atmosphere: Argon atmosphere

(サンプルNo.68〜85)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表4に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.67の場合と同様にして焼結体を得た。なお、サンプルNo.85の焼結体については、焼成後、下記の条件でHIP処理を施した。
(Sample No. 68-85)
Except for changing the composition of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 4, sample No. As in the case of No. 67, a sintered body was obtained. Sample No. About 85 sintered compacts, the HIP process was performed on the following conditions after baking.

<HIP処理条件>
・加熱温度 :1100℃
・加熱時間 :2時間
・加圧力 :100MPa
<HIP processing conditions>
・ Heating temperature: 1100 ° C
・ Heating time: 2 hours ・ Pressure: 100 MPa

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表4においては、各サンプルNo.の粉末冶金用金属粉末および焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表4への記載は省略した。
In Table 4, each sample No. Among these metal powders for powder metallurgy and sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 4 was omitted.

(サンプルNo.86〜101)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表5に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
(Sample No. 86-101)
Except for changing the composition and the like of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 5, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表5では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表5への記載は省略した。
In Table 5, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 5 was omitted.

2.金属粉末(Zr−Nb系)の評価
実施例に相当するサンプルNo.1の粉末冶金用金属粉末の粒子について、スパッタリングを併用したオージェ電子分光法による深さ方向分析を行った。
2. Evaluation of metal powder (Zr—Nb system) Sample No. corresponding to Example The depth direction analysis by the Auger electron spectroscopy which used sputtering together about the particle | grains of the metal powder for powder metallurgy of 1 was performed.

そして、スパッタリングの実施時間を粒子表面からの深さに換算し、これを横軸にするとともに、オージェ電子分光法による原子の含有率を縦軸として、分析結果をプロットし、オージェ電子分光スペクトルを得た。   Then, the sputtering time is converted into the depth from the particle surface, and this is plotted on the horizontal axis, and the analysis results are plotted with the atomic content by Auger electron spectroscopy as the vertical axis. Obtained.

サンプルNo.1の粉末冶金用金属粉末の粒子から得られたオージェ電子分光スペクトルを図3に示す。なお、スペクトルに重なるように左右に引いた4本の直線は、サンプルNo.1の粒子全体におけるFe、Cr、SiおよびOの各含有率を示している。   Sample No. FIG. 3 shows an Auger electron spectroscopy spectrum obtained from the particles of the metal powder for powder metallurgy No. 1. Note that the four straight lines drawn to the left and right so as to overlap the spectrum are the sample numbers. Each content of Fe, Cr, Si, and O in one whole particle is shown.

図3から明らかなように、サンプルNo.1の粒子では、表面(深さ0nm)から深さ60nmまでの間で、Crの含有率がほとんど変動していない。このため、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていることが認められる。   As is clear from FIG. In one particle, the Cr content hardly varies between the surface (depth 0 nm) and the depth 60 nm. Therefore, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles is within the range of 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. Is recognized.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていることも認められる。   It is also recognized that the Cr content Cr (0) on the surface of the particles is within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当するサンプルNo.23の粉末冶金用金属粉末の粒子についても、同様に、スパッタリングを併用したオージェ電子分光法による深さ方向分析を行った。   On the other hand, sample No. corresponding to the comparative example. Similarly, 23 metal powder particles for powder metallurgy were analyzed in the depth direction by Auger electron spectroscopy combined with sputtering.

サンプルNo.23の粉末冶金用金属粉末の粒子から得られたオージェ電子分光スペクトルを図4に示す。なお、スペクトルに重なるように左右に引いた4本の直線は、サンプルNo.23の粒子全体におけるFe、Cr、SiおよびOの各含有率を示している。   Sample No. FIG. 4 shows an Auger electron spectroscopic spectrum obtained from the particles of 23 metal powders for powder metallurgy. Note that the four straight lines drawn to the left and right so as to overlap the spectrum are the sample numbers. The respective contents of Fe, Cr, Si and O in the entire 23 particles are shown.

図4から明らかなように、サンプルNo.23の粒子では、表面から深さ60nmまでの間で、Crの含有率が比較的大きく変動していることが認められる。   As is clear from FIG. In the case of 23 particles, it can be seen that the Cr content varies relatively greatly from the surface to a depth of 60 nm.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、15原子%超になっていることが認められる。   Also, it is recognized that the Cr content Cr (0) on the surface of the particles is more than 15 atomic%.

なお、サンプルNo.1およびサンプルNo.23以外のサンプルNo.の粒子についても、同様に、Crの含有率を求めた。
求めた含有率を、表6、10に示す。
Sample No. 1 and sample no. Sample No. other than 23 Similarly, the Cr content was determined for each of the particles.
The obtained content rates are shown in Tables 6 and 10.

また、各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
求めた含有率を、表6、10に示す。
In addition, each sample No. The Si content Si (0) on the particle surface, the Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, and the O content O (0) on the particle surface. Asked.
The obtained content rates are shown in Tables 6 and 10.

3.焼結体(Zr−Nb系)の評価
3.1 相対密度の評価
表1〜5に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表6〜10に示す。
3. Evaluation of Sintered Body (Zr-Nb System) 3.1 Evaluation of Relative Density Each sample No. shown in Tables 1-5. According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
The calculation results are shown in Tables 6-10.

