(57)【要約】  本開示の一態様に係る方法は、金属粉末を含有する圧粉成形体のレーザーマーキング方法であって、弱い方の第１パワーのレーザー光により、前記圧粉成形体の表面の所定エリアを走査して、前記所定エリアの内部を溶解させて滑らかにする第１工程と、高い方の第２パワーのレーザー光により、前記所定エリア内の所定箇所に所定深さの凹部よりなるドットを形成する第２工程と、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末を含有する圧粉成形体のレーザーマーキング方法であって、
弱い方の第１パワーのレーザー光により、前記圧粉成形体の表面の所定エリアを走査して、前記所定エリアの内部を溶解させて滑らかにする第１工程と、
高い方の第２パワーのレーザー光により、前記所定エリア内の所定箇所に所定深さの凹部よりなるドットを形成する第２工程と、を含むレーザーマーキング方法。
【請求項２】
前記第２工程は、前記所定エリア内のセルの内部においてレーザー光を外側から内側に向かって渦巻き状に回転させて照射する回転照射を、複数回行う工程を含む請求項１に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項３】
前記第１パワーは、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下であり、
前記第２パワーは、２０Ｗ以上でかつ５０Ｗ以下である請求項１又は請求項２に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項４】
前記第１パワーのレーザー光の走査速度は、１５００ｍｍ／ｓ以上でかつ２７００ｍｍ／ｓであり、
前記第２パワーのレーザー光の走査速度は、２５０ｍｍ／ｓ以上でかつ３２０ｍｍ／ｓである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項５】
前記第２パワーよりも弱い第３パワーのレーザー光により、前記所定エリア内における前記第２工程で形成した前記ドットの以外の部分を走査する第３工程を、更に含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項６】
前記第３パワーは、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下である請求項５に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項７】
前記第３パワーのレーザー光の走査速度は、１７００ｍｍ／ｓ以上でかつ３０００ｍｍ／ｓである請求項５又は請求項６に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項８】
前記第１工程により形成される前記圧粉成形体の表面は、当該第１工程が行われない通常表面よりも空隙率が小さく、
前記第２工程により形成されるドットは、開口部分の平面形状がほぼ円形でかつ底部が丸みを帯びた先細り状の凹部よりなる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項９】
金属粉末を含有する圧粉成形体を焼結してなる焼結製品であって、
前記焼結製品は、前記圧粉成形体の表面にレーザーマーキングによって印字された複数のドットを含む２次元コードを有し、
前記焼結製品の表面における前記ドットの近傍部分の酸素含有量が２重量％以下である焼結製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧粉成形体を焼結して得られる焼結製品と、この焼結製品にレーザーマーキングを施す方法に関する。
本出願は、２０１７年７月１８日出願の日本出願第２０１７−１３９１８２号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄粉などの金属粉末の成形体を焼結してなる焼結体（焼結合金）が、自動車部品や機械部品などに利用されている。かかる焼結合金よりなる製品（以下、単に「焼結製品」という。）には、例えば、スプロケット、ロータ、ギア、リング、フランジ、プーリー、ベーン、軸受けなどが挙げられる。
一般に、焼結製品は、金属粉末を含有する原料粉末をプレス成形して圧粉成形体を作製し、焼結することで製造される。焼結後には、必要に応じて仕上げ加工が行われる。【０００３】
特許文献１には、金属粉末又はセラミック粉末と有機質バインダーとの混練物を射出成形し、この成形体にレーザーマーキングを施してから脱バインダーし、成形体を焼成することを特徴とする粉末焼成製品のマーキング方法が記載されている。
特許文献１に記載のマーキング方法によれば、成形体又はその後の脱バインダー体にレーザーマーキングするので、小さい出力のレーザー光で高速にマーキングが可能であるとともに、中間製品の管理が容易になるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８５７１４号公報
【発明の概要】
【０００５】
（１）  本発明の一態様に係る方法は、金属粉末を含有する圧粉成形体のレーザーマーキング方法であって、弱い方の第１パワーのレーザー光により、前記圧粉成形体の表面の所定エリアを走査して、前記所定エリアの内部を溶解させて滑らかにする第１工程と、
高い方の第２パワーのレーザー光により、前記所定エリア内の所定箇所に所定深さの凹部よりなるドットを形成する第２工程と、を含む。
【０００６】
（８）  本発明の一態様に係る焼結製品は、金属粉末を含有する圧粉成形体を焼結してなる焼結製品であって、前記焼結製品は、前記圧粉成形体の表面にレーザーマーキングによって印字された複数のドットを含む２次元コードを有し、前記焼結製品の表面における前記ドットの近傍部分の酸素含有量が２重量％以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る圧粉成形体及び焼結製品の斜視図である。
【図２】マーキング工程に含まれる各工程の説明図である。
