(57)【要約】【課題】オーステナイト系ステンレス鋼を主成分とし、流動性及び焼結性に優れ、プレス成形法を用いて高密度の焼結部品を製造可能な合金粉末組成物を提供すること。【解決手段】合金粉末組成物は、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、５０％径（Ｄ50）が２０μｍ以上３０μｍ以下である合金粉末と、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＳｉＯ2、及びＴｉＯ2からなる群から選ばれるいずれか１以上の金属酸化物からなり、５０％径（Ｄ50）が５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であり、表面が疎水性である流動性改善粒子と、潤滑剤とを含む。前記流動性改善粒子の含有量は、０．００５ｍａｓｓ％以上０．２００ｍａｓｓ％以下であり、前記潤滑剤の含有量は、０．５ｍａｓｓ％以上１．５ｍａｓｓ％以下である。【選択図】図２
2020037735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成を備えた合金粉末組成物。
（１）前記合金粉末組成物は、
オーステナイト系ステンレス鋼からなり、５０％径（Ｄ50）が２０μｍ以上３０μｍ以下である合金粉末と、
Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＳｉＯ2、及びＴｉＯ2からなる群から選ばれるいずれか１以上の金属酸化物からなり、５０％径（Ｄ50）が５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であり、表面が疎水性である流動性改善粒子と、
潤滑剤と
を含む。
（２）前記流動性改善粒子の含有量は、０．００５ｍａｓｓ％以上０．２００ｍａｓｓ％以下であり、
前記潤滑剤の含有量は、０．５ｍａｓｓ％以上１．５ｍａｓｓ％以下である。
【請求項２】
前記流動性改善粒子は、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、及びＴｉＯ2からなる群から選ばれるいずれか１以上の金属酸化物からなる請求項１に記載の合金粉末組成物。
【請求項３】
前記合金粉末は、
１０％径（Ｄ10）が７μｍ以上１３μｍ以下であり、かつ、
９０％径（Ｄ90）が４０μｍ以上６５μｍ以下である
請求項１又は２に記載の合金粉末組成物。
【請求項４】
前記流動性改善粒子に加えて、又はこれに代えて、前記合金粒子の表面を被覆するシランカップリング剤からなる被膜を備えている請求項１から３までのいずれか１項に記載の合金粉末組成物。
【請求項５】
前記被膜の含有量は、０．００５ｍａｓｓ％以上０．３００ｍａｓｓ％以下である請求項４に記載の合金粉末組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金粉末組成物に関し、さらに詳しくは、オーステナイト系ステンレス鋼からなる高密度の焼結部品の製造に適した合金粉末組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
「プレス成形法」とは、ステンレス鋼、鉄、銅などの合金粉末に潤滑剤を混合し、合金粉末を金型に充填してプレス成形し、成形体を焼結炉で熱処理することにより焼結部品を得る方法をいう。プレス成形法を用いると、複雑で高精度の機械部品を高い生産性で製造することができる。そのため、焼結部品は、電気、機械、自動車などの分野で幅広く利用されている。
【０００３】
プレス成形法を用いて焼結部品を製造する場合、一般に、合金粉末の粒径が小さくなるほど、焼結部品の密度は高くなる。しかしながら、合金粉末の粒径が小さくなるほど、合金粉末の流動性が低下し、金型への合金粉末の充填が困難となる。一方、高密度の焼結部品を得るための技術として、金属射出成形（ＭＩＭ）法や造粒法などが知られているが、これらはプロセスコストが高いため、安価であることが要求される用途（例えば、自動車用途）には適用できなかった。
【０００４】
そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、オーステナイト系ステンレス鋼からなる主粉末に、Ｆｅ−Ｂ粉末を配合した高密度焼結体用混合粉末が開示されている。
同文献には、
（ａ）オーステナイト中におけるＦｅの拡散係数は、フェライト中におけるそれに比べて小さいため、オーステナイト系ステンレス鋼は焼結反応が進みにくい点、及び、
（ｂ）オーステナイト系ステンレス鋼からなる主粉末に、これと共晶反応を生じる従粉末（例えば、Ｆｅ−Ｂ粉末）を添加すると、主粉末の隙間に液相が形成され、局所的に液相焼結が生じて焼結体の焼結密度が高まる点、
が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、８５重量％以上の鉄基金属粉末と、０．００５〜３重量％の結合剤と、０．１〜２重量％の潤滑剤と、０．００５〜２重量％の粒状二酸化珪素とを含み、粒状二酸化珪素の平均粒径が４０ｎｍ未満である冶金用粉末組成物が開示されている。
同文献には、
（ａ）鉄基金属粉末に流動剤として粒状二酸化珪素を配合すると、粉末組成物の流動性が増大する点、
（ｂ）鉄基金属粉末に潤滑剤を添加すると、ダイス空洞から成形部品を取り出すのに必要な射出力を減少させることができる点、及び、
（ｃ）流動剤は成形工程中の内部潤滑剤としても機能する点
が記載されている。
【０００６】
プレス成形法を用いて焼結部品を効率的に量産するためには、合金粉末を金型に効率良く充填する必要がある。そのため、焼結部品用の合金粉末には、高い流動性が求められる。高い流動性を得るために、焼結部品の製造には、通常、平均粒径が約６０μｍの合金粉末が用いられている。
【０００７】
しかしながら、平均粒径が約６０μｍであるオーステナイト系ステンレス鋼粉末を用いて、一般的な成形圧力（７ｔ／ｃｍ2程度）で焼結部品を製造した場合、その焼結密度は８６％程度であり、気密性を保持するために必要な高焼結密度（９１％以上）は得られない。また、空隙率が約１４％であるため、耐食性、硬さ、及び強度が不十分である。
一方、フェライト系ステンレス鋼は、焼結性が高いため、生産性の高い一般的な製造条件下においても、比較的容易に高焼結密度が得られる。しかしながら、フェライト系ステンレス鋼は耐熱性に劣るため、フェライト系ステンレス鋼からなる焼結部品は低温部の排気系部品などに使用されるに留まっている。
【０００８】
耐熱性及び気密性に優れた焼結部品を低コストで製造するためには、オーステナイト系ステンレス鋼を主成分とし、流動性及び焼結性に優れ、しかも、プレス成形法を用いて高密度の焼結部品を製造することが可能な合金粉末組成物が必要となる。しかしながら、このような合金粉末組成物が提案された例は、従来にはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０８９８０１号公報
【特許文献２】特許第３９６４１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、オーステナイト系ステンレス鋼を主成分とし、流動性及び焼結性に優れ、しかも、プレス成形法を用いて高密度の焼結部品を製造することが可能な合金粉末組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る合金粉末組成物は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記合金粉末組成物は、
オーステナイト系ステンレス鋼からなり、５０％径（Ｄ50）が２０μｍ以上３０μｍ以下である合金粉末と、
Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＳｉＯ2、及びＴｉＯ2からなる群から選ばれるいずれか１以上の金属酸化物からなり、５０％径（Ｄ50）が５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であり、表面が疎水性である流動性改善粒子と、
潤滑剤と
を含む。
（２）前記流動性改善粒子の含有量は、０．００５ｍａｓｓ％以上０．２００ｍａｓｓ％以下であり、
前記潤滑剤の含有量は、０．５ｍａｓｓ％以上１．５ｍａｓｓ％以下である。
【００１２】
