JP6645631B1 - 粉末冶金用合金鋼粉および粉末冶金用鉄基混合粉末 - Google Patents

Abstract

高価なＮｉや酸化しやすいＣｒ、Ｍｎを含有せず、圧縮性に優れ、かつ、焼結ままで高い強度を有する焼結部品を得ることができる粉末冶金用合金鋼粉を提供する。Ｍｏ：０．５〜２．０質量％およびＣｕ：１．０〜８．０質量％を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、ＦＣＣ相の体積分率が０．５〜１０．０％であるミクロ組織を有する、粉末冶金用合金鋼粉。

Description

本発明は、粉末冶金用合金鋼粉に関し、特に、圧縮性に優れ、焼結まま（as-sintered）で高い強度を有する焼結部品を得ることができる粉末冶金用合金鋼粉に関する。また、本発明は、前記粉末冶金用合金鋼粉を含有する粉末冶金用鉄基混合粉末に関する。

粉末冶金技術は、複雑な形状の部品を、製品形状に極めて近い形状（いわゆるニアネットシェイプ成形）で造形できる手法であり、自動車部品を初めとする様々な部品の製造に利用されている。

近年、自動車部品などの小型化、軽量化が求められており、そのために、粉末冶金によって製造される焼結体のさらなる高強度化が強く要求されている。また、世の中の低コスト化需要の高まりにより、粉末冶金の技術分野においても、低コストかつ高品質の粉末冶金用合金鋼粉のニーズが高まっている。

多くの粉末冶金用合金鋼粉では、Ｎｉを初めとする様々な合金元素を添加することによって高強度化を図っている。中でもＮｉは、焼入れ性向上元素であり、かつ固溶強化しにくく、成形時の圧縮性が良いため、広く用いられている。また、Ｎｉは酸化しにくいため、合金鋼粉を製造する際の熱処理雰囲気に特別な配慮をする必要がなく、扱いやすい元素であることも、Ｎｉが利用されている一因である。

例えば、特許文献１では、高強度化のために、合金元素としてＮｉ、Ｍｏ、およびＭｎが添加された合金鋼粉が提案されている。

また、特許文献２では、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＣｕなどの合金元素を含有する合金鋼粉を、低減された量のＣと混合して用いることが提案されている。

特許文献３では、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＭｎなどの合金元素を含有する合金鋼粉を、黒鉛粉などと混合して用いる方法が提案されている。

特表２０１０−５２９３０２号公報 特開２０１３−２０４１１２号公報 特表２０１３−５０８５５８号公報

しかし、Ｎｉは高コストであることに加えて、供給が不安定で価格変動が大きいというデメリットがある。そのため、Ｎｉの使用は低コスト化に適さず、Ｎｉを含まない合金鋼粉のニーズが高まっている。

そこで、Ｎｉに代えて他の合金元素を添加することにより焼入れ性を向上させる事が考えられる。しかし、Ｎｉ以外の合金元素を添加した場合、焼入れ性は向上するものの、該合金元素の固溶強化により合金鋼粉の成形時の圧縮性が低下し、結果として、焼結体の強度が上がらないというジレンマがあった。

また、Ｎｉ以外の合金元素としてＣｒやＭｎを用いることが提案されている。しかし、ＣｒおよびＭｎは酸化しやすいため、焼結中に酸化が起こり、焼結体の機械特性が低下する。そのため、酸化しやすいＣｒ、Ｍｎに代えて、酸化しにくい元素を使用することが求められている。

さらに、粉末冶金では、高強度部品を製造する場合、粉末を成形、焼結した後、熱処理を行って強度を向上させることが一般的である。しかし、焼結後に熱処理を行うという２度の加熱処理は、製造コストの増加を招くため、前記プロセスでは低コスト化の需要を満たすことができない。したがって、さらなる低コスト化のためには、熱処理を行わずとも、焼結ままで焼結体が優れた強度を有することが求められる。

以上の理由から、下記（１）〜（４）の全ての要件を満たす合金鋼粉が求められている。
（１）高価なＮｉを含有しないこと。
（２）圧縮性に優れること。
（３）酸化しやすい元素を含有しないこと。
（４）焼結体が、「焼結まま」（さらなる熱処理を施さない状態）で優れた強度を有すること。

上記特許文献１、３で提案されている合金鋼粉は、Ｎｉを含有するため、上記（１）の要求を満たさない。また、特許文献１〜３で提案されている合金鋼粉は、酸化されやすい元素であるＣｒ、Ｍｎを含有しており、上記（３）の要求を満たさない。