【図３】レーザー光の走査パターンが焼結体での２次元コードの読み取り性に与える影響を示す説明図である。
【図４】２次元コードの外観の変遷を示す説明図である。
【図５】マーキング工程（第１〜第３工程）を実行する場合のレーザー光の好適なパラメータを示す表である。
【図６】焼結製品に残存する２次元コードの一部の拡大写真である。
【図７】図６中の矩形部分の拡大写真である。
【図８】図７中の矩形部分の拡大写真である。
【図９】図８中の矩形部分の拡大写真である。
【図１０】サイジングなしの場合の焼結製品に残存する２次元コードの拡大写真である。
【図１１】サイジングなしの場合の焼結製品に残存するドット部分（第２工程部分）の拡大写真である。
【図１２】サイジングなしの場合の焼結製品に残存する非ドット部分（第３工程部分）の拡大写真である。
【図１３】サイジングなしの場合の焼結製品の未処理部分（第１工程のエリア外）の拡大写真である。
【図１４】サイジングありの場合の焼結製品に残存する２次元コードの拡大写真である。
【図１５】サイジングありの場合の焼結製品に残存するドット部分（第２工程部分）の拡大写真である。
【図１６】サイジングありの場合の焼結製品に残存する非ドット部分（第３工程部分）の拡大写真である。
【図１７】サイジングありの場合の焼結製品の未処理部分（第１工程のエリア外）の拡大写真である。
【図１８】焼結前にマーキングされて焼結工程を経た焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果である。
【図１９】焼結前にマーキングされて焼結工程を経た焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果である。
【図２０】焼結体のマーキング部分以外のＥＤＳ分析結果である。
【図２１】焼結体のマーキング部分以外のＥＤＳ分析結果である。
【図２２】焼結後にマーキングされた焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果である。
【図２３】焼結後にマーキングされた焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜本開示が解決しようとする課題＞
金属粉末を含有する成形体の場合には、原料粉末の平均粒径が２０〜２００μｍ程度である。このため、金属粉末が結集して比較的大きい空隙が存在する箇所が存在することがある。かかる空隙は、ドットとほぼ同じ大きさになると、コードリーダの読み取り誤差の原因となり得るが、特許文献１では、この点の対策が考慮されていない。
【０００９】
本開示は、かかる従来の問題点に鑑み、圧粉成形体に所定の識別表示をマーキングする場合において、コードリーダによる読み取り誤差の少ないドットを形成できるレーザーマーキング方法等を提供することを目的とする。
【００１０】
＜本開示の効果＞
本開示によれば、圧粉成形体に所定の識別表示をマーキングする場合において、１０００℃を超える焼結工程を経ても確実に読み取り可能なドットを形成することができる。
【００１１】
＜本発明の実施形態の概要＞  
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
【００１２】
（１）  本実施形態に係る方法は、金属粉末を含有する圧粉成形体のレーザーマーキング方法であって、弱い方の第１パワーのレーザー光により、前記圧粉成形体の表面の所定エリアを走査して、前記所定エリアの内部を溶解させて滑らかにする第１工程と、高い方の第２パワーのレーザー光により、前記所定エリア内の所定箇所に所定深さの凹部よりなるドットを形成する第２工程と、を含む。
【００１３】
本実施形態のレーザーマーキング方法によれば、上記の第１工程及び第２工程を含むので、第１工程によって所定エリア内に存在し得る空隙が縮小化されてから、第２工程によって所定エリア内にドットが形成される。
このため、圧粉成形体の表面の所定エリアに、コートリーダによる読み取り誤差の少ないドットを形成することができる。
【００１４】
（２）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第２工程は、前記所定エリア内のセルの内部においてレーザー光を外側から内側に向かって渦巻き状に回転させて照射する回転照射を、複数回行う工程を含むことが好ましい。
その理由は、上記の回転照射を複数回実行すれば、ほぼ円形のドットの凹みによる光の反射率の差で明暗を識別できるようになり、圧粉成形体が焼成工程を経た後でも、ドットをコードリーダで読み取りが可能となるからである。
【００１５】
（３）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第１パワーは、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下であり、前記第２パワーは、２０Ｗ以上でかつ５０Ｗ以下であることが好ましい。
【００１６】
その理由は、第１パワーが１０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いために粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適であり、第１パワーが２５Ｗを超える場合には、パワーが強いために粉末材料が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなるからである。
また、第２パワーが２０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いために所望深さのドットを形成できない可能性があり、５０Ｗを超える場合には、パワーが強いためにセル範囲をはみ出るドットが形成される可能性があるからである。
【００１７】
