(57)【要約】【課題】焼結体と被覆層の密着性に優れる被覆焼結体を提供する。【解決手段】金属で構成された焼結体と、高分子材料で構成され、前記焼結体の表面に設けられた被覆層とを備え、前記焼結体における前記被覆層との界面は、加工面と、前記加工面に開口する複数の開気孔とを有し、前記加工面は、前記被覆層から前記焼結体に向かって膨らむ複数の円弧が並列され、最大高さＲｚが４１μｍ以上であり、前記加工面に直交する前記焼結体の断面をとると、前記焼結体の開気孔率が２０％以上であり、前記複数の開気孔のうち３０％以上の数の前記開気孔が傾斜空間を有し、前記傾斜空間は、前記焼結体の前記加工面において隣り合う前記円弧の両方に接する接線に対して直交する第一仮想線上において、前記焼結体の金属領域よりも前記焼結体の内部側に存在する前記開気孔の空間である、被覆焼結体。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で構成された焼結体と、
高分子材料で構成され、前記焼結体の表面に設けられた被覆層とを備え、
前記焼結体における前記被覆層との界面は、
加工面と、
前記加工面に開口する複数の開気孔とを有し、
前記加工面は、
前記被覆層から前記焼結体に向かって膨らむ複数の円弧が並列され、
最大高さＲｚが４１μｍ以上であり、
前記加工面に直交する前記焼結体の断面をとると、
前記焼結体の開気孔率が２０％以上であり、
前記複数の開気孔のうち３０％以上の数の前記開気孔が傾斜空間を有し、
前記傾斜空間は、前記焼結体の前記加工面において隣り合う前記円弧の両方に接する接線に対して直交する第一仮想線上において、前記焼結体の金属領域よりも前記焼結体の内部側に存在する前記開気孔の空間である、
被覆焼結体。
【請求項２】
前記複数の開気孔のうち３０％以上の数の前記開気孔が幅広空間を有し、
前記幅広空間は、前記接線に平行な複数の第二仮想線のうち前記開口側の前記第二仮想線で切断される前記開気孔の幅よりも、前記焼結体の内部側の第二仮想線で切断される前記開気孔の幅が広い空間である請求項１に記載の被覆焼結体。
【請求項３】
前記焼結体は、鉄を含み、
前記被覆層は、フッ素樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン樹脂を含む請求項１又は請求項２に記載の被覆焼結体。
【請求項４】
前記焼結体の形状が、円筒状又は円柱状である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の被覆焼結体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の被覆焼結体を備える、
ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被覆焼結体、及びピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ピストン本体（焼結体）の外周面に熱可塑性樹脂（被覆層）を被覆することを開示している。ピストン本体は、軸方向の一方の端部から他方の端部にかけて、外径が小さくなっている外周面、又は溝幅や溝ピッチの異なる複数の溝が形成された外周面を有する。これらの外周面は、焼結後のサイジング工程でダイにテーパを設けたり、切削条件の変更によって溝幅や溝ピッチを変化させることで形成している。この特許文献１と同様に焼結体の表面に樹脂を設ける技術が、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−１６３３６４号公報
【特許文献２】特開２０１２−７７７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
焼結体と被覆層との更なる密着性の向上が望まれている。
【０００５】
そこで、本開示は、焼結体と被覆層の密着性に優れる被覆焼結体を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、上記被覆焼結体を備えるピストンを提供することを別の目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る被覆焼結体は、
金属で構成された焼結体と、
高分子材料で構成され、前記焼結体の表面に設けられた被覆層とを備え、
前記焼結体における前記被覆層との界面は、
加工面と、
前記加工面に開口する複数の開気孔とを有し、
前記加工面は、
前記被覆層から前記焼結体に向かって膨らむ複数の円弧が並列され、
最大高さＲｚが４１μｍ以上であり、
前記加工面に直交する前記焼結体の断面をとると、
前記焼結体の開気孔率が２０％以上であり、
前記複数の開気孔のうち３０％以上の数の前記開気孔が傾斜空間を有し、
前記傾斜空間は、前記焼結体の前記加工面において隣り合う前記円弧の両方に接する接線に対して直交する第一仮想線上において、前記焼結体の金属領域よりも前記焼結体の内部側に存在する前記開気孔の空間である。
【０００７】
本開示に係るピストンは、上記本開示に係る被覆焼結体を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る被覆焼結体は、焼結体と被覆層との密着性に優れる。
【０００９】
本開示に係るピストンは、長期にわたって使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１に係る被覆焼結体の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る被覆焼結体に備わる焼結体の開気孔を説明する説明図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る被覆焼結体に備わる焼結体の開気孔を説明する別の説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、試験例の密着性試験に用いる試験片を作製する工程を説明する説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、試験例の密着性試験を説明する説明図である。
【図５】図５は、試料Ｎｏ．１の被覆焼結体に備わる焼結体の加工面近傍を示す断面写真である。
【図６】図６は、試料Ｎｏ．１の被覆焼結体に備わる焼結体の加工面近傍を示す断面写真である。
【図７】図７は、試料Ｎｏ．１３の被覆焼結体に備わる焼結体の加工面近傍を示す断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《本開示の実施形態の説明》