さらに、特許文献２では、Ｃ量を特定の範囲に低減することで成形時における混合粉の圧縮性を向上させている。しかし、特許文献２における方法は、あくまでも、合金鋼粉と混合されるＣ（黒鉛粉など）の量を低減することで、混合粉の圧縮性を向上させているにすぎず、合金鋼粉自体の圧縮性を向上させることはできない。したがって、この方法では、上記（２）の要求を満たすことができない。また、特許文献２の方法では、Ｃ量を低減することによる強度低下を補償するために、焼結後の焼入れにおける冷却速度を２℃／ｓ以上とすることが必要とされている。このような冷却速度の制御を行うためには、製造設備の改造が必要であり、製造コストが増加する。

また、特許文献３で提案されている方法では、焼結体の機械的特性を向上させるために、焼結後に浸炭、焼入れ、焼戻しなどの熱処理を行うことを必要としている。そのため、上記（４）の要件を満たさない。

このように、上記（１）〜（４）の要件をすべて満たす粉末冶金用合金鋼粉は、いまだ開発されていないのが実状であった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、高価なＮｉや酸化しやすいＣｒ、Ｍｎを含有せず、圧縮性に優れ、かつ、焼結ままで高い強度を有する焼結部品を得ることができる粉末冶金用合金鋼粉を提供することを目的とする。また、本発明は、前記粉末冶金用合金鋼粉を含有する粉末冶金用鉄基混合粉末を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨構成は次のとおりである。

１．Ｍｏ：０．５〜２．０質量％および
Ｃｕ：１．０〜８．０質量％を含み、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
ＦＣＣ相の体積分率が０．５〜１０．０％であるミクロ組織を有する、粉末冶金用合金鋼粉。

２．粉末冶金用鉄基混合粉末であって、
上記１に記載の粉末冶金用合金鋼粉と、
前記粉末冶金用鉄基混合粉末全体に対して０．２〜１．２質量％の黒鉛粉とを含有する、粉末冶金用鉄基混合粉末。

３．さらに、前記粉末冶金用鉄基混合粉末全体に対して０．５〜４．０質量％のＣｕ粉を含有する、上記２に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。

本発明の粉末冶金用合金鋼粉は、高価な合金元素であるＮｉを含有しないため、安価に製造することができる。また、本発明の粉末冶金用合金鋼粉は、ＣｒやＭｎなどの酸化しやすい合金元素を含有しないため、合金元素の酸化に起因する焼結体の強度低下が生じない。さらに、ＭｏおよびＣｕの有する焼入れ性向上効果に加え、特定の体積分率でＦＣＣ（face-centered cubic）相を存在させることによる合金鋼粉の圧縮性向上効果により、焼結後の熱処理なしで優れた強度を有する焼結体を製造することができる。

［粉末冶金用合金鋼粉］
［成分組成］
次に、本発明を実施する方法について具体的に説明する。本発明においては、粉末冶金用合金鋼粉（以下、単に「合金鋼粉」と言う場合がある）が上記成分組成を有することが重要である。そこで、まず本発明において合金鋼粉の成分組成を上記のように限定する理由を説明する。なお、成分組成に関する「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味するものとする。

低コストであるという要求と、焼入れままでも十分な強度を有するという要求を両立させるためには、Ｎｉに代えて、Ｎｉと同等またはそれ以上の優れた特性を有する合金元素を用いる必要がある。したがって、前記合金元素には、Ｎｉに代替し得る優れた焼入れ性が要求される。焼入れ性向上元素が有する焼入れ性向上効果の高さは、高い方から順に、Ｍｎ＞Ｍｏ＞Ｐ＞Ｃｒ＞Ｓｉ＞Ｎｉ＞Ｃｕ＞Ｓである。

さらに、一般的な合金鋼粉の製造においては、アトマイズ法などによって粉末を製造した後、前記粉末には還元のための熱処理（仕上還元）が施される。そのため、合金鋼粉に含まれる合金元素には、通常の仕上還元条件で容易に還元されることが求められる。仕上還元の一般的な条件である９５０℃、Ｈ_２雰囲気における還元されやすさは、高い方から順に、Ｍｏ＞Ｃｕ＞Ｓ＞Ｎｉである。

したがって、ＭｏおよびＣｕは、いずれも焼入れ性がＮｉと同等またはＮｉよりも高く、かつ、ＮｉよりもＨ_２還元されやすい性質を有している。そこで、本発明の合金鋼粉は、Ｎｉに代えて、ＭｏおよびＣｕを合金元素として含有する。