合金粉末組成物は、前記流動性改善粒子に加えて、又はこれに代えて、前記合金粒子の表面を被覆するシランカップリング剤からなる被膜を備えていても良い。
【発明の効果】
【００１３】
Ｄ50が２０μｍ〜３０μｍである合金粉末は、焼結性は高いが、流動性が低い。このような合金粉末に対して、所定の条件を満たす流動性改善粒子を添加すると、高い焼結性を維持したまま、流動性を改善することができる。そのため、このような合金粉末組成物を原料に用いると、低コストなプレス成形法を用いて、高密度かつ高耐熱性の焼結部品を製造することができる。具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼からなる合金粉末であっても、プレス成形法により９１％以上の焼結密度を得ることができる。
また、流動性改善粒子の添加に加えて、又はこれに代えて合金粉末の表面をＳＣ処理した場合も、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】５０％径（Ｄ50）が約６０μｍであるオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｌ）粉末及びフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３４Ｌ）粉末を用いて焼結部品を作製した時の、成形圧力と圧粉密度及び焼結密度との関係を示す。
【図２】実施例１及び比較例１で得られた焼結体の塩水噴霧試験結果である。
【図３】ＳＵＳ３０４Ｌ焼結体の焼結密度に及ぼす焼結温度の影響を示す図である。
【図４】ＳＵＳ３０４Ｌ焼結体の焼結密度と硬さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１．  合金粉末組成物］
本発明に係る合金粉末組成物は、以下の構成を備えている。
（１）前記合金粉末組成物は、
オーステナイト系ステンレス鋼からなり、５０％径（Ｄ50）が２０μｍ以上３０μｍ以下である合金粉末と、
Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＳｉＯ2、及びＴｉＯ2からなる群から選ばれるいずれか１以上の金属酸化物からなり、５０％径（Ｄ50）が５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であり、表面が疎水性である流動性改善粒子と、
潤滑剤と
を含む。
（２）前記流動性改善粒子の含有量は、０．００５ｍａｓｓ％以上０．２００ｍａｓｓ％以下であり、
前記潤滑剤の含有量は、０．５ｍａｓｓ％以上１．５ｍａｓｓ％以下である。
【００１６】
［１．１．  合金粉末］
［１．１．１．  組成］
合金粉末は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる。本発明において、オーステナイト系ステンレス鋼の組成は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な組成を選択することができる。
【００１７】
本発明が適用されるオーステナイト系ステンレス鋼としては、例えば、
（ａ）１８Ｃｒ−８Ｎｉ−低Ｃ鋼（ＳＵＳ３０４Ｌ）、
（ｂ）１８Ｃｒ−１２Ｎｉ−２．５Ｍｏ−低Ｃ鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）、
（ｃ）２５Ｃｒ−２０Ｎｉ鋼（ＳＵＳ３１０Ｓ）、
（ｄ）２１Ｃｒ−２４．５Ｎｉ−４．５Ｍｏ−１．５Ｃｕ−低Ｃ鋼（ＳＵＳ８９０Ｌ）、
などがある。
【００１８】
［１．１．２．  平均粒径及び流度分布］
「５０％径（Ｄ50）」とは、粒度の積算値が５０％となる時の粒子径（メディアン径）をいう。
「１０％径（Ｄ10）」とは、粒度の積算値が１０％となる時の粒子径をいう。
「９０％径（Ｄ90）」とは、粒度の積算値が９０％となる時の粒子径をいう。
【００１９】
合金粉末のＤ50は、焼結部品の密度及び生産性に影響を与える。合金粉末のＤ50が小さくなるほど、焼結性が向上し、高密度の焼結部品を得ることができる。しかしながら、Ｄ50が小さくなりすぎると、流動性が低下し、合金粉末を金型に効率良く充填するのが困難となる。従って、Ｄ50は、２０μｍ以上である必要がある。Ｄ50は、好ましくは、２２μｍ以上である。