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１２】
（１）本開示の一態様に係る被覆焼結体は、
金属で構成された焼結体と、
高分子材料で構成され、前記焼結体の表面に設けられた被覆層とを備え、
前記焼結体における前記被覆層との界面は、
加工面と、
前記加工面に開口する複数の開気孔とを有し、
前記加工面は、
前記被覆層から前記焼結体に向かって膨らむ複数の円弧が並列され、
最大高さＲｚが４１μｍ以上であり、
前記加工面に直交する前記焼結体の断面をとると、
前記焼結体の開気孔率が２０％以上であり、
前記複数の開気孔のうち３０％以上の数の前記開気孔が傾斜空間を有し、
前記傾斜空間は、前記焼結体の前記加工面において隣り合う前記円弧の両方に接する接線に対して直交する第一仮想線上において、前記焼結体の金属領域よりも前記焼結体の内部側に存在する前記開気孔の空間である。
【００１３】
上記の構成は、焼結体と被覆層との密着性に優れる。その理由は、最大高さＲｚが大きく、開気孔率が高いことで、焼結体と被覆層との接触面積が大きいからである。その上、多くの開気孔が傾斜空間を有するからである。傾斜空間は、被覆層の構成材料が入り込んでいて、良好なアンカー効果が得られる。
【００１４】
（２）上記被覆焼結体の一形態として、
前記複数の開気孔のうち３０％以上の数の前記開気孔が幅広空間を有し、
前記幅広空間は、前記接線に平行な複数の第二仮想線のうち前記開口側の前記第二仮想線で切断される前記開気孔の幅よりも、前記焼結体の内部側の第二仮想線で切断される前記開気孔の幅が広い空間であることが挙げられる。
【００１５】
上記の構成は、焼結体と被覆層との密着性により一層優れる。その理由は、多くの開気孔が幅広空間を有するからである。幅広空間は、被覆層の構成材料が入り込んでいて、良好なアンカー効果が得られる。
【００１６】
（３）上記被覆焼結体の一形態として、
前記焼結体は、鉄を含み、
前記被覆層は、フッ素樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン樹脂を含むことが挙げられる。
【００１７】
上記の構成は、ピストンなどの摺動部材の用途に好適に利用できる。フッ素樹脂やＰＥＥＫ樹脂は、摩擦係数が非常に低いからである。
【００１８】
（４）上記被覆焼結体の一形態として、
前記焼結体の形状が、円筒状又は円柱状であることが挙げられる。
【００１９】
上記の構成は、ピストンなどの摺動部材の用途に好適に利用できる。
【００２０】
（５）本開示の一形態に係るピストンは、
上記（１）から上記（４）のいずれか一つに記載の被覆焼結体を備える。
【００２１】
上記の構成は、長期にわたって使用できる。その理由は、焼結体に対する被覆層の密着性に優れるからである。
【００２２】
《本開示の実施形態の詳細》
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
【００２３】
《実施形態１》
〔被覆焼結体〕
図１から図３を参照して、実施形態１の被覆焼結体１を説明する。本形態の被覆焼結体１は、焼結体２と被覆層３とを備える。焼結体２は、金属で構成されている。被覆層３は、高分子材料で構成されている。この被覆層３は、焼結体２の表面に設けられている。本形態における被覆焼結体１の特徴の一つは、焼結体２における被覆層３との界面が特定の表面性状を有する点にある。以下、各構成を詳細に説明する。
【００２４】
［焼結体］
焼結体２は、複数の金属粒子同士が結合されてなる。金属としては、代表的には、鉄系材料が挙げられる。鉄系材料とは、純鉄又は鉄合金のことをいう。鉄系材料は、後述する用途に好適に利用できる。
【００２５】
鉄合金は、例えば、Ｃｕ（銅），Ｃ（炭素），Ｎｉ（ニッケル），Ｍｏ（モリブデン），Ｍｎ（マンガン），及びＣｒ（クロム）からなる群より選択される１種以上の添加元素を含有し、残部がＦｅ（鉄）及び不純物からなるものが挙げられる。Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｍｎ，及びＣｒの含有量は、焼結体２全体を１００質量％とするとき、合計で０質量％超１０．０質量％以下、更に５．０質量％以下、特に０．１質量％以上２．０質量％以下が挙げられる。Ｃの含有量は、焼結体２全体を１００質量％とするとき、０質量％超２．０質量％以下、更に０．１質量％以上１．０質量％以下が挙げられる。
【００２６】
具体的な鉄合金としては、ステンレス鋼、Ｆｅ−Ｃ系合金，Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｍｎ系合金，Ｆｅ−Ｃｕ系合金，Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系合金，Ｆｅ−Ｃｕ−Ｍｏ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｕ−Ｃ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金，Ｆｅ−Ｃｒ系合金，Ｆｅ−Ｍｏ−Ｃｒ系合金，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ系合金，Ｆｅ−Ｍｏ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｃ系合金などが挙げられる。
【００２７】
その他、焼結体２を構成する金属としては、銅、銅合金、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、純タングステンなどが挙げられる。
【００２８】
焼結体２の組成は、ＩＣＰ発光分光分析法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＩＣＰ−ＯＥＳ）などによって成分分析を行うことで確認できる。
【００２９】
（形状）
焼結体２の形状は、被覆焼結体１の用途に応じて適宜選択できる。焼結体２の形状は、代表的には、円筒状や円柱状が挙げられる。円筒状や円柱状の焼結体２は、被覆焼結体１の用途が例えばピストンなどの摺動部材の場合に好適に利用できる。その他、焼結体２の形状は、多角筒状や多角柱状などでもよい。
【００３０】
（相対密度）
焼結体２の相対密度は、例えば、８７％以上９９．５％以下が挙げられる。即ち、焼結体２は、０．５％以上１３％以下の範囲で気孔を含む。気孔は、後述するように焼結体２の加工面２０に開口する複数の開気孔２１を有する（図２、図３）。上記相対密度は、例えば、９０％以上、更に、９２％以上、特に、９５％以上が好ましい。上記相対密度は、例えば９７％以上、９８％以上、９９％以上でもよい。