3.2 ビッカース硬度の評価
表1〜4に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表6〜9に示す。
3.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Tables 1-4. The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Tables 6-9.

3.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表1〜4に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
そして、測定したこれらの物性値について、以下の評価基準にしたがって評価した。
3.3 Evaluation of Tensile Strength, 0.2% Yield Strength and Elongation Each sample No. shown in Tables 1-4 is shown. With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).
And about these measured physical-property values, it evaluated in accordance with the following evaluation criteria.

<引張強さの評価基準(表6、9)>
A:焼結体の引張強さが520MPa以上である
B:焼結体の引張強さが510MPa以上520MPa未満である
C:焼結体の引張強さが500MPa以上510MPa未満である
D:焼結体の引張強さが490MPa以上500MPa未満である
E:焼結体の引張強さが480MPa以上490MPa未満である
F:焼結体の引張強さが480MPa未満である
<Evaluation criteria for tensile strength (Tables 6 and 9)>
A: Tensile strength of the sintered body is 520 MPa or more B: Tensile strength of the sintered body is 510 MPa or more and less than 520 MPa C: Tensile strength of the sintered body is 500 MPa or more and less than 510 MPa D: Sintering The tensile strength of the body is 490 MPa or more and less than 500 MPa E: The tensile strength of the sintered body is 480 MPa or more and less than 490 MPa F: The tensile strength of the sintered body is less than 480 MPa

<引張強さの評価基準(表7、8)>
A:焼結体の引張強さが560MPa以上である
B:焼結体の引張強さが550MPa以上560MPa未満である
C:焼結体の引張強さが540MPa以上550MPa未満である
D:焼結体の引張強さが530MPa以上540MPa未満である
E:焼結体の引張強さが520MPa以上530MPa未満である
F:焼結体の引張強さが520MPa未満である
<Evaluation criteria for tensile strength (Tables 7 and 8)>
A: Tensile strength of the sintered body is 560 MPa or more B: Tensile strength of the sintered body is 550 MPa or more and less than 560 MPa C: Tensile strength of the sintered body is 540 MPa or more and less than 550 MPa D: Sintering The tensile strength of the body is 530 MPa or more and less than 540 MPa E: The tensile strength of the sintered body is 520 MPa or more and less than 530 MPa F: The tensile strength of the sintered body is less than 520 MPa

<0.2%耐力の評価基準(表6、9)>
A:焼結体の0.2%耐力が195MPa以上である
B:焼結体の0.2%耐力が190MPa以上195MPa未満である
C:焼結体の0.2%耐力が185MPa以上190MPa未満である
D:焼結体の0.2%耐力が180MPa以上185MPa未満である
E:焼結体の0.2%耐力が175MPa以上180MPa未満である
F:焼結体の0.2%耐力が175MPa未満である
<Evaluation criteria for 0.2% proof stress (Tables 6 and 9)>
A: 0.2% yield strength of the sintered body is 195 MPa or more B: 0.2% yield strength of the sintered body is 190 MPa or more and less than 195 MPa C: 0.2% yield strength of the sintered body is 185 MPa or more and less than 190 MPa D: 0.2% proof stress of the sintered body is 180 MPa or more and less than 185 MPa E: 0.2% proof stress of the sintered body is 175 MPa or more and less than 180 MPa F: 0.2% proof stress of the sintered body is Less than 175 MPa

<0.2%耐力の評価基準(表7、8)>
A:焼結体の0.2%耐力が225MPa以上である
B:焼結体の0.2%耐力が220MPa以上225MPa未満である
C:焼結体の0.2%耐力が215MPa以上220MPa未満である
D:焼結体の0.2%耐力が210MPa以上215MPa未満である
E:焼結体の0.2%耐力が205MPa以上210MPa未満である
F:焼結体の0.2%耐力が205MPa未満である
<Evaluation criteria for 0.2% proof stress (Tables 7 and 8)>
A: The 0.2% yield strength of the sintered body is 225 MPa or more B: The 0.2% yield strength of the sintered body is 220 MPa or more and less than 225 MPa C: The 0.2% yield strength of the sintered body is 215 MPa or more and less than 220 MPa D: The 0.2% yield strength of the sintered body is 210 MPa or more and less than 215 MPa E: The 0.2% yield strength of the sintered body is 205 MPa or more and less than 210 MPa F: The 0.2% yield strength of the sintered body is Less than 205 MPa

<伸びの評価基準>
A:焼結体の伸びが48%以上である
B:焼結体の伸びが46%以上48%未満である
C:焼結体の伸びが44%以上46%未満である
D:焼結体の伸びが42%以上44%未満である
E:焼結体の伸びが40%以上42%未満である
F:焼結体の伸びが40%未満である
<Evaluation criteria for elongation>
A: Elongation of sintered body is 48% or more B: Elongation of sintered body is 46% or more and less than 48% C: Elongation of sintered body is 44% or more and less than 46% D: Sintered body E: The elongation of the sintered body is 40% or more and less than 42% F: The elongation of the sintered body is less than 40%

以上の評価結果を表6〜9に示す。なお、上記のように、物性値によっては、表6、9と表7、8とで、評価基準が異なる。   The above evaluation results are shown in Tables 6-9. As described above, the evaluation criteria differ between Tables 6 and 9 and Tables 7 and 8, depending on the physical property values.