Ｍｏ：０．５〜２．０％
Ｍｏは、上述したように焼入れ性向上元素である。焼入れ性向上効果を十分に発揮させるためには、Ｍｏを０．５％以上添加する必要がある。そのため、合金鋼粉のＭｏ含有量を、０．５％以上、好ましくは１．０％以上とする。一方、Ｍｏ含有量が２．０％を超えると、高合金化によりプレス時における合金鋼粉の圧縮性が低下し、成形体密度が低下する。その結果、焼入れ性向上による強度上昇が、密度低下による強度低下に打ち消され、結果的に焼結体の強度が低下する。そのため、Ｍｏ含有量は２．０％以下、好ましくは１．５％以下とする。

Ｃｕ：１．０〜８．０％
Ｃｕも、Ｍｏと同様、焼入れ性向上元素である。焼入れ性向上効果を十分に発揮させるためには、Ｃｕを１．０％以上添加する必要がある。そのため、合金鋼粉のＣｕ含有量を、１．０％以上、好ましくは２．０％以上、より好ましくは３．０％以上とする。一方、Ｆｅ−Ｃｕ系状態図より、Ｃｕ含有量が８．０％を超える場合、１０９６℃以上でＣｕが溶融することが確認できる。仕上還元時には、粉末は１０００℃近くまで加熱されるため、仕上還元時のＣｕの溶融を防ぐために、Ｃｕ含有量は８．０％以下、好ましくは６．０％以下、より好ましくは４．０％以下とする。

本発明の粉末冶金用合金鋼粉は、ＭｏおよびＣｕを上記範囲で含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する。

前記不可避的不純物としては、特に限定されず、任意の元素が含まれうる。前記不可避的不純物としては、例えば、Ｃ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｍｎ、Ｃｒからなる群より選択される１または２以上を含有することができる。不可避的不純物としての前記元素の含有量は特に限定されないが、それぞれ独立に以下の範囲であることが好ましい。これらの不純物元素の含有量を以下の範囲とすることにより、合金鋼粉の圧縮性をさらに向上させることができる。
Ｃ：０．０２％以下
Ｏ：０．３％以下、より好ましくは０．２５％以下
Ｎ：０．００４％以下
Ｓ：０．０３％以下
Ｍｎ：０．５％以下
Ｃｒ：０．２％以下

［ミクロ組織］
本発明においては、粉末冶金用合金鋼粉が、ＦＣＣ相の体積分率が０．５〜１０．０％であるミクロ組織を有することが重要である。ＦＣＣ相は軟質であるため、ＦＣＣ相を存在させることによって合金鋼粉自体の圧縮性を向上させることができる。圧縮性が向上すると、成形体の密度が向上し、その結果、焼結体の強度も向上する。前記効果を得るために、ＦＣＣ相の体積分率を０．５％以上、好ましくは１．５％以上、より好ましくは２．５％以上とする。一方、ＦＣＣ相の体積分率が１０．０％より高い場合、成形密度および焼結密度の向上効果は得られるものの、ＦＣＣ相の増加に起因する組織の軟質化のため、引張強さが低下する。そのため、ＦＣＣ相の体積分率は、１０．０％以下、好ましくは８．０％以下、より好ましくは４．０％以下とする。

前記ＦＣＣ相の体積分率は、Ｘ線回折法により測定することができる。具体的には、回折プロファイルから、ＣｕのＦＣＣ相の面である（２００）面と（２２０）面のピーク面積Ｉ_ＦＣＣと、ＦｅのＢＣＣ相の面である（２００）面と（２１１）のピーク面積Ｉ_αを求め、ＦＣＣ相の体積分率＝Ｉ_ＦＣＣ／（Ｉ_ＦＣＣ＋Ｉ_α）×１００（％）として算出する。なお、ＣｕのＦＣＣ相に対応するピークと、ＦｅのＦＣＣ相に対応するピークとは重なっており、通常、分離できないため、上記のようにして求めたＦＣＣ相の体積分率は、ＣｕとＦｅのＦＣＣ相の体積分率の和と見なすことができる。