【００３１】
焼結体２の相対密度は、「（焼結体の見掛け密度／焼結体の真密度）×１００」で求める。焼結体２の見掛け密度とは、被覆焼結体１から被覆層３を除去した焼結体２の見掛け密度である。被覆層３の除去は、切削加工で行える。この切削加工は、実質的に全ての被覆層３が除去されるように焼結体２の表面部分を除去するように行う。焼結体２の見掛け密度は、アルキメデス法に準拠して求める。具体的には、焼結体２の見掛け密度は、「｛焼結体の乾燥重量／（焼結体の乾燥重量−焼結体の油浸材の水中重量）｝×水の密度」で求める。焼結体２の油漬材の水中重量は、油中に浸漬して含油させた焼結体２を水中に浸漬させた部材の重量である。
【００３２】
（表面性状）
焼結体２の表面は、図２，図３に示すように、加工面２０を有する（併せて図５，図６参照）。この加工面２０は、被覆層３から焼結体２に向かって膨らむ複数の円弧が並列されている。図２、図３はそれぞれ、図５、図６に示す焼結体２００の断面写真における焼結体２００の表面（加工面２２０）近傍と開気孔２２１とを簡略化して示す。図２，図３はいずれも、説明の便宜上、図５、図６において、気孔のうち焼結体２００の表面に開口していない閉気孔を省略している。図５，図６において、灰色の部分が焼結体２００である。焼結体２００内に見える黒色の部分が気孔である。気孔のうち、焼結体２００の表面（図５，図６の紙面上側）に開口する空孔が開気孔２２１である。焼結体２００の表面の円弧状の部分は、加工面２２０である。
【００３３】
加工面２０（図２，図３）は、後述する成形体への切削加工により形成された面である。切削の方法は、加工対象である焼結体２の形状や表面の形状に応じて適宜選択される。本例の場合、切削は、旋盤によって行われる。一つの円弧は、バイトの刃先の形状に対応している。隣り合う円弧のピッチは送りに対応する。送りは加工対象の一回転当たりに工具が軸方向に進む距離である。
【００３４】
加工面２０の形成箇所は、被覆焼結体１の用途に応じて適宜選択できる。例えば、被覆焼結体１の用途がピストンなどの摺動部材の場合、加工面２０の形成箇所は、焼結体２の外周面が挙げられる。円筒状や円柱状の焼結体２の外周面を加工面２０とする場合、加工面２０の形状は円筒面である。焼結体２の各端面（軸方向の両側に位置する面）や円筒状の内周面は、加工面２０を有していなくてもよいし有していてもよい。焼結体２の全面が加工面２０で構成されていてもよい。この加工面２０の少なくとも一部に被覆層３が設けられている。
【００３５】
〈表面粗さ〉
焼結体２の加工面２０における被覆層３との界面の最大高さＲｚは、４１μｍ以上である。最大高さＲｚが４１μｍ以上であることで、被覆層３との密着性に優れる。その理由は、最大高さＲｚが大きいことで、焼結体２と被覆層３との接触面積が大きいからである。最大高さＲｚは、更に５０μｍ以上が好ましく、特に６０μｍ以上が好ましい。最大高さＲｚの上限は、特に限定されないものの、例えば２００μｍ程度が挙げられる。最大高さＲｚは、被覆焼結体１から被覆層３を除去した焼結体２の加工面２０を市販の表面粗さ測定機（東京精密社製ＳＵＲＦＣＯＭ  １４００Ｄ）によって測定して求める。最大高さＲｚの測定は、「ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１  製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面正常パラメータ（２００１）」に準拠して行う。或いは、最大高さＲｚは、被覆焼結体１における上記界面に直交する断面（焼結体２の形状が円筒状や円柱状の場合、焼結体２の軸に平行な断面）の写真において、画像解析ソフト（アメリカ国立衛生研究所フリーソフト  ＩｍａｇｅＪ）を用いても求めることができる。この画像解析ソフトを用いて求めた最大高さＲｚは、上記ＪＩＳに規定する最大高さＲｚとみなす。
【００３６】
〈開気孔〉
開気孔２１は、焼結体２の加工面２０における被覆層３との界面に開口している。上記界面に開口する開気孔２１の内部空間には、被覆層３の構成材料が入り込んでいる。内部空間に被覆層３の構成材料の入り込んでいることで、焼結体２と被覆層３との密着性が向上する。焼結体２は、界面に直交する焼結体２の断面（焼結体２の形状が円筒状や円柱状の場合、焼結体２の軸に平行な断面）をとったとき、開気孔率が特定の範囲を満たし、開気孔２１が特定の空間を有する。
【００３７】
〈開気孔率〉
焼結体２の開気孔率は、２０％以上である。焼結体２の開気孔率が２０％以上であることで、被覆層３との密着性に優れる。その理由は、開気孔率が高いことで、焼結体２と被覆層３との接触面積が大きいからである。焼結体２の開気孔率は、更に３５％以上が好ましく、特に５０％以上が好ましい。開気孔率は次のようにして求める。
【００３８】
焼結体２と被覆層３との界面に直交する焼結体２の断面をとる。この断面において、走査型電子顕微鏡により２０以上の観察視野をとる。各観察視野は、同一視野内に、焼結体２の加工面２０において隣り合う円弧の両方に接する接線Ｌ０が引けるようにとる。各観察視野の倍率は、４００倍である。各観察視野のサイズは、３００μｍ×２５０μｍである。各観察視野において、接線Ｌ０上における開気孔の合計長さを求める。求めた全ての合計長さの平均値をとる。開気孔率は、「（接線上における開気孔の合計長さの平均値／接線の長さ）×１００」で求める。
【００３９】
〈空間形状〉
・傾斜空間
開気孔２１は、図２に示すように、傾斜空間２２を有している。傾斜空間２２は、第一仮想線Ｌ１上において、焼結体２の金属領域よりも焼結体２の内部側に存在する開気孔２１の空間である。第一仮想線Ｌ１は、接線Ｌ０に対して直交する線を言う。焼結体２の内部側とは、第一仮想線Ｌ１に沿った方向であって、被覆層３から焼結体２に向かう方向（図２の紙面下方向）をいう。傾斜空間２２は、被覆層３の構成材料が入り込むことで良好なアンカー効果が得られる。そのため、傾斜空間２２を有する開気孔２１の数が多い被覆焼結体１は、焼結体２と被覆層３との密着性に優れる。
【００４０】
被覆焼結体１は、複数の開気孔２１のうち３０％以上の数の開気孔２１が傾斜空間２２を有する。傾斜空間２２を有する開気孔２１の数の割合は、次のようにして求める。
【００４１】