3.4 疲労強度の評価
表1〜4に示す各サンプルNo.の焼結体について、疲労強度を測定した。
3.4 Evaluation of Fatigue Strength Each sample No. shown in Tables 1 to 4 was used. The fatigue strength of the sintered body was measured.

なお、疲労強度は、JIS Z 2273(1978)に規定された試験方法に準じて測定した。また、繰り返し応力に相当する荷重の印加波形は両振りの正弦波とし、最小最大応力比(最小応力/最大応力)は0.1とした。また、繰り返し周波数は30Hzとし、繰り返し数を1×10回とした。
そして、測定した疲労強度について、以下の評価基準にしたがって評価した。
The fatigue strength was measured according to a test method defined in JIS Z 2273 (1978). The applied waveform of the load corresponding to the repetitive stress was a double sine wave, and the minimum maximum stress ratio (minimum stress / maximum stress) was 0.1. The repetition frequency was 30 Hz, and the number of repetitions was 1 × 10 7 times.
And the measured fatigue strength was evaluated according to the following evaluation criteria.

<疲労強度の評価基準>
A:焼結体の疲労強度が260MPa以上である
B:焼結体の疲労強度が240MPa以上260MPa未満である
C:焼結体の疲労強度が220MPa以上240MPa未満である
D:焼結体の疲労強度が200MPa以上220MPa未満である
E:焼結体の疲労強度が180MPa以上200MPa未満である
F:焼結体の疲労強度が180MPa未満である
以上の評価結果を表6〜9に示す。
<Fatigue strength evaluation criteria>
A: The fatigue strength of the sintered body is 260 MPa or more B: The fatigue strength of the sintered body is 240 MPa or more and less than 260 MPa C: The fatigue strength of the sintered body is 220 MPa or more and less than 240 MPa D: The fatigue of the sintered body Strength: 200 MPa or more and less than 220 MPa E: Fatigue strength of sintered body is 180 MPa or more and less than 200 MPa F: Fatigue strength of sintered body is less than 180 MPa The above evaluation results are shown in Tables 6-9.

Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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表6〜10から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体(HIP処理を施した焼結体を除く。)に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Tables 6 to 10, the sintered body corresponding to the example has a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example (excluding the sintered body subjected to HIP treatment). Was recognized. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

一方、実施例に相当する焼結体と、HIP処理を施した焼結体との間で、各物性値を比較したところ、いずれも同程度であることが認められた。   On the other hand, when the respective physical property values were compared between the sintered body corresponding to the example and the sintered body subjected to the HIP treatment, it was recognized that both were comparable.

4.焼結体(Hf−Nb系)の製造
(サンプルNo.102〜145)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表11〜14に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
4). Production of sintered body (Hf-Nb system) (Sample Nos. 102 to 145)
Except for changing the composition of the metal powder for powder metallurgy as shown in Tables 11 to 14, sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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なお、表11〜14では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。   In Tables 11 to 14, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.

また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表11〜14への記載は省略した。   Moreover, although each trace body contained the trace amount impurity, description to Tables 11-14 was abbreviate | omitted.

5.金属粉末(Hf−Nb系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
5. Evaluation of metal powder (Hf-Nb system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

求めた含有率を、表15、18に示す。
表15、18から明らかなように、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていることが認められる。
Tables 15 and 18 show the obtained content rates.
As is clear from Tables 15 and 18, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It is recognized that it is within the range of 70% or more and 170% or less.

また、粒子1の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていることも認められる。   It is also recognized that the Cr content Cr (0) on the surface of the particle 1 is within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

6.焼結体(Hf−Nb系)の評価
6.1 相対密度の評価
表11〜14に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表15〜18に示す。
6). Evaluation of Sintered Body (Hf-Nb System) 6.1 Evaluation of Relative Density Each sample No. shown in Tables 11-14. According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
The calculation results are shown in Tables 15-18.

6.2 ビッカース硬度の評価
表11〜14に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表15〜18に示す。
6.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Tables 11-14. The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Tables 15-18.

6.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表11〜13に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
6.3 Evaluation of tensile strength, 0.2% proof stress and elongation Each sample No. shown in Tables 11-13. With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、表11に記載した各サンプルNo.の焼結体の物性値については、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価し、表12、13に記載した各サンプルNo.の焼結体の物性値については、前述した表7、8に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表15〜17に示す。
And each sample No. described in Table 11 is. The physical property values of the sintered bodies were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above, and each sample No. described in Tables 12 and 13 was used. The physical properties of the sintered body were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 7 and 8 described above.
The above evaluation results are shown in Tables 15-17.

Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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表15〜18から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Tables 15 to 18, it was confirmed that the sintered body corresponding to the example had a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

7.焼結体(Ti−Nb系)の製造
(サンプルNo.146〜155)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表19に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
7). Production of sintered body (Ti-Nb system) (Sample Nos. 146 to 155)
Except for changing the composition of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 19, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

(サンプルNo.156)
平均粒径4.62μmの金属粉末と、平均粒径40μmのTi粉末と、平均粒径25μmのNb粉末と、を混合し、混合粉を調製した。なお、混合粉の調製にあたっては、混合粉の組成が表19に示す組成になるように、金属粉末、Ti粉末およびNb粉末の各混合量を調整した。
(Sample No. 156)
A metal powder having an average particle diameter of 4.62 μm, a Ti powder having an average particle diameter of 40 μm, and an Nb powder having an average particle diameter of 25 μm were mixed to prepare a mixed powder. In addition, in preparation of mixed powder, each mixing amount of metal powder, Ti powder, and Nb powder was adjusted so that the composition of mixed powder might become a composition shown in Table 19.