一方、Ｄ50が大きくなるほど、流動性が向上する。しかし、Ｄ50が大きくなりすぎると、焼結性が低下し、オーステナイト系ステンレス鋼からなる高密度（相対密度９１％以上）の焼結部品を得ることができない。従って、Ｄ50は、３０μｍ以下である必要がある。Ｄ50は、好ましくは、２８μｍ以下である。
【００２０】
一般に、合金粉末の粒度分布が狭くなるほど、焼結密度が高くなる。一方、合金粉末の粒度分布を必要以上に狭くするのは、合金粉末の高コスト化を招く。相対的に高い焼結密度と低コスト化を両立させるためには、合金粉末は、
（ａ）１０％径（Ｄ10）が７μｍ以上１３μｍ以下であり、かつ、
（ｂ）９０％径（Ｄ90）が４０μｍ以上６５μｍ以下であるもの
が好ましい。
【００２１】
［１．２．  流動性改善粒子］
「流動性改善粒子」とは、金属酸化物からなるナノメートルサイズの粒子をいう。２０〜３０μｍの合金粉末に所定量の金属酸化物ナノ粒子を添加すると、合金粉末の流動性が向上する。これは、流動性改善粒子が合金粉末間の摩擦抵抗を低減するためと考えられる。
【００２２】
［１．２．１．  組成］
本発明において、流動性改善粒子は、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＳｉＯ2、又は、ＴｉＯ2からなる。これらの金属酸化物は、いずれもオーステナイト系ステンレス鋼からなる合金粉末の流動性を改善する効果が大きいので、流動性改善粒子の材料として好適である。流動性改善粒子は、これらのいずれか１種の金属酸化物からなるものでも良く、あるいは、２種以上の金属酸化物の混合物であっても良い。
これらの中でも、前記流動性改善粒子は、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、及び／又は、ＴｉＯ2が好ましい。これは、これらを含む合金粉末組成物から製造される焼結部品は、塩水噴霧に対する耐食性に優れるためである。
さらに、流動性改善粒子の表面は、疎水性である必要がある。流動性改善粒子は表面積が大きいために、吸湿しやすい。流動性改善粒子が吸湿すると、粒子同士の接触抵抗が大きくなり、合金粉末組成物の流動性が低下する。
これに対し、流動性改善粒子の表面が疎水性であると、流動性改善粒子の吸湿を防ぐことができるので、プレス成形時における合金粉末組成物の流動性が向上する。
流動性改善粒子の表面を疎水性にする方法としては、例えば、流動性改善粒子の表面をシランカップリング剤で処理する方法がある。シランカップリング剤処理の詳細については、後述する。
【００２３】
［１．２．２．  平均粒径］
流動性改善粒子のＤ50が小さくなりすぎると、流動性改善効果が得られない。従って、流動性改善粒子のＤ50は、５ｎｍ以上である必要がある。Ｄ50は、好ましくは、６ｎｍ以上である。
一方、流動性改善粒子のＤ50が大きくなりすぎると、高密度の焼結体を得ることができない。従って、流動性改善粒子のＤ50は、３５ｎｍ以下である必要がある。Ｄ50は、好ましくは、２０ｎｍ以下である。
【００２４】
［１．２．３．  含有量］
「流動性改善粒子の含有量」とは、合金粉末組成物の全質量（Ｗtotal）に対する、流動性改善粒子の質量（Ｗp）の割合（＝Ｗp×１００／Ｗtotal）をいう。
流動性改善粒子の含有量が少なすぎると、合金粉末の流動性が低下する。高い流動性を得るためには、流動性改善粒子の含有量は、０．００５ｍａｓｓ％以上である必要がある。流動性改善粒子の含有量は、好ましくは、０．０１ｍａｓｓ％以上である。
一方、流動性改善粒子の含有量が過剰になると、合金粉末の焼結性が低下する。従って、流動性改善粒子の含有量は、０．２００ｍａｓｓ％以下である必要がある。流動性改善粒子の含有量は、好ましくは、０．１００ｍａｓｓ％以下である。
【００２５】
［１．３．  潤滑剤］
［１．３．１．  組成］
合金粉末には、流動性改善粒子に加えて、更に潤滑剤が添加される。潤滑剤は、プレス成形時に金型からの成形体の射出を容易化するために添加される。