（４）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第１パワーのレーザー光の走査速度は、１５００ｍｍ／ｓ以上でかつ２７００ｍｍ／ｓであり、前記第２パワーのレーザー光の走査速度は、２５０ｍｍ／ｓ以上でかつ３２０ｍｍ／ｓであることが好ましい。
【００１８】
その理由は、第１パワーのレーザー光の走査速度が１５００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いために粉末材料が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなり、２７００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適だからである。
また、第２パワーのレーザー光の走査速度が２５０ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにセル範囲をはみ出るドットが形成される可能性があり、当該走査速度が３２０ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために所望深さのドットを形成できない可能性があるからである。
【００１９】
（５）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第２パワーよりも弱い第３パワーのレーザー光により、前記所定エリア内における前記第２工程で形成した前記ドットの以外の部分を走査する第３工程を、更に含むことが好ましい。
その理由は、上記の第３工程を実行すれば、コードリーダによる読み取り誤差の原因となり得る、ドットの縁部近傍に付着したスパッターを除去できるからである。
【００２０】
（６）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第３パワーは、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下であることが好ましい。
その理由は、第３パワーが１０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いためにドット付近のスパッターを除去できない可能性があり、第３パワーが２５Ｗを超える場合には、パワーが強いためにドット以外の部分が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなるからである。
【００２１】
（７）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第３パワーのレーザー光の走査速度は、１７００ｍｍ／ｓ以上でかつ３０００ｍｍ／ｓであることが好ましい。
その理由は、第３パワーのレーザー光の走査速度が１７００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにドット以外の部分が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなり、当該走査速度が３０００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いためにドット付近のスパッターを除去できない可能性があるからである。
【００２２】
（８）  上述の通り、本実施形態のレーザーマーキング方法では、第１工程において、圧粉成形体の表面の所定エリアの内部が溶解する。このため、前記第１工程により形成される前記圧粉成形体の表面は、当該第１工程が行われない通常表面よりも空隙率が小さくなる。また、第２工程では、複数回の回転照射が行われるので、前記第２工程により形成されるドットは、開口部分の平面形状がほぼ円形でかつ底部が丸みを帯びた先細り状の凹部よりなる。
【００２３】
（９）  本実施形態の焼結製品は、金属粉末を含有する圧粉成形体を焼結してなる焼結製品であって、前記焼結製品は、前記圧粉成形体の表面にレーザーマーキングによって印字された複数のドットを含む２次元コードを有し、前記焼結製品の表面における前記ドットの近傍部分の酸素含有量が２重量％以下である。
【００２４】
後述の分析結果（図１８〜図２３）から明らかな通り、焼結前の圧粉成形体に印字された２次元コードの場合には、レーザー光の加熱で酸化した金属成分が焼結工程において還元され、マーキング部分以外の酸素含有量（２重量％以下）と大差がなくなる。
このため、本実施形態のレーザーマーキング方法を行った焼結製品の場合は、当該焼結製品の表面におけるドットの近傍部分の酸素含有量が２重量％以下となる。
【００２５】
＜本発明の実施形態の詳細＞  
以下、図面を参照しつつ、本実施形態の焼結製品、焼結製品の製造方法、レーザーマーキング方法の具体例を説明する。
【００２６】
〔焼結製品の製造方法〕
図１は、本実施形態に係る圧粉成形体Ｇ１，Ｇ２及び焼結製品Ｓの斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る焼結製品Ｓの製造方法には、圧粉成形体Ｇ１を作製する「成形工程」と、作製した圧粉成形体Ｇ１に所定の識別表示をマーキングする「マーキング工程」と、マーキング後の圧粉成形体Ｇ２に行われる「焼結工程」、「サイジング」及び「熱処理工程」などが含まれる。
【００２７】
本実施形態に係る焼結製品Ｓの製造方法は、焼結前の圧粉成形体Ｇ１に予め所定の識別表示（例えば、２次元コードＣ）をマーキングすることを特徴の１つとする。以下、図１を参照しつつ、各製造工程の内容を説明する。
なお、本実施形態において、符号Ｇ１はマーキング前の圧粉成形体を意味し、符号Ｇ２はマーキング後でかつ焼結前の圧粉成形体を意味する。
【００２８】
（成形工程）
成形工程は、金属粉末を含有する原料粉末を、プレス成形して圧粉成形体Ｇ１（図１の最上図）を作製する工程である。
圧粉成形体Ｇ１は、焼結製品Ｓ（図１の最下図）の中間素材であり、焼結製品Ｓに対応した形状に成形される。図１では、焼結製品Ｓの一例として、自動車部品の一種であるサイレントチェーン用のスプロケットが例示されているが、スプロケット以外の製品であってもよい。圧粉成形体Ｇ１は、識別表示をマーキング可能な表面部分を有する。