開気孔率を求める場合と同様の断面において、走査型電子顕微鏡により２０以上の観察視野をとる。各観察視野のとり方、倍率、サイズは、開気孔率を求める場合と同様である。各観察視野において、接線Ｌ０と、接線Ｌ０に対して直交する第一仮想線Ｌ１とをとる。第一仮想線Ｌ１は接線Ｌ０沿いの任意の位置に設定できる。ある開気孔２１において、接線Ｌ０の一端側から他端側に向かって第一仮想線Ｌ１を順次設定する。いずれかの第一仮想線Ｌ１上において、焼結体２の金属領域よりも焼結体２の内部側（図２紙面下側）に開気孔２１の空間が存在すれば、その開気孔２１は傾斜空間２２を有するものとする。また、ある開気孔２１において、いずれの第一仮想線Ｌ１においても被覆層３側には空間しか存在せず、焼結体２側には金属領域しか存在しない場合、傾斜空間２２がないものとする。全ての観察視野に含まれる全ての開気孔２１の数と傾斜空間２２を有する開気孔２１の数とを求める。そして、「（全ての観察視野に含まれる傾斜空間を有する開気孔の数／全ての観察視野に含まれる全ての開気孔の数）×１００」を求める。
【００４２】
・幅広空間
開気孔２１は、図３に示すように、更に、幅広空間２３を有していることが好ましい。幅広空間２３は、焼結体２の開口側の第二仮想線Ｌ２で切断される開気孔２１の幅Ｗ０よりも、焼結体２の内部側の第二仮想線Ｌ２で切断される開気孔２１の幅Ｗ２が広い空間である。第二仮想線Ｌ２とは、接線Ｌ０に平行な線をいう。焼結体２の開口側とは、第一仮想線Ｌ１に沿った方向であって、焼結体２から被覆層３に向かう方向（図３の紙面上方向）をいう。焼結体２の内部側とは、上述した通りである。幅広空間２３は、傾斜空間２２と同様、被覆層３の構成材料が入り込むことで良好なアンカー効果が得られる。そのため、幅広空間２３を有する開気孔２１の数が多い被覆焼結体１は、焼結体２と被覆層３との密着性に優れる。
【００４３】
被覆焼結体１は、複数の開気孔２１のうち３０％以上の数の開気孔２１が幅広空間２３を有していることが好ましい。幅広空間２３を有する開気孔２１の数の割合は、次のようにして求める。
【００４４】
開気孔率を求める場合と同様の断面において、走査型電子顕微鏡により２０以上の観察視野をとる。各観察視野のとり方、倍率、サイズは、開気孔率を求める場合と同様である。各観察視野において、接線Ｌ０と、接線Ｌ０に平行な第二仮想線Ｌ２とをとる。第二仮想線Ｌ２は、第一仮想線Ｌ１沿いの任意の位置（接線Ｌ０の平行な任意の位置）に設定できる。ある開気孔２１において、第一仮想線Ｌ１沿いの開口側（図３の紙面上側）から内部側（図３の紙面下側）に向かって第二仮想線Ｌ２を順次設定する。開口側のいずれかの第二仮想線Ｌ２で切断される開気孔２１の幅Ｗ０よりも内部側のいずれかの第二仮想線Ｌ２で切断される開気孔２１の幅Ｗ２が広ければ、その開気孔２１は幅広空間２３を有するものとする。また、ある開気孔２１において、内部側のいずれの第二仮想線Ｌ２で切断される開気孔２１の幅においても、開口側のいずれの第二仮想線Ｌ２で切断される開気孔２１の幅よりも狭い場合には、その開気孔２１は幅広空間２３がないものとする。
【００４５】
ある開気孔２１において、第二仮想線Ｌ２で切断したとき、複数の幅がとれる場合がある。即ち、開気孔２１の幅方向の途中で焼結体２の内部側から開口側に向かって突出する焼結体２の金属領域によって、開気孔２１が幅方向に複数の空間に分割されている場合がある。その場合、一つの空間において、開口側のいずれかの第二仮想線Ｌ２で切断される幅よりも内部側のいずれかの第二仮想線Ｌ２で切断される幅が広ければ、その開気孔２１は幅広空間を有すると見なす。例えば、Ｗ状の空間を有する開気孔において、幅方向の中央に焼結体の内部から開口側に向かって突出する焼結体の金属領域によって一方の空間と他方の空間とに分断されている場合を考える。一方の空間において、開口側のいずれかの第二仮想線で切断される幅よりも内部側のいずれかの第二仮想線で切断される幅が広い。これに対して、他方の空間において、内部側のいずれの第二仮想線で切断される幅においても、開口側のいずれの第二仮想線で切断される幅よりも狭い。この場合であっても、一方の空間は幅広空間を有すると見なすため、この開気孔は幅広空間を有すると見なす。
【００４６】
全ての観察視野に含まれる全ての開気孔２１の数と幅広空間２３を有する開気孔２１の数とを求める。そして、「（全ての観察視野に含まれる幅広空間を有する開気孔の数／全ての観察視野に含まれる全ての開気孔の数）×１００」を求める。
【００４７】
被覆焼結体１は、開気孔２１のうち３０％以上の数の開気孔２１が傾斜空間２２のみを有する（図２）、或いは、開気孔２１のうち３０％以上の数の開気孔２１が傾斜空間２２と幅広空間２３の両方を有する（図３）。被覆焼結体１は、傾斜空間２２のみを有する開気孔２１の数、或いは傾斜空間２２と幅広空間２３の両方を有する開気孔２１の数が多いほど好ましい。被覆焼結体１は、更に、開気孔２１のうち３５％以上の数の開気孔２１、４０％以上の数の開気孔２１、４５％以上の数の開気孔２１が傾斜空間２２のみを有する、或いは傾斜空間２２と幅広空間２３の両方を有することが好ましい。被覆焼結体１は、特に、５０％以上の数の開気孔２１、５５％以上の数の開気孔２１、６０％以上の数の開気孔２１が傾斜空間２２のみを有する、或いは傾斜空間２２と幅広空間２３の両方を有することが好ましい。
【００４８】
上述の最大高さＲｚや上述の開気孔２１を有する焼結体２は、後述するように切削加工を施した成形体を焼結することで作製できる。
【００４９】
［被覆層］
被覆層３は、焼結体２の表面に設けられている（図１）。被覆層３は、高分子材料で構成されている。高分子材料としては、例えば、樹脂やゴムが挙げられる。樹脂やゴムの種類は、被覆焼結体１の用途に応じて適宜選択できる。被覆焼結体１の用途が例えばピストンなどの摺動部材の場合、高分子材料としては、摩擦抵抗の小さな樹脂が好ましい。
【００５０】
樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂などが挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などが挙げられる。
【００５１】
ゴムとしては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＮ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどが挙げられる。
【００５２】
被覆焼結体１の用途が例えばピストンなどの摺動部材の場合、被覆層３としては、フッ素樹脂（例えばＰＴＦＥ）やＰＥＥＫ樹脂が好ましい。フッ素樹脂やＰＥＥＫ樹脂は、摩擦係数が非常に低いからである。