潤滑剤の組成は、潤滑作用がある化合物である限りにおいて、特に限定されない。潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、エチレンビスステアリン酸アミド、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウムなどがある。
【００２６】
［１．３．２．  含有量］
「潤滑剤の含有量」とは、合金粉末組成物の全質量（Ｗtotal）に対する、潤滑剤の質量（ＷL）の割合（＝ＷL×１００／Ｗtotal）をいう。
潤滑剤の含有量が少なすぎると、合金粉末の焼結性が低下する。従って、潤滑剤の含有量は、０．５ｍａｓｓ％以上である必要がある。潤滑剤の含有量は、好ましくは、０．７ｍａｓｓ％以上、さらに好ましくは、０．８ｍａｓｓ％以上である。
一方、潤滑剤の含有量が過剰になると、合金粉末の流動性が低下する。従って、潤滑剤の含有量は、１．５ｍａｓｓ％以下である必要がある。潤滑剤の含有量は、好ましくは、１．３ｍａｓｓ％以下、さらに好ましくは、１．２ｍａｓｓ％以下である。
【００２７】
［１．４．  シランカップリング剤処理］
［１．４．１．  概要］
「シランカップリング剤（ＳＣ）処理」とは、合金粉末の表面をシランカップリング剤からなる被膜で被覆する処理をいう。シランカップリング剤の種類は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適なものを選択することができる。
シランカップリング剤としては、例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルエトキシシランなどがある。
【００２８】
合金粉末表面のＳＣ処理は、上述した流動性改善粒子と同様に、合金粉末の流動性を改善する効果がある。これは、ＳＣ処理によって合金粉末の表面が疎水性となり、吸湿を防ぐためと考えられる。
ＳＣ処理は、流動性改善粒子の添加に代えて行っても良く、あるいは、流動性改善粒子の添加に加えて行っても良い。ＳＣ処理と流動性改善粒子の添加を同時に行うと、合金粉末の疎水機能が向上し、流動性がさらに向上するという利点がある。
【００２９】
［１．４．２．  被膜の含有量］
「被膜の含有量」とは、合金粉末組成物の全質量（Ｗtotal）に対する、ＳＣ処理により導入された被膜の質量（ＷSC）の割合（＝ＷSC×１００／Ｗtotal）をいう。
被膜の含有量が少なすぎると、合金粉末の流動性が低下する。従って、被膜の含有量は、０．００５ｍａｓｓ％以上である必要がある。被膜の含有量は、好ましくは、０．０１ｍａｓｓ％以上である。
一方、被膜の含有量が過剰になると、合金粉末の焼結性が低下する。従って、被膜の含有量は、０．３００ｍａｓｓ％以下である必要がある。被膜の含有量は、好ましくは、０．１００ｍａｓｓ％以下である。
【００３０】
［２．  合金粉末組成物の製造方法］
本発明に係る合金粉末組成物は、
（ａ）合金粉末に対して必要に応じてＳＣ処理を施し、これに潤滑剤を添加して混合し、
（ｂ）合金粉末−潤滑剤混合物に対してさらに流動性改善粒子を添加して混合する、
ことにより製造することができる。
【００３１】
合金粉末の製造方法は、特に限定されない。合金粉末の製造方法としては、例えば、水噴霧法、ガス噴霧法、メルトスピニング法、回転電極法、還元法などがある。
原料配合物の混合方法も、特に限定されない。原料配合物を混合するための混合機としては、例えば、ダブルコーン式混合機、Ｖコーン式混合機などがある。
さらに、ＳＣ処理は、具体的には、シランカップリング剤を含む溶液を合金粉末に散布し、乾燥させることにより行うのが好ましい。
【００３２】
［３．  作用］
図１に、５０％径（Ｄ50）が約６０μｍであるオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｌ）粉末及びフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３４Ｌ）粉末を用いて焼結部品を作製した時の、成形圧力と圧粉密度及び焼結密度との関係を示す。焼結温度は、１２００℃とした。成形圧力が同一である場合、圧粉密度は、粉末組成によらず、ほぼ同一である。しかし、焼結密度は、粉末組成に大きく依存しており、オーステナイト系ステンレス鋼の焼結密度は、フェライト系ステンレス鋼に比べて低い。