次いで、この混合粉を用い、サンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。   Next, using this mixed powder, sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
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なお、表19では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表19への記載は省略した。
In Table 19, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 19 was omitted.

8.金属粉末(Ti−Nb系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
8). Evaluation of metal powder (Ti-Nb system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

その結果、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていた。   As a result, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It was within the range.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていた。   Further, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles was within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)が上記範囲から外れていた。   On the other hand, in the metal powder particles corresponding to the comparative example, the Cr content Cr (0) on the surface was out of the above range.

9.焼結体(Ti−Nb系)の評価
9.1 相対密度の評価
表19に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表20に示す。
9. Evaluation of Sintered Body (Ti-Nb System) 9.1 Evaluation of Relative Density Each sample No. shown in Table 19 According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
Table 20 shows the calculation results.

9.2 ビッカース硬度の評価
表19に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表20に示す。
9.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Table 19 The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
Table 20 shows the measurement results.

9.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表19に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
9.3 Evaluation of tensile strength, 0.2% proof stress and elongation Each sample No. shown in Table 19 With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、測定したこれらの物性値について、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表20に示す。
Then, these measured physical property values were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above.
The above evaluation results are shown in Table 20.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

表20から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Table 20, the sintered body corresponding to the example was found to have a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

10.焼結体(Nb−Ta系)の製造
(サンプルNo.157〜166)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表21に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
10. Production of sintered body (Nb-Ta series) (Sample Nos. 157 to 166)
Except for changing the composition and the like of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 21, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表21では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表21への記載は省略した。
In Table 21, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 21 was omitted.

11.金属粉末(Nb−Ta系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
11. Evaluation of metal powder (Nb-Ta system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

その結果、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていた。   As a result, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It was within the range.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていた。   Further, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles was within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)が上記範囲から外れていた。   On the other hand, in the metal powder particles corresponding to the comparative example, the Cr content Cr (0) on the surface was out of the above range.

12.焼結体(Nb−Ta系)の評価
12.1 相対密度の評価
表21に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表22に示す。
12 Evaluation of Sintered Body (Nb-Ta System) 12.1 Evaluation of Relative Density According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
Table 22 shows the calculation results.

12.2 ビッカース硬度の評価
表21に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表22に示す。
12.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Table 21 The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Table 22.

12.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表21に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
12.3 Evaluation of tensile strength, 0.2% proof stress and elongation Each sample No. shown in Table 21 With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、測定したこれらの物性値について、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表22に示す。
Then, these measured physical property values were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above.
The above evaluation results are shown in Table 22.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

表22から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Table 22, the sintered body corresponding to the example was found to have a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

13.焼結体(Y−Nb系)の製造
(サンプルNo.167〜177)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表23に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
13. Production of sintered body (Y-Nb system) (Sample Nos. 167 to 177)
Except for changing the composition of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 23, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表23では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表23への記載は省略した。
In Table 23, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 23 was omitted.

14.金属粉末(Y−Nb系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
14 Evaluation of metal powder (Y-Nb system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

その結果、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていた。   As a result, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It was within the range.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていた。   Further, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles was within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)が上記範囲から外れていた。   On the other hand, in the metal powder particles corresponding to the comparative example, the Cr content Cr (0) on the surface was out of the above range.

15.焼結体(Y−Nb系)の評価
15.1 相対密度の評価
表23に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表24に示す。
15. Evaluation of Sintered Body (Y-Nb System) 15.1 Evaluation of Relative Density According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
Table 24 shows the calculation results.

15.2 ビッカース硬度の評価
表23に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表24に示す。
15.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Table 23 The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Table 24.

15.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表23に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
15.3 Evaluation of tensile strength, 0.2% proof stress and elongation Each sample No. shown in Table 23 With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、測定したこれらの物性値について、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表24に示す。
Then, these measured physical property values were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above.
The above evaluation results are shown in Table 24.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

表24から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Table 24, it was recognized that the sintered body corresponding to the example had a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

16.焼結体(V−Nb系)の製造
(サンプルNo.178〜187)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表25に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
16. Production of sintered body (V-Nb system) (Sample Nos. 178 to 187)
Except for changing the composition of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 25, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表25では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表25への記載は省略した。
In Table 25, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 25 was omitted.

17.金属粉末(V−Nb系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
17. Evaluation of metal powder (V-Nb system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

その結果、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていた。   As a result, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It was within the range.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていた。   Further, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles was within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)が上記範囲から外れていた。   On the other hand, in the metal powder particles corresponding to the comparative example, the Cr content Cr (0) on the surface was out of the above range.

18.焼結体(V−Nb系)の評価
18.1 相対密度の評価
表25に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表26に示す。
18. Evaluation of Sintered Body (V-Nb System) 18.1 Evaluation of Relative Density According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
Table 26 shows the calculation result.

18.2 ビッカース硬度の評価
表25に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表26に示す。
18.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Table 25 The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Table 26.