【００５３】
その他、被覆層３は、被覆焼結体１の用途にもよるものの、ウレタンスポンジやシリコンスポンジなどで構成してもよい。
【００５４】
被覆層３の材質は、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）により求められる。
【００５５】
被覆層３の被覆領域は、被覆焼結体１の用途に応じて適宜選択できる。被覆焼結体１の用途が例えばピストンなどの摺動部材の場合、被覆層３の被覆領域は、相手部材との摺動面が挙げられる。具体的には、焼結体２の形状が円筒状や円柱状の場合、被覆層３の被覆領域は、焼結体２の外周面が挙げられる。この場合、焼結体２の内周面や各端面（軸方向両側に位置する面）には、被覆層３が設けられていなくてもよいし、設けられていてもよい。被覆層３の被覆領域は、焼結体２の全面にわたる領域であってもよい。
【００５６】
被覆層３の厚みは、被覆焼結体１の用途に応じて適宜選択できる。被覆焼結体１の用途が例えばピストンなどの摺動部材の場合、被覆層３の厚みは、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下が挙げられ、更に、２０μｍ以上１００μｍ以下が挙げられ、特に３０μｍ以上５０μｍ以下が挙げられる。
【００５７】
被覆層３の厚みは次のようにして求められる。上記界面に直交する被覆層３の断面をとる。この断面において、走査型電子顕微鏡により５以上の観察視野をとる。各観察視野は、同一視野内に、被覆層における厚み方向の全域が含まれるようにとる。各観察視野の倍率は、２００倍である。各観察視野のサイズは、６００μｍ×５００μｍである。各観察視野において、厚み方向に沿った被覆層の長さを１０箇所以上測定する。測定した全ての長さの平均値をとる。平均値を被覆層３の厚みとする。
【００５８】
［用途］
本形態の被覆焼結体１は、ピストン、ギア、オイルポンプロータなどの一般構造用部品に好適に利用できる。特に、本形態の被覆焼結体１は、摺動部材（衝撃緩和用）、具体的には、ショックアブソーバーのピストンに好適に利用できる。その他、本形態の被覆焼結体１は、ゴムローラ（例えば、印刷用ローラなど）、押さえパッド、ロボット用部品などに好適に利用できる。
【００５９】
〔作用効果〕
本形態の被覆焼結体１は、焼結体２と被覆層３との密着性に優れる。焼結体２の加工面２０は、被覆層３との界面の最大高さＲｚが高くて開気孔率が高いため、焼結体２と被覆層３との接触面積が大きいからである。また、多くの開気孔２１が、被覆層３の構成材料が入り込んでいて良好なアンカー効果が得られる傾斜空間２２を有するからである。その上、多くの開気孔２１が、被覆層３の構成材料が入り込んでいて良好なアンカー効果が得られる幅広空間２３を有するからである。
【００６０】
〔被覆焼結体の製造方法〕
実施形態１の被覆焼結体１は、成形体を準備する工程と、成形体を切削加工する工程と、切削加工された成形体を焼結して焼結体を作製する工程と、焼結体に被覆層を形成する工程とを備える被覆焼結体の製造方法により製造できる。
【００６１】
［成形体の準備］
準備する成形体は、複数の金属粒子を含む原料粉末を加圧成形したものである。金属粒子の材質は、製造する焼結体２の材質に応じて適宜選択できる。
【００６２】
（原料粉末）
原料粉末は、例えば、以下の（ａ）から（ｄ）のいずれか１種を含むことが挙げられる。
（ａ）純鉄粉
（ｂ）上記純鉄粉と合金化元素粉末の両方を含む混合粉末
（ｃ）鉄合金粉末
（ｄ）上記混合粉末と上記鉄合金粉末の両方を含む複合粉末
【００６３】
〈ａ：純鉄粉〉
純鉄粉は、例えば、水アトマイズ粉、ガスアトマイズ粉、カルボニル粉、還元粉を使用できる。純鉄粉の平均粒径は、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下が挙げられる。平均粒径が上記範囲を満たす純鉄粉は、取り扱い易く、加圧成形し易い。平均粒径が２０μｍ以上の純鉄粉は、流動性を確保し易い。平均粒径が２００μｍ以下の純鉄粉は、緻密な組織の焼結体２を得易い。純鉄粉の平均粒径は、更に５０μｍ以上１５０μｍ以下が挙げられる。「平均粒径」は、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定した体積粒度分布における累積体積が５０％となる粒径（Ｄ５０）のことである。この点は、後述の合金化元素粉末及び鉄合金粉末の平均粒径でも同様である。
【００６４】
〈ｂ：混合粉末〉
混合粉末は、上記純鉄粉と合金化元素粉末とを含む。合金化元素粉末は、混合粉末を加圧成形して本焼結すると純鉄粉に添加されて鉄合金を構成する元素の粉末である。この合金化元素粉末は、例えば、Ｃｕ，Ｃ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｍｎ，及びＣｒからなる群より選択される１種以上の合金化元素の粉末が挙げられる。上記合金化元素は、焼入れ性を向上させられて焼結体２の機械的特性の向上に寄与する。上記合金化元素のうちＣｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｍｎ，及びＣｒの粉末の含有量は、混合粉末全体を１００質量％とするとき、合計で０質量％超１０．０質量％以下、更に５．０質量％以下、特に０．１質量％以上２．０質量％以下が挙げられる。一方、Ｃ粉末の含有量は、混合粉末全体を１００質量％とするとき、０質量％超２．０質量％以下、更に０．１質量％以上１．０質量％以下が挙げられる。各合金化元素粉末の平均粒径は、純鉄粉の平均粒径よりも小さくすることが好ましい。そうすれば、各合金化元素粉末が純鉄粒子間に均一に分散し易い。そのため、純鉄粉の平均粒径よりも小さな各合金化元素粉末は、合金化を進行し易い。混合粉末中の純鉄粉の含有量は、混合粉末全体を１００質量％とするとき、例えば９０質量％以上、更に９５質量％以上とすることが挙げられる。
【００６５】
〈ｃ：鉄合金粉末〉
鉄合金粉末は、鉄を主成分とし、上記合金化元素からなる群より選択される１種以上の添加元素を含有する鉄合金粒子を複数有する。具体的な鉄合金としては、上述した通りである。鉄合金における鉄の含有量は、鉄合金を１００質量％とするとき、９０質量％以上、更に９５質量％以上が挙げられる。鉄合金における添加元素の含有量は、合計で０質量％超１０．０質量％以下、更に０．１質量％以上５．０質量％以下が挙げられる。鉄合金におけるＣの含有量は、０質量％超２．０質量％以下、更に０．１質量％以上１．０質量％以下が挙げられる。Ｃは、鉄合金の添加元素として含まず、粉末として原料粉末に含まれていてもよい。即ち、原料粉末は、鉄合金粉末に加えてＣ粉末を含んでいてもよい。