【００３３】
例えば、成形圧力が７ｔ／ｃｍ2である場合、圧粉密度は、いずれも約８３％であった。一方、フェライト系ステンレス鋼の焼結密度は約９１％（約８％増）であるのに対し、オーステナイト系ステンレス鋼のそれは約８６〜８７％（約３〜４％増）であった。これは、オーステナイト中のＦｅの拡散係数がフェライト中のそれより低いためと考えられる。
【００３４】
上述したように、プレス成形法を用いて焼結部品を製造する場合、一般的には、Ｄ50が約６０μｍである合金粉末が用いられる。Ｄ50が約６０μｍである合金粉末は、流動性に優れており、低コストであるが、焼結性は低い。そのため、焼結性の低いオーステナイト系ステンレス鋼粉末を用いて一般的な条件下で焼結部品を作製した場合、到達可能な焼結密度は９０％に満たない。
【００３５】
一方、高密度焼結体を得る方法として、例えば、金属射出成形（ＭＩＭ）法が知られている。ＭＩＭ法ではＤ50が約１０μｍである粉末が用いられるため、オーステナイト系ステンレス鋼であっても、焼結密度は約９７％にまで達する。しかし、ＭＩＭ法は、プロセスコストが高い。
【００３６】
これに対し、Ｄ50が２０μｍ〜３０μｍである合金粉末は、焼結性は高いが、流動性が低い。このような合金粉末に対して、所定の条件を満たす流動性改善粒子を添加すると、高い焼結性を維持したまま、流動性を改善することができる。そのため、このような合金粉末組成物を原料に用いると、低コストなプレス成形法を用いて、高密度かつ高耐熱性の焼結部品を製造することができる。具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼からなる合金粉末であっても、プレス成形法により９１％以上の焼結密度を得ることができる。
また、流動性改善粒子の添加に加えて、又はこれに代えて合金粉末の表面をＳＣ処理した場合も、同様の効果が得られる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１〜４１、比較例１〜１４）
［１．  試料の作製］
合金粉末には、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１０Ｓ、又はＳＵＳ８９０Ｌを用いた。合金粉末は、水噴霧法により作製した。合金粉末の５０％径（Ｄ50）及び粒度分布は、分級法により制御した。さらに、合金粉末の一部については、予めシランカップリング剤で処理した。シランカップリング剤には、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いた。
【００３８】
流動性改善粒子には、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、又はＴｉＯ2を用いた。流動性改善粒子は、化合物純度が９７％以上の試薬をアトライターでナノサイズまで粉砕することにより製造した。また、比較例９を除き、流動性改善粒子の表面は、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランでＳＣ処理を施した。
さらに、潤滑剤には、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、又はエチレンビスステアリン酸アミドを用いた。
【００３９】
必要に応じて合金粉末にＳＣ処理を施した後、合金粉末に対して所定量の潤滑剤を添加し、ダブルコーン式混合機を用いて原料を混合した。さらに、これに所定量の流動性改善粒子を添加し、ダブルコーン式混合機を用いて原料を混合し、合金粉末組成物を得た。
得られた合金粉末組成物をφ１１ｍｍの金型に充填し、油圧プレス機を用いて、圧力：６８６ＭＰａでプレス成形した。プレス成形は、７０℃以下で行った。
さらに、成形体の熱処理を行い、焼結体を得た。焼結温度は、１１７０℃とした。また、焼結雰囲気は、真空中とした。
【００４０】
［２．  試験方法］
［２．１．  粉末特性］
［２．１．１．  合金粉末の粒度分布］
合金粉末の粒度分布を、レーザー回折法（マイクロトラック、ＭＴ−３３００）で測定した。得られた粒度分布から、Ｄ50（平均値、累積５０％）、Ｄ10（累積１０％）、Ｄ90（累積９０％）を算出した。