なお、前記ＦＣＣ相の体積分率は、後述するように、合金鋼粉の製造において、仕上還元時の冷却速度を制御することによって調整することができる。

［粉末冶金用鉄基混合粉末］
本発明の一実施形態における粉末冶金用鉄基混合粉末（以下、単に「混合粉末」という場合がある）は、上記粉末冶金用合金鋼粉と、合金用粉末としての黒鉛粉とを含有する。また、他の実施形態における混合粉末は、上記粉末冶金用合金鋼粉と、合金用粉末としての黒鉛粉およびＣｕ粉とを含有する。以下、粉末冶金用鉄基混合粉末に含まれる各成分について説明する。なお、以下の説明において、混合粉末に含まれる合金用粉末の添加量は、特に断らない限り、該混合粉末全体の質量（ただし、潤滑剤を除く）に対する当該合金用粉末の質量の割合（質量％）で表す。言い換えると、混合粉末における合金用粉末の添加量は、合金鋼粉と合金用粉末の合計質量に対する当該合金用粉末の質量の割合（質量％）で表す。

［粉末冶金用合金鋼粉］
本発明の粉末冶金用鉄基混合粉末は、上述した成分組成およびミクロ組織を有する粉末冶金用合金鋼粉を必須成分として含む。したがって、前記混合粉末は、前記合金鋼粉に由来するＦｅを含有している。なお、ここで「鉄基」との文言は、前記混合粉末全体の質量に対する、該混合粉末に含まれるＦｅの質量の割合として定義されるＦｅ含有率（質量％）が、５０％以上であることを意味する。なお、前記Ｆｅ含有率は８０％以上とすることが好ましく、８５％以上とすることが好ましく、９０％以上とすることが好ましい。前記混合粉末に含まれるＦｅは、すべて前記合金鋼粉に由来するものであってもよい。

［黒鉛粉］
黒鉛粉：０．２〜１．２％
黒鉛粉を構成するＣは、焼結時にＦｅに固溶し、固溶強化、焼入れ性向上により、焼結体の強度をさらに向上させる。合金用粉末として黒鉛粉を使用する場合、前記効果を得るために、黒鉛粉の添加量を０．２％以上、好ましくは０．４％以上、より好ましくは０．５％以上とする。一方、黒鉛粉の添加量が１．２％を超えると過共析になるため、セメンタイトが多く析出し、かえって焼結体の強度が低下する。そのため、黒鉛粉を使用する場合、黒鉛粉の添加量を１．２％以下、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．８％以下とする。

［Ｃｕ粉］
Ｃｕ粉：０．５〜４．０％
本発明の一実施形態における粉末冶金用鉄基混合粉末は、さらに任意にＣｕ粉を含有することができる。Ｃｕ粉は、焼入れ性向上により、焼結体の強度を高める効果を有する。また、Ｃｕ粉は、焼結時に溶融して液相となり、合金鋼粉の粒子を互いに固着させる作用も有している。合金用粉末としてＣｕ粉を使用する場合、前記効果を得るために、Ｃｕ粉の添加量を０．５％以上、好ましくは０．７％以上、より好ましくは１．０％以上とする。一方、Ｃｕ粉の添加量が４．０％を超えると、Ｃｕの膨張による焼結密度低下により焼結体の引張強度が低下する。したがって、Ｃｕ粉を使用する場合、Ｃｕ粉の添加量は４．０％以下、好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．０％以下とする。

本発明の一実施形態においては、上記粉末冶金用鉄基混合粉末は、上記合金鋼粉と黒鉛粉とからなるものであってもよい。また、他の実施形態においては、上記粉末冶金用鉄基混合粉末は、上記合金鋼粉と黒鉛粉とＣｕ粉とからなるものであってもよい。

［潤滑剤］
本発明の一実施形態においては、上記粉末冶金用鉄基混合粉末は、さらに任意に潤滑剤を含有することができる。潤滑剤を添加することにより、成形体の金型からの抜出を容易にすることができる。

前記潤滑剤としては、特に限定されることなく任意のものを用いることができる。前記潤滑剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸ビスアミド、および金属石鹸からなる群より選択される１または２以上を用いることができる。中でも、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛などの金属石鹸、またはエチレンビスステアリン酸アミドなどのアミド系潤滑剤を用いることが好ましい。

前記潤滑剤の添加量は特に限定されないが、潤滑剤の添加効果をより高めるという観点からは、合金鋼粉と合金用粉末の合計１００質量部に対して０．１質量部以上とすることが好ましく、０．２質量部以上とすることがより好ましい。一方、潤滑剤の添加量を、合金鋼粉と合金用粉末の合計１００質量部に対して１．２質量部以下とすることにより、混合粉末全体に占める非金属の割合を低減し、焼結体の強度をさらに向上させることができる。そのため、潤滑剤の添加量は合金鋼粉と合金用粉末の合計１００質量部に対して１．２質量部以下とすることが好ましい。