【００６６】
鉄合金粉末の平均粒径は、例えば、上述の純鉄粉の平均粒径と同様、２０μｍ以上２００μｍ以下が挙げられる。
【００６７】
〈ｄ：複合粉末〉
複合粉末は、上述の混合粉末と上述の鉄合金粉末の両方を含む。即ち、複合粉末は、純鉄粉と、合金化元素粉末と、鉄合金粉末とを含む。複合粉末中の純鉄粉及び鉄合金に含まれる鉄の合計含有量は、複合粉末全体を１００質量％とするとき、９０質量％以上、更に９５質量％以上が挙げられる。複合粉末中の合金化元素粉末及び鉄合金における添加元素の合計含有量は、複合粉末全体を１００質量％とするとき、１質量％以上が挙げられ、更に２質量％以上１０質量％以下が挙げられる。
【００６８】
〈含有量〉
原料粉末における鉄系材料（純鉄粉や鉄合金粉の合計）の含有量は、原料粉末全体を１００質量％とするとき、例えば、９０質量％以上が挙げられ、更に、９３質量％以上、９５質量％以上、特に９７質量％以上、９９質量％以上が挙げられる。
【００６９】
〈その他〉
・潤滑剤
原料粉末は、潤滑剤を含有していてもよい。潤滑剤は、原料粉末の成形時の潤滑性が高められ、成形性を向上させる。更に、原料粉末に潤滑剤を混合すると、成形体中に潤滑剤が分散する。そのため、成形体中の潤滑剤は、後工程で成形体に切削工具で切削加工する際に切削工具の潤滑剤としても機能する。従って、潤滑剤は、切削抵抗を低減したり、工具寿命を改善したりできる。
【００７０】
潤滑剤の種類は、例えば、高級脂肪酸、金属石鹸、脂肪酸アミド、高級脂肪酸アミドなどが挙げられる。金属石鹸は、例えば、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸リチウムなどが挙げられる。脂肪酸アミドは、例えば、ステアリン酸アミド、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミドなどが挙げられる。高級脂肪酸アミドは、例えば、エチレンビスステアリン酸アミドなどが挙げられる。潤滑剤の存在形態は、固体状や粉末状、液体状など形態を問わない。潤滑剤には、これらの１種を単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。
【００７１】
原料粉末における潤滑剤の含有量は、原料粉末全体を１００質量％とするとき、例えば、０．１質量％以上２．０質量％以下が挙げられ、更に０．３質量％以上１．５質量％以下が挙げられ、特に０．５質量％以上１．０質量％以下が挙げられる。
【００７２】
（加圧成形）
原料粉末を加圧成形して得られる成形体の形状は、焼結体２の最終形状に沿った形状、具体的には円筒状や円柱状などが挙げられる。成形体の作製には、上記形状に成形できる適宜な成形装置（金型）を用いることが挙げられる。例えば、円柱や円筒の軸方向に沿ってプレス成形するように一軸加圧が可能な金型を用いることが挙げられる。
【００７３】
成形圧力は、高いほど、成形体を高密度化できる。高密度な成形体は、焼結体２の強度を高められる。成形圧力は、例えば、４００ＭＰａ以上が挙げられ、更に５００ＭＰａ以上が挙げられ、特に６００ＭＰａ以上が挙げられる。成形圧力の上限は、特に限定されないが、例えば、２０００ＭＰａ以下が挙げられ、更には、１０００ＭＰａ以下が挙げられ、特に９００ＭＰａ以下が挙げられる。
【００７４】
［成形体の切削加工］
切削加工は、成形体の表面のうち、少なくとも被覆層３が設けられる箇所に施す。この切削加工が施された成形体の表面が上述の被覆焼結体１における焼結体２の加工面２０になる。焼結前の成形体を加工するため、複雑形状な焼結体２の作製が容易である。成形体は、焼結されていない。そのため、成形体は、粒子同士が結合しておらず脆性である。よって、成形体は、切削加工し易い。成形体は、成形により原料粉末を固めただけであり、金属粉末の粒子同士が機械的に密着している。一方、焼結体２は、金属粉末の粒子同士が焼結により拡散結合して強固に結合している。
【００７５】
切削加工は、例えば、旋削加工、転削加工などが挙げられる。旋削加工の場合、切削工具には、バイトや刃先交換型切削チップなどを用いることが挙げられる。また、転削加工の場合、切削工具には、フライスやエンドミルなどを用いることが挙げられる。その他、切削加工は、ホブ、ブローチ、ピニオンカッタなどを用いてもよいし、複数種の加工を自動で行なえるマシニングセンタを用いてもよい。切削工具（基材）の材質は、成形体（鉄系材料）の加工に利用される適宜な高強度材料、例えば、超硬合金、サーメット、高速度鋼などが挙げられる。
【００７６】
［成形体の焼結］
上述の切削加工した成形体の焼結には、適当な焼結炉（図示略）を用いることができる。この焼結により、上述した焼結体２が得られる。
【００７７】
焼結条件は、成形体の材質に応じて焼結に必要な条件を適宜選択することができる。成形体の材質が鉄系材料の場合、焼結の温度は、例えば、１１００℃以上１４００℃以下が挙げられ、更に１１５０℃以上１２００℃以下が挙げられる。成形体の材質が鉄系材料の場合、焼結時間は、例えば、１５分以上１５０分以下が挙げられ、更に２０分以上６０分以下が挙げられる。成形体の材質が鉄系材料の場合の焼結条件は、公知の条件を適用できる。
【００７８】
［その他］
その他、焼結体２に対して、熱処理、及び仕上げ加工の少なくとも一つを施すことができる。
【００７９】
（熱処理）
熱処理としては、焼入れ処理、焼戻し処理などが挙げられる。焼入れ・焼戻しすることで、焼結体２の機械的特性、特に硬度及び強度が向上する。焼入れ処理は、浸炭焼入れ処理でもよい。焼入れ処理（浸炭焼入れ処理）、焼戻し処理は公知の条件を適用できる。
【００８０】
（仕上げ加工）
仕上げ加工は、焼結体２の寸法を設計寸法に合わせる。例えば、サイジングや焼結体２の表面への研磨加工などが挙げられる。焼結体２の表面性状は、サイジング前後で実質的に変化しない。研磨加工は、焼結体２の表面のうち被覆層３が形成されない箇所に施すことが挙げられる。この研磨加工により、被覆層３が形成されない箇所の表面粗さが小さい焼結体２を作製し易い。
【００８１】
［被覆層の形成］
被覆層の形成方法は、被覆する材質に応じて適宜選択できる。フッ素樹脂の被覆方法としては、例えば、塗布法、噴霧法、粉体塗装、ティッピングなどが挙げられる。更に、焼結体２に被覆したフッ素樹脂の表面に、電子線を照射してもよい。電子線を照射することで、フッ素樹脂が架橋する。そのため、焼結体２に対するフッ素樹脂の密着性が一層高まる。例えば、ＰＥＥＫ樹脂やＰＥＫ樹脂などの被覆方法としては、射出成形が挙げられる。これらの被覆方法は、公知の条件を適用できる。