18.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表25に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
18.3 Evaluation of Tensile Strength, 0.2% Yield Strength and Elongation Each sample No. shown in Table 25 With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、測定したこれらの物性値について、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表26に示す。
Then, these measured physical property values were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above.
The above evaluation results are shown in Table 26.

Figure 0006314866
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表26から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Table 26, it was recognized that the sintered body corresponding to the example had a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

19.焼結体(Ti−Zr系)の製造
(サンプルNo.188〜197)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表27に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
19. Production of sintered body (Ti-Zr system) (Sample Nos. 188 to 197)
Except for changing the composition and the like of the metal powder for powder metallurgy as shown in Table 27, each sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
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なお、表27では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表27への記載は省略した。
In Table 27, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.
Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Table 27 was omitted.

20.金属粉末(Ti−Zr系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
20. Evaluation of metal powder (Ti-Zr system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

その結果、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていた。   As a result, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It was within the range.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていた。   Further, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles was within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)が上記範囲から外れていた。   On the other hand, in the metal powder particles corresponding to the comparative example, the Cr content Cr (0) on the surface was out of the above range.

21.焼結体(Ti−Zr系)の評価
21.1 相対密度の評価
表27に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表28に示す。
21. Evaluation of Sintered Body (Ti-Zr System) 21.1 Evaluation of Relative Density According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
The calculation results are shown in Table 28.

21.2 ビッカース硬度の評価
表27に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表28に示す。
21.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Table 27 The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Table 28.

21.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表27に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
21.3 Evaluation of Tensile Strength, 0.2% Yield Strength and Elongation Each sample No. shown in Table 27 With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、測定したこれらの物性値について、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表28に示す。
Then, these measured physical property values were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above.
The above evaluation results are shown in Table 28.

Figure 0006314866
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表28から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Table 28, it was confirmed that the sintered body corresponding to the example had a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

22.焼結体(Zr−Ta系)の製造
(サンプルNo.198〜212)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表29、30に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
22. Production of sintered body (Zr-Ta series) (Sample No. 198-212)
Except for changing the composition and the like of the metal powder for powder metallurgy as shown in Tables 29 and 30, Sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
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Figure 0006314866
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なお、表29、30では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。   In Tables 29 and 30, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.

また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表29、30への記載は省略した。   Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Tables 29 and 30 was omitted.

23.金属粉末(Zr−Ta系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
23. Evaluation of metal powder (Zr-Ta system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

その結果、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていた。   As a result, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It was within the range.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていた。   Further, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles was within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)が上記範囲から外れていた。   On the other hand, in the metal powder particles corresponding to the comparative example, the Cr content Cr (0) on the surface was out of the above range.

24.焼結体(Zr−Ta系)の評価
24.1 相対密度の評価
表29、30に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表31、32に示す。
24. Evaluation of Sintered Body (Zr-Ta System) 24.1 Evaluation of Relative Density According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
The calculation results are shown in Tables 31 and 32.

24.2 ビッカース硬度の評価
表29に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表31に示す。
24.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Table 29 The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Table 31.

24.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表29に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
24.3 Evaluation of tensile strength, 0.2% proof stress and elongation Each sample No. shown in Table 29 With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、測定したこれらの物性値について、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表31に示す。
Then, these measured physical property values were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above.
The above evaluation results are shown in Table 31.

Figure 0006314866
Figure 0006314866

Figure 0006314866
Figure 0006314866

表31、32から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As is clear from Tables 31 and 32, the sintered body corresponding to the example was found to have a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

25.焼結体(Zr−V系)の製造
(サンプルNo.213〜227)
粉末冶金用金属粉末の組成等を表33、34に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の焼結体の製造方法と同様にして焼結体を得た。
25. Production of sintered body (Zr-V system) (Sample Nos. 213 to 227)
Except for changing the composition and the like of the metal powder for powder metallurgy as shown in Tables 33 and 34, Sample No. A sintered body was obtained in the same manner as in the method for producing a sintered body of No. 1.

Figure 0006314866
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Figure 0006314866
Figure 0006314866

なお、表33、34では、各サンプルNo.の焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。   In Tables 33 and 34, each sample No. Among these sintered bodies, those corresponding to the present invention are referred to as “Examples”, and those not corresponding to the present invention are referred to as “Comparative Examples”.

また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表33、34への記載は省略した。   Each sintered body contained a small amount of impurities, but the description in Tables 33 and 34 was omitted.

26.金属粉末(Zr−V系)の評価
各サンプルNo.の粒子について、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)、粒子の表面におけるSiの含有率Si(0)、粒子の表面から60nmの深さにおけるSiの含有率Si(60)、および、粒子の表面におけるOの含有率O(0)を求めた。
26. Evaluation of metal powder (Zr-V system) The Cr content Cr (0) on the particle surface, the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface, the Si content Si (0) on the particle surface, The Si content Si (60) at a depth of 60 nm from the surface and the O content O (0) on the surface of the particles were determined.

その結果、実施例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)は、粒子の表面から60nmの深さにおけるCrの含有率Cr(60)の70%以上170%以下の範囲内に収まっていた。   As a result, in the metal powder particles corresponding to the examples, the Cr content Cr (0) on the surface is 70% to 170% of the Cr content Cr (60) at a depth of 60 nm from the particle surface. It was within the range.