本発明の一実施形態においては、上記粉末冶金用鉄基混合粉末は、上記合金鋼粉、黒鉛粉、および潤滑剤からなるものであってもよい。また、他の実施形態においては、上記粉末冶金用鉄基混合粉末は、上記合金鋼粉、黒鉛粉、Ｃｕ粉、および潤滑剤からなるものであってもよい。

［合金鋼粉の製造方法］
次に、本発明の一実施形態における粉末冶金用合金鋼粉の製造方法について説明する。

本発明の粉末冶金用合金鋼粉は、特に限定されず任意の方法で製造することができるが、アトマイズ法を用いて製造することが好ましい。言い換えると、本発明の粉末冶金用合金鋼粉は、アトマイズ粉であることが好ましい。そこで、以下、アトマイズ法を用いて合金鋼粉を製造する場合について説明する。

［アトマイズ］
まず、ＭｏおよびＣｕを上述した量で含有する溶鋼を調製し、前記溶鋼をアトマイズ法により原料粉（生粉）とする。前記アトマイズ法としては、水アトマイズ法およびガスアトマイズ法のいずれも用いることができるが、生産性の観点からは水アトマイズ法を用いることが好ましい。言い換えると、本発明の粉末冶金用合金鋼粉は、水アトマイズ粉であることが好ましい。

［乾燥・分級］
次いで、アトマイズ法で製造された粉末を、必要に応じて（任意に）乾燥させた後、分級する。前記分級においては、JIS Z 8801で規定される目開き径：１８０μｍの篩（８０メッシュ）を通過した粉末を用いることが好ましい。

［仕上還元］
その後、仕上還元（熱処理）を実施する。前記仕上還元により、合金鋼粉の脱炭、脱酸、脱窒が行われる。前記仕上還元を行う際の雰囲気は、還元性雰囲気とすることが好ましく、水素雰囲気で行うことがより好ましい。前記熱処理においては、昇温した後、均熱帯において所定の均熱温度に保持し、その後、降温することが好ましい。前記均熱温度は、８００℃〜１０００℃とすることが好ましい。８００℃未満では合金鋼粉の還元が不十分となる。また、１０００℃超では焼結が過度に進行するため、仕上還元後に実施される解砕が困難となる。また、合金鋼粉の脱炭、脱酸、脱窒は１０００℃以下で十分可能であるため、低コスト化の観点からも、均熱温度を８００℃〜１０００℃とすることが好ましい。

また、前記仕上還元における降温過程における冷却速度は、２０℃／ｍｉｎ以下、好ましくは１０℃／ｍｉｎ以下とする。前記冷却速度が２０℃／ｍｉｎ以下であれば、仕上還元後の合金鋼粉の組織中に、ＦＣＣ相を所望の量析出させることができる。

［粉砕・分級］
仕上還元後の合金鋼粉は、粒子同士が焼結されて固まった状態となっている。そのため、所望の粒度とするために、粉砕し、さらに、篩いにより１８０μｍ以下に分級することが好ましい。

［混合粉末の製造方法］
さらに、粉末冶金用鉄基混合粉末を製造する際には、上記の手順で得た合金鋼粉に、必要に応じて黒鉛粉、Ｃｕ粉、および潤滑剤などを添加、混合する。

［焼結体の製造方法］
本発明の合金鋼粉および混合粉末は、特に限定されず、任意の方法で焼結体とすることができる。以下、焼結体の製造方法の一例について説明する。

まず、金型に粉末を充填し、加圧成形する。その際の加圧力は４００ＭＰａ〜１０００ＭＰａとすることが好ましい。前記加圧力が４００ＭＰａ未満であると、成形体の密度が低くなり、焼結体の強度が低下する。前記加圧力が１０００ＭＰａ超であると、金型への負担が増え、金型寿命が短くなり、経済的な利点がなくなる。前記加圧成形時の温度は、常温（約２０℃）〜１６０℃とすることが好ましい。上記加圧成形に先立って、粉末冶金用混合粉末にさらに潤滑剤を添加することもできる。その場合、潤滑剤を添加した後の粉末冶金用混合粉末に含まれる最終的な潤滑剤の量を、合金鋼粉と合金用粉末の合計１００質量部に対して、０．１〜１．２質量部とすることが好ましい。