【００８２】
〔作用効果〕
被覆焼結体の製造方法は、焼結体と被覆層との密着性に優れる被覆焼結体を製造できる。
【００８３】
《試験例１》
試験例１では、焼結体と被覆層との密着性を評価した。
【００８４】
〔試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２〕
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２の焼結体２００（図４Ａ）は、上述した被覆成形体の製造方法と同様にして、成形体を準備する工程と、成形体を切削加工する工程と、切削加工された成形体を焼結して焼結体を作製する工程と、を経て作製した。
【００８５】
［成形体の準備］
各試料の成形体は、原料粉末を準備し、原料粉末を加圧成形して作製した。
【００８６】
（原料粉末）
原料粉末は、混合粉末Ａと混合粉末Ｂの２種類の混合粉末を準備した。混合粉末Ａは、Ｆｅ粉末とＣｕ粉末とＣ粉末とを含む混合粉末とした。混合粉末Ｂは、混合粉末Ａと潤滑剤とを含む混合粉末とした。Ｆｅ粉末の平均粒径（Ｄ５０）は、１００μｍであり、Ｃｕ粉末及びＣ粉末の平均粒径（Ｄ５０）はいずれも、１０μｍである。各粉末の含有量は、Ｃｕ粉末の含有量を２質量％とし、Ｃ粉末の含有量を０．８質量％とし、Ｆｅ粉末の含有量を残部とした。潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛を用いた。潤滑剤の平均粒径（Ｄ５０）は、表１に示す通り、１．５μｍ、又は１０μｍとした。潤滑剤の添加量は、表１に示す通り、０．１質量％、０．８質量％、或いは１．０質量％とした。表１の潤滑剤の欄の「−」は潤滑剤を含んでいないことを意味する。
【００８７】
（加圧成形）
原料粉末を一軸加圧が可能な金型内に充填し、加圧成形して円柱状（直径：５０ｍｍ、高さ：２０ｍｍ）の成形体を作製した。成形体の外周面が金型のダイとの摺接面である。成形体の両端面がパンチの押圧面である。成形圧力は、表１に示す通り、４９０ＭＰａ、又は１９６１ＭＰａとした。
【００８８】
（成形体の相対密度）
成形体の相対密度を求めた。その結果を表１に示す。成形体の相対密度は、「（成形体の見掛け密度／成形体の真密度）×１００」で求めた。成形体の見掛け密度は、アルキメデス法に準拠して求めた。具体的には、成形体の見掛け密度は、「｛成形体の乾燥重量／（成形体の乾燥重量−成形体の油浸材の水中重量）｝×水の密度」で求める。成形体の油漬材の水中重量は、油中に浸漬して含油させた成形体を水中に浸漬させた部材の重量である。成形体の相対密度は、焼結後の焼結体に実質的に維持される。
【００８９】
［成形体の切削加工］
各試料の成形体の外周面を切削加工した。成形体の厚み２０ｍｍのうち５ｍｍの部分をチャックでつかみ、残りの厚み１５ｍｍの部分の外周面を全域にわたって加工した。切削加工は、Ｔスロットカッター、又は旋盤を用いた。Ｔスロットカッターは、カッター直径３０ｍｍ、厚み４ｍｍである。Ｔスロットカッターの切削条件は、回転数を７０００ｒｐｍとし、送りを８００ｍｍ／ｍｉｎとし、切削速度を６６０ｍ／ｍｉｎとした。旋盤の切削条件は、チャック回転数を４５０ｒｐｍとし、切削速度を７１ｍ／ｍｉｎとした。
【００９０】
［成形体の焼結］
切削加工が施された各試料の成形体を焼結して焼結体２００を作製した（図４Ａ）。焼結条件は、焼結温度を１１３０℃とし、焼結時間を３０分とし、焼結雰囲気を窒素雰囲気とした。焼結時間経過後、常温まで徐冷した。
【００９１】
〔試料Ｎｏ．１３〕
試料Ｎｏ．１３の焼結体２００は、成形体に切削加工を施すこと無く、焼結体に対して切削加工を施した点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製した。
【００９２】
【表１】
2020169362.tif 000003
【００９３】
〔焼結体の最大高さＲｚ〕
各試料の焼結体２００における加工面２２０の最大高さＲｚを測定した。最大高さＲｚの測定は、「ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１  製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面正常パラメータ（２００１）」に準拠して行った。その結果を、表２に示す。
【００９４】
〔開気孔率〕
各試料の焼結体２００における加工面２２０の開気孔率を測定した。
【００９５】
まず、次のようにして焼結体２００の加工面２２０に直交する断面をとった。焼結体２００をエポキシ樹脂で埋設した包埋物を作製する。この包埋物に対して、２段階に分けて研磨加工を施した。１段階目の研磨加工は、焼結体２００の加工面２２０に直交する断面が露出するまで行った。２段階目の研磨加工は、露出した焼結体２００の断面に対して行った。２段階目の研磨加工は鏡面研磨とした。
【００９６】
次に、研磨した断面において、上述した数の観察視野をとった。各観察視野のとり方、倍率、サイズは、上述の通りとした。各観察視野において、接線上における開気孔の合計長さを求めた。求めた全ての合計長さの平均値をとった。開気孔率は、「（接線上における開気孔の合計長さの平均値／接線の長さ）×１００」で求めた。その結果を表２に示す。
【００９７】
〔傾斜空間・幅広空間〕
各試料の焼結体２００における加工面２２０の開気孔のうち、傾斜空間のみ有する開気孔（幅広空間は有さない）の数と、傾斜空間と幅広空間の両方を有する開気孔の数の合計数の割合を求めた。傾斜空間のみ有する開気孔の数と、傾斜空間と幅広空間の両方を有する開気孔の数とは、上述したように接線Ｌ０、第一仮想線Ｌ１、第二仮想線Ｌ２、幅Ｗ０、幅Ｗ２（図２，図３）をとって求めた。上記合計数の割合は、「［｛（全ての観察視野に含まれる傾斜空間のみを有する開気孔の数）＋（全ての観察視野に含まれる傾斜空間及び幅広空間を有する開気孔の数）｝／（全ての観察視野に含まれる全ての開気孔の数）］×１００」で求めた。その結果を表２に示す。
【００９８】
〔密着性の評価〕
作製した各試料の焼結体２００と高分子材料３００との密着性を評価した。
【００９９】
（試験ブロックの作製）