【００４１】
［２．１．２．  合金粉末組成物の流動性評価］
金属粉の流動度測定方法（ＪＩＳ  Ｚ  ２５０２）に準拠して、合金粉末の流動度を評価した。但し、合金粉末に潤滑剤を添加すると流動性が低下し、金属粉の流動度測定方法（ＪＩＳ  Ｚ  ２５０２）で使用される孔径２．６３ｍｍの漏斗では流動しない。そのため、金属粉の見掛け密度測定方法（ＪＩＳ  Ｚ  ２５０４）で使用される孔径５ｍｍの漏斗を使用した。５０ｇの合金粉末組成物を漏斗に入れ、合金粉末組成物が完全に流れ落ちるまでの時間を計測した。
【００４２】
［２．２．  焼結体特性］
［２．２．１．  焼結体の相対密度］
焼結体の密度を測定し、相対密度を算出した。真密度には、ＳＵＳ３０４Ｌ：７．９３ｇ／ｃｍ3、ＳＵＳ３１６Ｌ：７．９８ｇ／ｃｍ3、ＳＵＳ３１０Ｓ：７．９８ｇ／ｃｍ3、及び、ＳＵＳ８９０Ｌ：８．０５ｇ／ｃｍ3を用いた。
【００４３】
［２．２．２．  硬さ］
ＪＩＳ  Ｚ  ２２４５に準拠して、ロックウェル硬さ（ＨＲＢ）試験を行った。
［２．２．３．  耐食性］
ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１に準拠して、中性塩水噴霧試験を行った。耐食性の優劣は、腐食が確認された時間（２４、４８、７２、９６、１２０時間で錆の発生を確認）を記載し、１２０時間を超えても腐食しなかったものを「１２０＜」とした。
【００４４】
［３．  結果］
［３．１．  表１（実施例１〜２０、比較例１〜９）］
表１に、合金粉末組成物又は焼結体の特性と、合金粉末の粒径、流動性改善粒子の平均粒径及び含有量、並びに、潤滑剤の種類及び含有量との関係を示す。また、図２に、実施例１及び比較例１で得られた焼結体の塩水噴霧試験結果を示す。表１及び図２より、以下のことが分かる。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
［３．１．１．  合金粉末の粒径（実施例１〜５、比較例１〜３）］
（１）合金粉末のＤ50が６３．２μｍである場合、合金粉末組成物の流動性は高いが、焼結体の焼結密度、硬さ、及び耐食性が低下した（比較例１）。合金粉末のＤ50を３３．４μｍにすると、硬さ及び耐食性は改善されたが、焼結密度は９１％に満たなかった（比較例２）。
（２）合金粉末のＤ50が２０μｍ未満である場合、焼結体の焼結密度、硬さ、及び耐食性は高いが、合金粉末組成物の流動性が低下した（比較例３）。
（３）合金粉末のＤ50が２０〜３０μｍである場合、合金粉末組成物の流動性が高く、かつ、焼結体の焼結密度、硬さ、及び耐食性も高くなった（実施例１〜５）。
（４）焼結体の焼結密度が高くなるほど、耐食性が高くなった（図２）。
【００４７】
［３．１．２．  流動性改善粒子の含有量（実施例６〜１０、比較例４）］
（１）流動性改善粒子（ＳｉＯ2）の含有量を０．０５０〜０．２００ｍａｓｓ％とすると、合金粉末組成物の流動性が高くなり、焼結密度も高くなった（実施例６〜１０）。
（２）流動性改善粒子の含有量が過剰になると、焼結密度が低下した（比較例４）。
【００４８】
［３．１．３．  潤滑剤の種類及び含有量（実施例１１〜１４、比較例５〜６）］
（１）潤滑剤の含有量が少ないと、焼結体の焼結密度が低下した（比較例５）。一方、潤滑剤の含有量が過剰になると、焼結密度が低下することに加えて、合金粉末組成物の流動性も低下した（比較例６）。
（２）潤滑剤の含有量が適切であると、焼結体の焼結密度が高く、かつ、合金粉末組成物の流動性も高くなった（実施例１１、１２）。
（３）潤滑剤の種類を変えても、ほぼ同様の効果が認められた（実施例１３〜１４）。
【００４９】
［３．１．４．  流動性改善粒子の粒径及びＳＣ処理（実施例１５〜２０、比較例７〜９）］
（１）流動性改善粒子のＤ50が小さくなるほど、焼結体の焼結密度が高くなった（実施例１５〜２０）。
（２）流動性改善粒子のＤ50が３５ｎｍを超えると、焼結体の焼結密度が低下した（比較例７〜８）。
（３）流動性改善粒子にＳＣ処理を施さなかった場合、流動性が低下した（比較例９）。
【００５０】
［３．２．  表２（実施例２１〜２８）］