また、粒子の表面におけるCrの含有率Cr(0)は、0.2原子%以上15原子%以下の範囲内に収まっていた。   Further, the Cr content Cr (0) on the surface of the particles was within the range of 0.2 atomic% to 15 atomic%.

一方、比較例に相当する金属粉末の粒子では、表面におけるCrの含有率Cr(0)が上記範囲から外れていた。   On the other hand, in the metal powder particles corresponding to the comparative example, the Cr content Cr (0) on the surface was out of the above range.

27.焼結体(Zr−V系)の評価
27.1 相対密度の評価
表33、34に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2501(2000)に規定された焼結金属材料の密度を測定する方法に準じて、焼結密度を測定するとともに、各焼結体を製造するのに用いた粉末冶金用金属粉末の真密度を参照して、各焼結体の相対密度を算出した。
算出結果を表35、36に示す。
27. Evaluation of Sintered Body (Zr-V System) 27.1 Evaluation of Relative Density Each sample No. shown in Tables 33 and 34 According to the method of measuring the density of the sintered metal material defined in JIS Z 2501 (2000), the sintered density was measured and the powder used to manufacture each sintered body The relative density of each sintered body was calculated with reference to the true density of the metal powder for metallurgy.
The calculation results are shown in Tables 35 and 36.

27.2 ビッカース硬度の評価
表33に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2244(2009)に規定されたビッカース硬さ試験の試験方法に準じて、ビッカース硬度を測定した。
測定結果を表35に示す。
27.2 Evaluation of Vickers Hardness Each sample No. shown in Table 33 The Vickers hardness of the sintered body was measured according to the test method of the Vickers hardness test specified in JIS Z 2244 (2009).
The measurement results are shown in Table 35.

27.3 引張強さ、0.2%耐力および伸びの評価
表33に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241(2011)に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さ、0.2%耐力および伸びを測定した。
27.3 Evaluation of tensile strength, 0.2% proof stress and elongation Each sample No. shown in Table 33 With respect to the sintered body, tensile strength, 0.2% proof stress and elongation were measured according to the metal material tensile test method defined in JIS Z 2241 (2011).

そして、測定したこれらの物性値について、前述した表6、9に適用される評価基準にしたがって評価した。
以上の評価結果を表35に示す。
Then, these measured physical property values were evaluated according to the evaluation criteria applied to Tables 6 and 9 described above.
The above evaluation results are shown in Table 35.

Figure 0006314866
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Figure 0006314866
Figure 0006314866

表35、36から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、相対密度が高いことが認められた。また、引張強さ、0.2%耐力および伸びといった特性についても、有意差があることが認められた。   As apparent from Tables 35 and 36, the sintered body corresponding to the example was found to have a higher relative density than the sintered body corresponding to the comparative example. It was also recognized that there were significant differences in properties such as tensile strength, 0.2% proof stress and elongation.

28.焼結体の鏡面性の評価
28.1 表面近傍と内部の空孔率の評価
まず、表37に示すサンプルNo.の焼結体を切断し、断面を研磨した。
28. Evaluation of Specularity of Sintered Body 28.1 Evaluation of Porosity near Surface and Inside First, sample Nos. Shown in Table 37 were used. The sintered body was cut and the cross section was polished.

次いで、表面近傍の空孔率A1と、内部の空孔率A2とを算出するとともに、A2−A1を算出した。
以上の算出結果を表37に示す。
Next, the porosity A1 in the vicinity of the surface and the internal porosity A2 were calculated, and A2-A1 was calculated.
The above calculation results are shown in Table 37.

28.2 鏡面光沢度の評価
まず、表37に示すサンプルNo.の焼結体について、バレル研磨処理を施した。
28.2 Evaluation of Specular Gloss First, sample No. The sintered body was subjected to barrel polishing treatment.

次いで、JIS Z 8741(1997)に規定された鏡面光沢度の測定方法に準拠して焼結体の鏡面光沢度を測定した。なお、焼結体表面に対する光の入射角は60°とし、鏡面光沢度を算出するための基準面には、鏡面光沢度90、屈折率1.500のガラスを用いた。そして、測定された鏡面光沢度を、以下の評価基準にしたがって評価した。   Next, the specular gloss of the sintered body was measured in accordance with the specular gloss measurement method defined in JIS Z 8741 (1997). The incident angle of light with respect to the surface of the sintered body was 60 °, and glass having a specular gloss of 90 and a refractive index of 1.500 was used as a reference surface for calculating the specular gloss. Then, the measured specular gloss was evaluated according to the following evaluation criteria.

<鏡面光沢度の評価基準>
A:表面の鏡面性が非常に高い(鏡面光沢度が200以上)
B:表面の鏡面性が高い(鏡面光沢度が150以上200未満)
C:表面の鏡面性がやや高い(鏡面光沢度が100以上150未満)
D:表面の鏡面性がやや低い(鏡面光沢度が60以上100未満)
E:表面の鏡面性が低い(鏡面光沢度が30以上60未満)
F:表面の鏡面性が非常に低い(鏡面光沢度が30未満)
以上の評価結果を表37に示す。
<Evaluation criteria for specular gloss>
A: Specularity of the surface is very high (specular gloss is 200 or more)
B: High specularity of the surface (specular gloss is 150 or more and less than 200)
C: Specularity of the surface is slightly high (specular gloss is 100 or more and less than 150)
D: Specularity of the surface is slightly low (specular gloss is 60 or more and less than 100)
E: The surface specularity is low (specular gloss is 30 or more and less than 60)
F: The surface specularity is very low (specular gloss is less than 30)
The above evaluation results are shown in Table 37.