【００２９】
原料粉末：
圧粉成形体Ｇ１の原料粉末は、主として金属粉末を含有する。金属粉末の材質は、焼結製品Ｓの材質に応じて適宜選択できるが、代表的には鉄系材料が挙げられる。
鉄系材料とは、鉄又は鉄を主成分とする鉄合金のことである。鉄合金としては、例えば、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｃ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｐ，Ｂ，Ｎ及びＣｏから選択される１種以上の添加元素を含有するものが挙げられる。
【００３０】
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−Ｐ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。
【００３１】
鉄系材料の粉末を主体とすることで、鉄系の焼結製品Ｓが得られる。鉄系材料の粉末を主体とする場合、当該粉末の含有量は、原料粉末を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。
鉄系材料の粉末、特に鉄粉を主体とする場合は、合金成分としてＣｕ，Ｎｉ，Ｍｏなどの金属粉末を添加することが好ましい。
【００３２】
Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏは、焼き入れ性を向上させる元素である。Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏの含有量は、原料粉末を１００質量％とするとき、例えば０質量％超５質量％以下、更に０．１質量％以上２質量％以下とすることが挙げられる。
なお、原料粉末は、上述の金属粉末を主体とするが、微量な不可避の不純物を含むことは許容される。
【００３３】
鉄系材料の粉末、特に鉄粉を主体とする場合は、炭素（黒鉛）粉などの非金属無機材料を添加してもよい。Ｃは、焼結体やその熱処理体の強度を向上させる元素である。
Ｃの含有量は、原料粉末を１００質量％とするとき、例えば０質量％超２質量％以下、更に０．１質量％以上１質量％以下とすることが挙げられる。
【００３４】
原料粉末は、潤滑剤を含有することが好ましい。潤滑剤を含有することで、圧粉成形体Ｇ１をプレス成形する際の潤滑性が高められ、成形性が向上する。この場合、プレス成形の圧力を低くしても、緻密な圧粉成形体Ｇ１が得られ易く、圧粉成形体Ｇ１の密度が高まることで、高密度の焼結製品Ｓが得られ易い。
潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウムなどの金属石鹸、ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドなどの高級脂肪酸アミドなどが挙げられる。
【００３５】
潤滑剤は、固体状や粉末状、液体状など形態を問わない。潤滑剤の含有量は、原料粉末を１００質量％とするとき、例えば２質量％以下、更に１質量％以下とすることが挙げられる。潤滑剤の含有量が２質量％以下であれば、圧粉成形体Ｇに含まれる金属粉末の割合を多くできる。
【００３６】
このため、プレス成形の圧力を低くしても、緻密な圧粉成形体Ｇが得られ易い。更に、プレス成型後の工程で圧粉成形体Ｇ２を焼結した際に、潤滑剤が消失することによる体積収縮を抑制することができ、寸法精度が高く、高密度の焼結製品Ｓが得られ易い。
潤滑剤の含有量は、潤滑性の向上効果を得る観点から、０．１質量％以上、更に０．５質量％以上が好ましい。
【００３７】
原料粉末は、有機バインダーを含有してよいが、本実施形態の圧粉成形体Ｇ１の原料粉末には、有機バインダーが含まれていないことが好ましい。
原料粉末に有機バインダーを含有しないことで、圧粉成形体Ｇ１に含まれる金属粉末の割合を多くできる。このため、プレス成形の圧力を低くしても、緻密な圧粉成形体Ｇが得られ易い。更に、圧粉成形体Ｇを後工程で脱脂する必要もない。
【００３８】
上述の金属粉末は、水アトマイズ粉、還元粉、ガスアトマイズ粉などが利用できる。この中でも、水アトマイズ粉又は還元粉が好適である。
その理由は、水アトマイズ粉や還元粉は、粒子表面に凹凸が多く形成されていることから、成形時に粒子同士の凹凸が噛み合って、圧粉成形体Ｇ１の保形力を高められるからである。一般に、ガスアトマイズ粉では、表面に凹凸の少ない粒子が得られ易いのに対し、水アトマイズ粉又は還元粉では、表面に凹凸が多い粒子が得られ易い。
【００３９】
金属粉末の平均粒径は、例えば２０μｍ以上でかつ２００μｍ以下とすることが挙げられる。平均粒径は、５０μｍ以上１７０μｍ以下であってもよいし、８０μｍ以上１４０μｍ以下であってもい。
金属粉末の平均粒径とは、レーザー回折式の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。金属粉末の平均粒径が上記範囲内であれば、粉末を取り扱い易くプレス成形が行い易い。
【００４０】
プレス成形：
成形工程のプレス成形には、最終製品である焼結製品Ｓに対応した形状に成形できる成形装置（成形用金型）が用いられる。図１に例示する圧粉成形体Ｇ１（スプロケット）では、すべての部分を成形時に一体に形成している。
【００４１】
成形装置（図示せず）は、例えば、上下のパンチと、上下パンチの内側に挿通されて、圧粉成形体Ｇ１のボス部の内周面を形成する内側ダイと、上下パンチの外周を囲み、圧粉成形体Ｇ１のギア部分を形成する挿通孔が形成された外側ダイとを備える。
圧粉成形体Ｇ１の軸方向両端面は、上下のパンチでプレスされる面である。圧粉成形体Ｇ１の内周面と外周面は内外のダイとの摺接面である。成形工程におけるプレス成形の加圧力は、例えば２５０ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下とすることが挙げられる。
【００４２】
（マーキング工程）