表２に、合金粉末組成物又は焼結体の特性と、流動性改善粒子の組成との関係を示す。表２より、以下のことが分かる。
【００５１】
【表２】
2020037735.tif 000004
【００５２】
（１）流動性改善粒子として、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、又はＴｉＯ2を用いた場合であっても、合金粉末組成物の流動性は高く、焼結体の焼結密度、硬さ、及び耐食性も高くなった（実施例２１〜２６）。
（２）流動性改善粒子として、２種類の材料を用いた場合であっても、ほぼ同様の効果が認められた（実施例２７〜２８）。
（３）ＺｒＯ2及びＴｉＯ2を含む焼結体は、他の流動性改善粒子を含む焼結体に比べて耐食性が高い（実施例２３、実施例２６）。
【００５３】
［３．３．  表３（実施例２９〜３４、比較例１０〜１２）］
表３に、合金粉末組成物又は焼結体の特性と、合金粉末の組成との関係を示す。表３より、以下のことが分かる。
【００５４】
【表３】
2020037735.tif 000005
【００５５】
（１）合金粉末の組成が異なる場合であっても、適量の流動性改善粒子を添加することにより、合金粉末組成物の流動性は高くなり、かつ、焼結体の焼結密度、硬さ、及び耐食性も高くなった（実施例２９〜３４）。
（２）流動性改善粒子を全く添加しなかった場合、合金粉末の組成によらず、合金粉末組成物の流動性が低下した。また、これによって、焼結体の焼結密度、硬さ、及び耐食性も低下した（比較例１０〜１２）。
【００５６】
［３．４．  表４（実施例３５〜４１、比較例１３〜１４）］
表４に、合金粉末組成物又は焼結体の特性と、ＳＣ処理との関係を示す。表４より、以下のことが分かる。
【００５７】
【表４】
2020037735.tif 000006
【００５８】
（１）流動性改善粒子の添加に代えて、ＳＣ処理を行った場合であっても、合金粉末組成物の流動性が高くなり、かつ、焼結体の焼結密度、硬さ、及び耐食性も高くなった（実施例３５〜４０）。
（２）ＳＣ処理による被膜の含有量が少なすぎると、合金粉末組成物の流動性が低下した（比較例１３）。一方、ＳＣ処理による被膜の含有量が過剰になると、焼結体の焼結密度が低下した（比較例１４）。
（３）流動性改善粒子（ＳｉＯ2）の添加とＳＣ処理の双方を行った場合も、ほぼ同様の効果が得られた（実施例４１）。
【００５９】
（実施例４２、比較例１５）
［１．  試料の作製］
焼結温度を変えた以外は実施例３と同様にして、ＳＵＳ３０４Ｌ粉末（Ｄ50＝２５．１μｍ、高密度粉）を用いて焼結体を作製した（実施例４２）。また、焼結温度を変えた以外は比較例１と同様にして、ＳＵＳ３０４Ｌ粉末（Ｄ50＝６３．２μｍ、一般焼結粉）を用いて焼結体を作製した（比較例１５）。
【００６０】
［２．  試験方法］
［２．１．  焼結体の相対密度］
実施例３と同様にして、焼結体の相対密度を測定した。
［２．２．  硬さ］
実施例３と同様にして、ロックウェル硬さ（ＨＲＢ）試験を行った。
【００６１】
［３．  結果］
図３に、ＳＵＳ３０４Ｌ焼結体の焼結密度に及ぼす焼結温度の影響を示す。図４に、ＳＵＳ３０４Ｌ焼結体の焼結密度と硬さとの関係を示す。図３及び図４より、以下のことが分かる。
（１）焼結温度が高くなるほど、焼結密度は向上した。特に、Ｄ50が約２５μｍである合金粉末を用いた場合、焼結温度を１１７０℃以上にすると、焼結体の相対密度は９１％を超えた。しかし、Ｄ50が約６０μｍである合金粉末を用いた場合、焼結温度を１２５０℃にしても相対密度は９０％に満たなかった。
（２）焼結密度が高くなるほど、硬さが向上した。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る合金粉末組成物は、耐熱性が要求される各種焼結部品（例えば、センサーボス、焼結フランジなど）の製造に用いることができる。
【図１】
2020037735.tif 000007
【図２】
2020037735.tif 000008
【図３】
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【図４】
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