次いで、得られた成形体を焼結する。焼結温度は１１００〜１３００℃とすることが好ましい。前記焼結温度が１１００℃以下であると、焼結が十分に進行しない。一方、焼結は１３００℃以下で十分進行し、また、焼結温度を１３００℃より高くすると製造コストが増加する。焼結時間は、１５分〜５０分が好ましい。焼結時間が１５分未満では焼結が十分に行われず、焼結不足となる。一方、焼結は５０分以下で十分進行することに加え、焼結時間が５０分より長いとコストの増加が顕著となる。焼結後の降温過程では、焼結炉中で、２０℃／ｍｉｎ〜４０℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却することが好ましい。これは通常の焼結炉の冷却速度である。

次に、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例は、本発明の好適な一例を示すものであり、本発明は、該実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
表１に示す量でＭｏおよびＣｕを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する合金鋼粉（予合金鋼粉）を、水アトマイズ法により製造した。次いで、得られた合金鋼粉（水アトマイズ粉）に対し、仕上還元を実施し、粉末冶金用合金鋼粉を得た。前記仕上還元においては、水素雰囲気で、９５０℃に均熱したのち、１０℃／ｍｉｎの速度で冷却した。

得られた粉末冶金用合金鋼粉におけるＦＣＣ相の体積分率を、上述した方法で測定した。測定結果を表１に併記する。

次いで、仕上還元後の合金鋼粉に、合金用粉末としての黒鉛粉および潤滑剤としてのエチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）を添加し、ハイスピードミキサーで加熱混合して、粉末冶金用鉄基混合粉末を得た。黒鉛粉の添加量は、合金鋼粉と黒鉛粉の合計質量に対する黒鉛粉の質量の割合で、０．５質量％とした。また、ＥＢＳの添加量は、合金鋼粉と合金用粉末の合計１００質量部に対し、０．５質量部とした。

得られた粉末冶金用鉄基混合粉末を、成形圧：６８６ＭＰａで成形し、外径３８ｍｍ、内径２５ｍｍ、高さ１０ｍｍのリング状成形体とＪＩＳ Ｚ ２５５０に規定される平板状成形体を得た。粉末の圧縮性の指標として、得られたリング状成形体の前記寸法と重量より密度（成形密度）を算出した。測定結果を表１に併記する。

次いで、前記成形体を、ＲＸガス（プロパン変性ガス）雰囲気中で、１１３０℃×２０分の条件で焼結し、得られた焼結体の外径、内径、高さおよび重量を測定し、密度（焼結密度）を算出した。測定結果を表１に併記する。

さらに、前記平板状成形体を焼結して得た焼結体を試験片として用い、焼結体の引張強さを測定した。測定結果を表１に併記する。

（実施例２）
仕上還元後の冷却速度を変化させた点以外は実施例１と同様の条件で、合金鋼粉、混合粉末、成形体、および焼結体を製造し、実施例１と同様の評価を行った。製造条件及び評価結果を表２に示す。

（実施例３）
混合粉におけるＣｕ粉の添加量を変化させた点以外は実施例１と同様の条件で、合金鋼粉、混合粉末、成形体、および焼結体を製造し、実施例１と同様の評価を行った。製造条件及び評価結果を表３に示す。なお、表３に示した黒鉛粉の添加量は、合金鋼粉と合金用粉末の合計質量に対する黒鉛粉の質量の割合である。また、表３に示したＣｕ粉の添加量は、合金鋼粉と合金用粉末の合計質量に対するＣｕ粉の質量の割合である。

表１〜３に示した結果から分かるように、本発明の条件を満たす発明例においては、ＦＣＣ相の析出により成形密度が増加し、焼結ままで引張強さが８００ＭＰａ以上である焼結体を得ることができた。

Claims (3)

1. Ｍｏ：０．５〜２．０質量％および
   Ｃｕ：１．０〜８．０質量％を含み、
   残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
   ＦＣＣ相の体積分率が０．５〜１０．０％であるミクロ組織を有する、粉末冶金用合金鋼粉。
2. 粉末冶金用鉄基混合粉末であって、
   請求項１に記載の粉末冶金用合金鋼粉と、
   前記粉末冶金用鉄基混合粉末全体に対して０．２〜１．２質量％の黒鉛粉とを含有する、粉末冶金用鉄基混合粉末。
3. さらに、前記粉末冶金用鉄基混合粉末全体に対して０．５〜４．０質量％のＣｕ粉を含有する、請求項２に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。