密着性を評価するための試験ブロック１００（図４Ｂ）を次のようにして作製した。焼結体２００を乾式バンドソーにより切断して、一対の試験片２１０を作製した（図４Ａ）。切断箇所は、焼結体２００の中心軸を挟んで互いに対向する箇所とした。各試験片２１０の切り出しは、各試験片２１０の一つの面の全域が焼結体２００の加工面２２０となるように行った。各試験片２１０のサイズは、厚み１３ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍとした。試験片２１０の厚みは、焼結体２００の厚み（軸方向に沿った長さ）方向に沿った長さである。各試験片２１０は、加工面２２０の円弧の両端を直線で結ぶ長さが１０ｍｍである。また、各試験片２１０は、試験片２１０の厚み方向と上記直線に沿った方向との両方向に直交する長さが１０ｍｍである。
【０１００】
各試験片２１０の加工面２２０とは反対側面２３０にねじ穴２３１（Ｍ６）を設けた（図４Ｂ）。そして、一対の試験片２１０の加工面２２０同士を高分子材料３００により接着させて試験ブロック１００を作製した。高分子材料３００は、ＰＥＥＫ樹脂、又はＰＴＦＥ樹脂を用いた。
【０１０１】
ＰＥＥＫ樹脂で接着された試験ブロック１００は、次のようにして作製した。まず、一対の試験片２１０を、互いの加工面２２０が対向するように配置した。互いの加工面２２０の間には、所定の間隔を設けた。次に、加工面２２０同士の間にＰＥＥＫ樹脂を射出成形した。射出温度を３５０℃〜３７０℃とした。射出圧は、最大で２００ＭＰａとした。
【０１０２】
ＰＴＦＥ樹脂で接着された試験ブロック１００は、次のようにして作製した。まず、各試験片２１０の加工面２２０にフッ素樹脂ディスパージョン（フッ素樹脂の粉末を溶媒に均一に分散させた液体）を塗布する。次に、塗布された加工面２２０同士を突き合わせた状態で加熱して、塗布されたフッ素樹脂ディスパージョンの溶媒を除去した。加熱温度は、３５０℃〜４００℃とした。
【０１０３】
（評価）
密着性の評価は、試験ブロック１００を用いて次のようにして行った。試験ブロック１００の各試験片２１０のねじ穴２３１にねじ（図示略）を締め付けた。島津製作所製オートグラフＡＧ−２５ＴＣを用い、各ねじを図４Ｂの白抜き矢印で示すように互いのねじが離れる方向に引っ張った。試験片２１０同士が互いに離れるまでの最大応力を求めた。その結果を表２に示す。
【０１０４】
【表２】
2020169362.tif 000004
【０１０５】
表２に示すように、試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．５、Ｎｏ．７、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２の焼結体２００は、上記最大応力が９３ＭＰａ以上であった。このように、試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．５、Ｎｏ．７、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２の焼結体２００は、上記最大応力がＰＥＥＫ樹脂自体の室温での引張強さ（９７ＭＰａ程度）の９０％以上、更には９５％以上を満たすことがわかった。即ち、試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．５、Ｎｏ．７、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２の焼結体２００は、ＰＥＥＫ樹脂との密着性に優れると解釈できる。
【０１０６】
また、試料Ｎｏ．２の焼結体２００は、上記最大応力が３０ＭＰａ以上であった。このように、試料Ｎｏ．２の焼結体２００は、上記最大応力がＰＴＦＥ樹脂自体の室温での引張強さ（２０〜３５ＭＰａ）に対して９０％以上（ＰＴＦＥ樹脂自体の室温での引張強さを３５ＭＰａとしたとき）を満たすことがわかった。即ち、試料Ｎｏ．２の焼結体２００は、ＰＴＦＥ樹脂との密着性に優れると解釈できる。
【０１０７】
〔表面性状の観察〕
代表的に、試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．１３の焼結体２００における加工面２２０の表面性状を観察した。図５，図６に、試料Ｎｏ．１の焼結体２００における加工面２２０の断面の顕微鏡写真（図５は倍率２００倍、図６は倍率１０００倍）を示す。図７に、試料Ｎｏ．１３の焼結体２００における加工面２２０の断面の顕微鏡写真（倍率２００倍）を示す。図５〜図７の断面は、加工面２２０に直交する断面（焼結体２００の軸方向に平行な断面）である。図５〜図７の実質的に紙面左右方向が、焼結体２００の軸方向に相当する。これらの断面は、上述した開気孔率を測定するときと同様、焼結体２００をエポキシ樹脂で埋設し包埋物に２段階の研磨加工を施してとったものである。図５〜図７において、灰色の部分が焼結体２００である。焼結体２００内に見える黒色の部分が気孔である。焼結体２００の表面の円弧状の部分は、加工面２２０である。
【０１０８】
図５，図６に示すように、試料Ｎｏ．１の焼結体２００の加工面２２０には、表面に開口する多くの開気孔２２１が形成されていることがわかった。そして、開気孔２２１は、傾斜空間や幅広空間を有することがわかった。これに対して、図７に示すように、試料Ｎｏ．１３の焼結体２００の加工面２２０には、開気孔が実質的に形成されていないことがわかった。
【０１０９】
《試験例２》
焼結体に被覆層を設けてピストンを作製した。焼結体は、試験例１の試料Ｎｏ．１と同様にして作製した。焼結体のサイズは、直径が３０ｍｍ、高さが１０ｍｍとした。焼結体の相対密度は、８７％とした。この焼結体の加工面にＰＴＦＥ樹脂からなる被覆層を形成した。被覆層の形成は、試料Ｎｏ．２と同様、フッ素樹脂ディスパージョンを塗布し、加熱により溶媒を除去することで行った。そうして、焼結体の外周面に溝加工を施さなくても、焼結体の外周面に被覆層が設けられたピストンを作製できた。
【０１１０】
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１１】
１  被覆焼結体
２  焼結体
２０  加工面
２１  開気孔
２２  傾斜空間
２３  幅広空間
３  被覆層
１００  試験ブロック
２００  焼結体
２１０  試験片
２２０  加工面
２２１  開気孔
２３０  反対側面
２３１  ねじ穴
３００  高分子材料
Ｌ０  接線
Ｌ１  第一仮想線
Ｌ２  第二仮想線
Ｗ０、Ｗ２  幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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