マーキング工程は、圧粉成形体Ｇ１に所定の識別表示をマーキングする工程である。マーキングは、例えばレーザーマーカーにより行われる。所定の識別表示としては、２次元コード（データマトリックス）又はＱＲコード（「ＱＲコード」は登録商標である。）などを採用することができる。
本実施形態では、１つの製品に対する識別表示の範囲をなるべく小さくする観点から、２次元コードＣよりなる識別表示を採用している。
【００４３】
２次元コードＣには、１つの焼結製品Ｓをユニークに特定可能であり、プレス成形の直後に定義可能な所定の識別情報（以下、「製品ＩＤ」という。）が記録される。
製品ＩＤは、例えば、成形工程における成形時間、成形時刻（年月日とその日の時分秒）、図面のコード番号、成形工程に用いるプレス成形機のコード番号、及び工場のコード番号などを含む情報よりなる。圧粉成形体Ｇ１は、異なる時刻に１つずつプレス成形されるので、製品ＩＤの成形時刻は焼結製品Ｓのシリアル番号を構成する。
【００４４】
（焼結工程）
焼結工程は、マーキング後の圧粉成形体Ｇ１を焼結させる工程である。圧粉成形体Ｇ１が焼結工程を経ることにより、焼結前にマーキングされた２次元コードＣが残存する中間素材（以下、「焼結体」という。）が得られる。
焼結工程には、温度雰囲気制御が可能な焼結炉（図示略）が用られる。焼結条件は、圧粉成形体Ｇ２の材質などに応じて、焼結に必要な条件を適宜設定すればよい。
【００４５】
焼結温度は、主たる金属粉末の融点以下（例えば１４００℃以下）に設定され、例えば１０００℃以上に設定することが好ましい。焼結温度は、１１００℃以上又は１２００℃以上であってもよい。
焼結時間は、例えば１５分以上１５０分以下、或いは２０分以上６０分以下とすることが挙げられる。
【００４６】
（サイジング）
サイジングは、圧粉成形体Ｇ２を焼結した後の中間素材（焼結体）を再度圧縮することにより、焼結体の寸法精度を高める工程である。サイジングを経た焼結体についても、２次元コードＣが残存する。
【００４７】
サイジングに用いるプレス成形機は、例えば、ロボットアームなどにより焼結体がセットされる下型と、セットされた焼結体を上方からプレスする上型とを有する、ターンテーブル方式のプレス成形機よりなる。
サイジングにおけるプレス成形の加圧力は、焼結製品Ｓの種類によって異なるが、例えば２５０ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下とすることが挙げられる。
【００４８】
（熱処理工程）
熱処理工程は、サイジング後の焼結体に所定の熱処理を行うことにより、焼結体の表面を硬化させる工程である。サイジング後の焼結体が熱処理工程を経ることにより、２次元コードＣが残存する焼結製品Ｓが得られる。
【００４９】
熱処理工程に用いる熱処理装置は、連続式及びバッチ式のいずれでもよい。バッチ式の熱処理装置は、焼結体に浸炭焼き入れを施す焼き入れ炉と、焼き入れ後の焼結体を焼き戻す焼き戻し炉などが含まれる。熱処理装置の浸炭方式は、ガス浸炭、真空浸炭、イオン浸炭のいずれであってもよい。
【００５０】
なお、図１に示す焼結製品Ｓの製造工程において、サイジング後でかつ熱処理前の焼結体に所定の切削処理や穿孔処理を行う工程や、熱処理後の焼結製品Ｓに表面処理を施す工程など、その他の工程が含まれていてもよい。
【００５１】
本実施形態に係る製造方法では、焼結前の圧粉成形体Ｇ１に２次元コードＣがマーキングされる。このため、焼結工程、サイジング及び熱処理工程を経ても読み取り可能な２次元コードＣを印字すれば、撮影画像から製品ＩＤを読み取るコードリーダを、製造ラインの随所に設置しておくことにより、１つの製品が製造ラインのどの箇所をどの時点で通過したかを把握できる。
【００５２】
従って、焼結工程における「焼結温度チャート」、サイジングにける「プレス加圧力」及び「上ラム下死点」、及び熱処理工程における「熱処理雰囲気チャート」などの製造履歴データを、１つの製品単位で管理できるようになる。
【００５３】
〔圧粉成形体にマーキングする場合の問題点と解決策〕
ところで、圧粉成形体Ｇ１の原料粉末には、平均粒径が２０〜２００μｍ程度の金属粉末が含まれる。このため、圧粉成形体Ｇ１の表面には、金属粉末が結集して比較的大きい空隙（最大で１５０〜２００μｍ程度）が存在する箇所が存在する。この空隙は、コードリーダの読み取り誤差の原因となる。
また、製造時間の増大を防止するためには、マーキング工程を高速に行う必要があるとともに、２次元コードＣが印字されることで製品強度に影響しないようにするには、できるだけ狭い領域に低いエネルギーでマーキングする必要がある。
【００５４】
図２は、本実施形態のマーキング工程に含まれる各工程の説明図である。
本願発明者らは、焼結前の圧粉成形体Ｇ１に種々の方法でマーキングを実施した結果、焼結前の圧粉成形体Ｇ１に２次元コードＣをマーキングする場合には、図２に示す第１〜第３工程を含むことが有効であることを見いだした。以下、図２を参照しつつ、本実施形態に係るマーキング工程の詳細を説明する。
【００５５】
（第１工程）
第１工程は、弱い方の第１パワーのレーザー光により、圧粉成形体Ｇ１の表面における所定エリア（図２の幅Ｗ及び高さＨのエリア）を走査し、圧粉成形体Ｇ１の表面における所定エリアの内部を溶解させて滑らかにする工程である。
幅Ｗ及び高さＨの数値範囲は、２次元コードＣに含ませるセル数によって異なるが、例えば、８ｍｍ≦Ｗ≦１１ｍｍとし、２．５ｍｍ≦Ｈ≦３．５ｍｍとすることが好ましい。
【００５６】
第１工程におけるレーザー光の好ましい数値範囲は、次の通りである。例えば、第１工程のレーザー光のパワー（第１パワー）は、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下であることが好ましい。
１０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いために粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適であり、２５Ｗを超える場合には、パワーが強いために粉末材料が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなるからである。