Figure 0006314866
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表37から明らかなように、実施例に相当する焼結体は、比較例に相当する焼結体に比べて、鏡面光沢度が高いことが認められた。これは、焼結体の表面近傍における空孔率が特に小さいことにより、光の散乱が抑制される一方、正反射の割合が多くなっていることに起因するものと考えられる。   As is clear from Table 37, it was recognized that the sintered body corresponding to the example had a higher specular gloss than the sintered body corresponding to the comparative example. This is considered to be due to the fact that the ratio of regular reflection is increased while light scattering is suppressed due to the particularly small porosity in the vicinity of the surface of the sintered body.

1 粒子 1 particle

Claims (18)

Feが主成分として含まれ、
Crが0.2質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.2質量%以上3質量%以下の割合で含まれ、
Cが0.005質量%以上2質量%以下の割合で含まれ、
Ti、V、Y、Zr、NbおよびHfからなる群から選択される1種の元素を第1元素とし、V、Zr、Nb、HfおよびTaからなる群から選択される1種の元素であって元素周期表における族が前記第1元素より大きい元素または元素周期表における族が前記第1元素と同じでかつ元素周期表における周期が前記第1元素より大きい元素を第2元素としたとき、
前記第1元素が0.01質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
前記第2元素が0.01質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれている粒子を有し、
前記粒子の表面におけるCrの含有率が、0.2原子%以上15原子%以下であり、かつ、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率の70%以上170%以下であることを特徴とする粉末冶金用金属粉末。
Fe is included as a main component,
Cr is included in a proportion of 0.2% by mass to 35% by mass,
Si is contained in a proportion of 0.2% by mass or more and 3% by mass or less,
C is contained in a ratio of 0.005 mass% to 2 mass%,
Ti, V, Y, Zr, and one element selected from the group consisting of Nb and Hf as a first element, V, Z r, Nb, with one kind of element selected from the group consisting of Hf and Ta When the element in the periodic table of elements is larger than the first element or the element in the periodic table of elements is the same as the first element and the element in the periodic table of elements is larger than the first element is the second element. ,
The first element is included in a proportion of 0.01% by mass to 0.5% by mass,
Having particles containing the second element in a proportion of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less;
The Cr content on the surface of the particles is 0.2 atomic% or more and 15 atomic% or less, and 70% or more and 170% or less of the Cr content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. A metal powder for powder metallurgy characterized by
Feが主成分として含まれ、
Crが2質量%以上32質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.4質量%以上1.5質量%以下の割合で含まれ、
Cが0.01質量%以上1.5質量%以下の割合で含まれ、
Ti、V、Y、Zr、NbおよびHfからなる群から選択される1種の元素を第1元素とし、V、Zr、Nb、HfおよびTaからなる群から選択される1種の元素であって元素周期表における族が前記第1元素より大きい元素または元素周期表における族が前記第1元素と同じでかつ元素周期表における周期が前記第1元素より大きい元素を第2元素としたとき、
前記第1元素が0.03質量%以上0.4質量%以下の割合で含まれ、
前記第2元素が0.03質量%以上0.4質量%以下の割合で含まれている粒子を有し、
前記粒子の表面におけるCrの含有率が、0.2原子%以上15原子%以下であり、かつ、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率の70%以上170%以下であることを特徴とする粉末冶金用金属粉末。
Fe is included as a main component,
Cr is contained in a ratio of 2% by mass to 32% by mass,
Si is contained at a ratio of 0.4 mass% or more and 1.5 mass% or less,
C is contained in a proportion of 0.01% by mass or more and 1.5% by mass or less,
Ti, V, Y, Zr, and one element selected from the group consisting of Nb and Hf as a first element, V, Z r, Nb, with one kind of element selected from the group consisting of Hf and Ta When the element in the periodic table of elements is larger than the first element or the element in the periodic table of elements is the same as the first element and the element in the periodic table of elements is larger than the first element is the second element. ,
The first element is included at a ratio of 0.03% by mass to 0.4% by mass,
Having particles containing the second element in a proportion of 0.03% by mass or more and 0.4% by mass or less;
The Cr content on the surface of the particles is 0.2 atomic% or more and 15 atomic% or less, and 70% or more and 170% or less of the Cr content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. A metal powder for powder metallurgy characterized by
Feが主成分として含まれ、
Crが6質量%以上30質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.5質量%以上1質量%以下の割合で含まれ、
Cが0.02質量%以上1質量%以下の割合で含まれ、
Ti、V、Y、Zr、NbおよびHfからなる群から選択される1種の元素を第1元素とし、V、Zr、Nb、HfおよびTaからなる群から選択される1種の元素であって元素周期表における族が前記第1元素より大きい元素または元素周期表における族が前記第1元素と同じでかつ元素周期表における周期が前記第1元素より大きい元素を第2元素としたとき、
前記第1元素が0.05質量%以上0.3質量%以下の割合で含まれ、
前記第2元素が0.05質量%以上0.3質量%以下の割合で含まれている粒子を有し、
前記粒子の表面におけるCrの含有率が、0.2原子%以上15原子%以下であり、かつ、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるCrの含有率の70%以上170%以下であることを特徴とする粉末冶金用金属粉末。
Fe is included as a main component,
Cr is included in a ratio of 6% by mass to 30% by mass,
Si is contained in a proportion of 0.5% by mass or more and 1% by mass or less,
C is contained at a ratio of 0.02 mass% to 1 mass%,
Ti, V, Y, Zr, and one element selected from the group consisting of Nb and Hf as a first element, V, Z r, Nb, with one kind of element selected from the group consisting of Hf and Ta When the element in the periodic table of elements is larger than the first element or the element in the periodic table of elements is the same as the first element and the element in the periodic table of elements is larger than the first element is the second element. ,
The first element is included in a proportion of 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less,
Having particles containing the second element in a proportion of 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less;
The Cr content on the surface of the particles is 0.2 atomic% or more and 15 atomic% or less, and 70% or more and 170% or less of the Cr content at a position where the depth from the surface of the particles is 60 nm. A metal powder for powder metallurgy characterized by
前記粒子の表面におけるSiの含有率が、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるSiの含有率の155%以上800%以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The Si content on the surface of the particle is 155% or more and 800% or less of the Si content at a position where the depth from the surface of the particle is 60 nm. Metal powder for powder metallurgy. 前記粒子の表面におけるSiの含有率が、前記粒子の表面からの深さが60nmの位置におけるSiの含有率の200%以上500%以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The content rate of Si in the surface of the particle is 200% or more and 500% or less of the content rate of Si at a position where the depth from the surface of the particle is 60 nm. Metal powder for powder metallurgy. 前記粒子の表面におけるSiの含有率に対するOの含有率の割合は、0.05以上0.4以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 5, wherein a ratio of an O content rate to a Si content rate on the surface of the particles is 0.05 or more and 0.4 or less. 前記粒子の表面におけるSiの含有率に対するOの含有率の割合は、0.1以上0.35以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 5, wherein a ratio of an O content ratio to a Si content ratio on the surface of the particles is 0.1 or more and 0.35 or less. 前記粒子の表面におけるCrの含有率は、前記粒子の全体におけるCrの含有率よりも小さい請求項1ないし7のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 7, wherein a content ratio of Cr on a surface of the particle is smaller than a content ratio of Cr in the entire particle. 前記第2元素の含有率を前記第2元素の原子量で除した値X2に対する前記第1元素の含有率を前記第1元素の原子量で除した値X1の比率X1/X2は、0.3以上3以下である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。 The ratio X1 / X2 of the value X1 obtained by dividing the content of the first element by the atomic weight of the first element with respect to the value X2 obtained by dividing the content of the second element by the atomic weight of the second element is 0.3 or more The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 8, which is 3 or less. 前記第2元素の含有率を前記第2元素の原子量で除した値X2に対する前記第1元素の含有率を前記第1元素の原子量で除した値X1の比率X1/X2は、0.5以上2以下である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。 The ratio X1 / X2 of the value X1 obtained by dividing the content of the first element by the atomic weight of the first element with respect to the value X2 obtained by dividing the content of the second element by the atomic weight of the second element is 0.5 or more The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 8, which is 2 or less. 前記第2元素の含有率を前記第2元素の原子量で除した値X2に対する前記第1元素の含有率を前記第1元素の原子量で除した値X1の比率X1/X2は、0.75以上1.3以下である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。 The ratio X1 / X2 of the value X1 obtained by dividing the content of the first element by the atomic weight of the first element with respect to the value X2 obtained by dividing the content of the second element by the atomic weight of the second element is 0.75 or more The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 8, which is 1.3 or less. 前記第1元素の含有率と前記第2元素の含有率の合計が0.05質量%以上0.8質量%以下である請求項1ないし11のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   12. The metal powder for powder metallurgy according to claim 1, wherein the total content of the first element and the content of the second element is 0.05% by mass or more and 0.8% by mass or less. . 前記第1元素の含有率と前記第2元素の含有率の合計が0.10質量%以上0.6質量%以下である請求項1ないし11のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 11, wherein the total content of the first element and the content of the second element is 0.10% by mass or more and 0.6% by mass or less. . 前記第1元素の含有率と前記第2元素の含有率の合計が0.12質量%以上0.24質量%以下である請求項1ないし11のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 11, wherein the total content of the first element and the content of the second element is 0.12% by mass or more and 0.24% by mass or less. . 平均粒径が0.5μm以上30μm以下である請求項1ないし14のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末。   The metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 14, having an average particle size of 0.5 µm or more and 30 µm or less. 請求項1ないし15のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末と、前記粉末冶金用金属粉末の粒子同士を結着するバインダーと、を含むことを特徴とするコンパウンド。   A compound comprising: the metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 15; and a binder for binding particles of the metal powder for powder metallurgy. 請求項1ないし15のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末を造粒してなることを特徴とする造粒粉末。   A granulated powder obtained by granulating the metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 15. 請求項1ないし15のいずれか1項に記載の粉末冶金用金属粉末を含む組成物を成形し、成形体を得る工程と、Forming a composition containing the metal powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 15 to obtain a molded body;
前記成形体を焼成し、焼結体を得る工程と、Firing the molded body to obtain a sintered body;
を有することを特徴とする焼結体の製造方法。A method for producing a sintered body, comprising:
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