【００５７】
第１工程におけるレーザー光の走査速度（スキャンスピード）は、１５００ｍｍ／ｓ以上でかつ２７００ｍｍ／ｓであることが好ましい。
１５００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いために粉末材料が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなり、２７００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適だからである。
【００５８】
第１工程が有効な理由は、次の通りである。すなわち、２次元コードＣのコードリーダは、白地と黒ドットのコントラストでコードを識別する。このため、本実施形態では、２次元コードＣを認識し易くなるように、第１工程のような下地処理を実施する。
鉄合金を含む金属製品の場合は、表面が若干黒っぽい色調であるため、下地処理として第１工程を行って表面を軽く飛ばしてやることにより、白さを強調することができる。
【００５９】
第１処理では、通常よりもレーザーパワーを落とすだけでなく、上記の通り、レーザー光の走査スピードを通常よりも上げることが好ましい。走査スピードが低いと、原料粉末が黒く焼けて色がつくことになるが、走査スピードを通常よりも上げてやることで、色がつかずに地ならしができる。
このように、第１工程は、所定エリアの内部を、高い走査スピードで縞模様を描くように、圧粉成形体Ｃの所定エリアを塗りつぶすことにより行われる。
【００６０】
第１工程では、レーザー光の線幅を細くして細かく塗りつぶすことにより、所定エリアの内部がよりきれいに滑らかに仕上がる。もっとも、線幅の細さには限界があるし、細かく過ぎると走査時間が長くなるため、用途に応じて線幅や、本数を設定すればよい。
例えば、本実施形態では、走査時間を短くする観点から、１つのセルを３つのレーザー光の線幅で塗りつぶすようにしている。
【００６１】
（第２工程）
第２工程は、第１工程で滑らかにした所定エリア内の所定のセルに、高い方の第２パワーのレーザー光を照射することにより、２次元コードＣのドット（孔部）を形成する工程である。第２工程は、第１工程の熱拡散前に即座に連続的に行うことが好ましい。
具体的には、セル内を外から内へ向かって回転するようにレーザー光を照射することにより、セル内に鋭利な深い穴を掘る。この場合、レーザー光の回転照射を好ましくは２回行う。また、第２工程は、第１工程の熱拡散前に即座に連続的に行うことが好ましい。
【００６２】
第２工程において、コードリーダの読み取り単位であるセルのサイズは、例えば１辺が１５０〜２７０μｍの正方形である。
図２の例では、セル内を外から内に向かう回転照射の軌跡が、ほぼ四角形の渦巻き状となっているが、その他の多角形の渦巻き状であってもよいし、円形の渦巻き状であってもよい。また、第２工程における回転照射の回数は、２回に限らず、１回であってもよいし３回以上であってもよい。
【００６３】
回転照射によりセル内に形成されるドットの直径は、コードリーダで読み取り可能な寸法であり、かつセルからはみ出ささず、隣接するドットに悪影響を及ぼさなければ、特に限定されない。
具体的には、ドットの開口部分の直径は、５０μｍ以上でかつ１４０μｍ以下であることが好ましい。５０μｍ未満だとサイズが小さく、通常のコードリーダで暗部として認識され難くなるため、好ましくない。１４０μｍより大きいと、第２工程でドット状凹部の外周縁部に生じる再析出物または再付着物が、隣接する凹部の内部にも析出又は付着し、ドットの形成に悪影響が及ぶ恐れが高くなるため、好ましくない。ドットの直径は、６０μｍ以上でかつ１３０μｍ以下であってもよいし、７０μｍ以上でかつ１２０μｍ以下であってもよい。
【００６４】
回転照射によりセル内に形成されるドットの深さは、ドットを形成する凹部の暗さがより目立つためには、できるだけ深いことが好ましい。
具体的には、ドットの深さは、７０μｍ以上でかつ２００μｍ以下であることが好ましい。ドットの深さは、９０μｍ以上でかつ１８０μｍ以下であってもよいし、１１０μｍ以上でかつ１７０μｍ以下であってもよい。
【００６５】
第２工程におけるレーザー光の好ましい数値範囲は、次の通りである。例えば、第２工程のレーザー光のパワー（第２パワー）は、２０Ｗ以上でかつ５０Ｗ以下であることが好ましい。
２０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いために所望深さのドットを形成できない可能性があり、５０Ｗを超える場合には、パワーが強いためにセル範囲をはみ出るドットが形成される可能性があるからである。
【００６６】
第２工程におけるレーザー光の走査速度（スキャンスピード）は、２５０ｍｍ／ｓ以上でかつ３２０ｍｍ／ｓであることが好ましい。
２５０ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにセル範囲をはみ出るドットが形成される可能性があり、３２０ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために所望深さのドットを形成できない可能性があるからである。
【００６７】
（第３工程）
第３工程は、第２パワーよりも弱い第３パワーのレーザー光により、所定エリア内における第２工程で形成したドットの以外の部分を走査する工程である。第３工程は、第２工程の熱拡散前に即座に連続的に行うことが好ましい。
第３工程を行うことにより、コードリーダによる読み取り誤差の原因となり得る、ドットの縁部近傍に付着したスパッターを除去することができる。
【００６８】
第３工程におけるレーザー光の好ましい数値範囲は、次の通りである。例えば、第３工程のレーザー光のパワー（第３パワー）は、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下であることが好ましい。
１０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いためにドット付近のスパッターを除去できない可能性があり、２５Ｗを超える場合には、パワーが強いためにドット以外の部分が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなるからである。
【００６９】
第１工程におけるレーザー光の走査速度（スキャンスピード）は、１７００ｍｍ／ｓ以上でかつ３０００ｍｍ／ｓであることが好ましい。
１７００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにドット以外の部分が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなり、３０００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いためにドット付近のスパッターを除去できない可能性があるからである。
【００７０】
〔各工程に使用するレーザー光について〕
本実施形態に係るレーザーマーキング方法において、第１〜第３工程に使用するレーザー光に関する好ましい数値範囲を纏めると、次の通りである。
以下において、第１工程に使用するレーザー光を「第１のレーザー光」といい、第２工程に使用するレーザー光を「第２のレーザー光」といい、第３工程に使用するレーザー光を「第３のレーザー光」という。
【００７１】
（単位面積あたりの照射エネルギー）
第１のレーザー光は、単位面積あたりの照射エネルギーが０．０５ J／ｍｍ２以上でかつ０．５０ J／ｍｍ２以下であることが好ましい。
第２のレーザー光は、単位面積あたりの照射エネルギーが１．０ J／ｍｍ２以上でかつ７．０ J／ｍｍ２以下であることが好ましい。
第３のレーザー光は、単位面積あたりの照射エネルギーが０．０５ J／ｍｍ２以上でかつ０．５０ J／ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００７２】
レーザー光の単位面積あたりの照射エネルギー（単位：J／ｍｍ２。以下、「単位」は省略）とは、レーザー光の単位スポットあたりの平均出力（Ｗ）に、単位面積あたりを走査することによる照射時間（ｓ／ｍｍ２：以下、「単位面積あたりの照射時間」という。）を乗じたものとして定義される。
単位スポットあたりの平均出力は、ＣＷレーザーの場合は単位時間当たりのエネルギーとして定義され、パルスレーザーの場合はパルスエネルギー（Ｊ）に繰返し周波数（１／ｓ）を乗じたものとして定義される。
【００７３】
第１のレーザー光の単位面積あたりの照射エネルギーが０．０５ J／ｍｍ２未満の場合には、粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適である。より好ましくは０．１０Ｊ／ｍｍ２以上である。
０．５０ J／ｍｍ２を超える場合には、粉末材料が黒色化する可能性があり、第２のレーザー光で形成するドット状凹部との区別が付き難くなるから、好ましくない。より好ましくは０．３０Ｊ／ｍｍ２以下である。
【００７４】
第２のレーザー光の単位面積あたりの照射エネルギーが１．０ J／ｍｍ２未満の場合には、所望深さのドット状凹部を形成できない可能性があり、好ましくない。より好ましくは２．０Ｊ／ｍｍ２以上である。
７．０ J／ｍｍ２を超える場合には、揮発物または飛散物が多くなりすぎて再析出物または再付着物が顕著に増加し、後の第３のレーザー光で十分除去できない可能性があるので、好ましくない。より好ましくは５．０Ｊ／ｍｍ２以下である。
【００７５】
第３のレーザー光の単位面積あたりの照射エネルギーが０．０５ J／ｍｍ２未満の場合には、ドット状凹部の外周縁部に堆積した再析出物または再付着物を十分除去できない、あるいは表面の平坦化が十分になされない可能性がある。より好ましくは０．１０Ｊ／ｍｍ２以上である。
０．５０ J／ｍｍ２を超える場合には、ドット状凹部以外の表面部分が黒色化する可能性があり、明部となるべき部分が暗くなるため、第２のレーザー光で形成したドット状凹部との区別が付き難くなるから、好ましくない。より好ましくは０．３０Ｊ／ｍｍ２以下である。
【００７６】
（各レーザー光の平均出力、スポット径及び走査速度の数値範囲）
第１のレーザー光は、単位スポットあたりの平均出力が１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下、スポット径が０．０１０ｍｍ以上でかつ０．０６０ｍｍ以下、走査速度が１５００ｍｍ／ｓ以上でかつ２７００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【００７７】
第２のレーザー光は、単位スポットあたりの平均出力が２０Ｗ以上でかつ５０Ｗ以下、スポット径が０．０１０ｍｍ以上でかつ０．０６０ｍｍ以下、走査速度が２５０ｍｍ／ｓ以上でかつ３２０ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【００７８】
第３のレーザー光は、単位スポットあたりの平均出力が１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下、スポット径が０．０１０ｍｍ以上でかつ０．０６０ｍｍ以下、走査速度が１７００ｍｍ／ｓ以上でかつ３０００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【００７９】
レーザー光の単位スポットあたりの平均出力をｐ、スポット径をｒ、走査速度をｖ、単位面積あたりの照射時間をｔ、そして単位面積あたりの照射エネルギーをｅとすると、これらの関係は、次式であらわされる。
ｅ＝ｐ×ｔ        ………（式１）    
ここで、ｔ＝１／（ｒ×ｖ）より、
ｅ＝ｐ／（ｒ×ｖ）………（式２）
式２より、ｅの値の範囲は、ｐ、ｒ、およびｖの値によって決まることから、ｅについて好適な範囲を実現するために必要なｐ、ｒ、およびｖの好適な範囲を規定する。
【００８０】
（各レーザー光の平均出力ｐの数値範囲）
第１のレーザー光の平均出力ｐが１０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いために粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平坦化に不適であるので、好ましくない。より好ましくは１３Ｗ以上である。
２５Ｗを超える場合には、パワーが強いために粉末材料が黒色化する可能性があり、第２のレーザー光で形成するドットとの区別が付き難くなるので、好ましくない。より好ましくは２０Ｗ以下である。
【００８１】
第２のレーザー光の単位スポットあたりの平均出力ｐが２０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いために所望深さのドット状凹部を形成できない可能性があり、好ましくない。より好ましくは３０Ｗ以上である。
５０Ｗを超える場合には、パワーが強いために揮発物または飛散物が多くなりすぎて再析出物または再付着物が顕著に増加し、後の第３のレーザー光で十分除去できない可能性があるので、好ましくない。より好ましくは４０Ｗ以下である。
【００８２】
第３のレーザー光の平均出力ｐが１０Ｗ未満の場合には、パワーが弱いためにドット状凹部の外周縁部に堆積した再析出物または再付着物を除去できない可能性があり、表面の平坦化に不適であるため、好ましくない。より好ましくは１３Ｗ以上である。
２５Ｗを超える場合には、パワーが強いためにドット状凹部以外の部分が黒色化する可能性があり、第２のレーザー光で形成するドットとの区別が付き難くなるので、好ましくない。より好ましくは２０Ｗ以下である。
【００８３】
（各レーザー光の走査速度ｖの数値範囲）
第１のレーザー光の走査速度ｖが１５００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いために粉末材料が黒色化する可能性があり、第２のレーザー光で形成するドット状凹部との区別が付き難くなるので、好ましくない。より好ましくは１７００ｍｍ／ｓ以上である。
当該走査速度が２７００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適であるので、好ましくない。より好ましくは２５００ｍｍ／ｓ以下である。
【００８４】
第２のレーザー光の走査速度ｖが２５０ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いために揮発物または飛散物が顕著に増加する可能性があり、好ましくない。より好ましくは２７０ｍｍ／ｓ以上である。
当該走査速度ｖが３２０ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために所望深さのドット状凹部を形成できない可能性があるので、好ましくない。より好ましくは３００ｍｍ／ｓ以下である。
【００８５】
第３のレーザー光の走査速度ｖが１７００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにドット状凹部以外の部分が黒色化する可能性があり、第２のレーザー光で形成したドット状凹部との区別が付き難くなるので、好ましくない。より好ましくは２０００ｍｍ／ｓ以上である。
当該走査速度が３０００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いためにドット状凹部の外周縁部に堆積した再析出物または再付着物を、十分に除去できない可能性があるので、好ましくない。より好ましくは２７００ｍｍ／ｓ以下である。
【００８６】
（各レーザー光のスポット径ｒの数値範囲）
第１のレーザー光のスポット径ｒが０．０１０ｍｍ未満の場合には、単位面積あたりの照射エネルギーｅが大きくなり、粉末材料が黒色化する可能性があり、第２のレーザー光で形成するドット状凹部との区別が付き難くなるので、好ましくない。
当該スポット径ｒが０．０６０ｍｍを超える場合には、単位面積あたりの照射エネルギーｅが小さくなり、粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適であるので、好ましくない。
【００８７】
第２のレーザー光のスポット径ｒが０．０１０ｍｍ未満の場合には、スポット径ｒが小さいため、式２に示すように単位面積あたりの照射エネルギーｅが大きくなり、揮発物または飛散物が顕著に増加する可能性があるので、好ましくない。
当該スポット径ｒが０．０６０ｍｍを超える場合には、単位面積あたりの照射エネルギーｅが小さくなり、所望深さのドット状凹部を形成できない可能性があるので、好ましくない。
【００８８】
第３のレーザー光のスポット径ｒが０．０１０ｍｍ未満の場合には、単位面積あたりの照射エネルギーｅが大きくなり、ドット状凹部以外の表面部分が黒色化する可能性があり、第２のレーザー光で形成したドット状凹部との区別が付き難くなるので、好ましくない。
当該スポット径ｒが０．０６０ｍｍを超える場合には、単位面積あたりの照射エネルギーｅが小さくなり、ドット状凹部の外周縁部に堆積した再析出物または再付着物を、十分に除去できない可能性があるので、好ましくない。
【００８９】
〔回転照射の有効性〕
図３は、レーザー光の走査パターンが焼結体での２次元コードＣの読み取り性に与える影響を示す説明図である。
図３の左列の各図は、第１工程を経た圧粉成形体Ｇ１に、平行移動の走査パターンでほぼ正方形のドットを形成した後の成形体と焼結体の表面を示す。図３の右列の各図は、第１工程の後に圧粉成形体Ｇ１に、回転照射（図例では円形）の走査パターンでほぼ円形のドットを形成した後の成形体と焼結体の表面を示す。
【００９０】
図３の左上図に示すように、平行移動の走査パターンの場合には、成形体の段階で第１工程による白色と焼き色である黒色のコントラストが、比較的はっきりしている。
しかし、図３の左下図に示すように、平行移動の走査パターンの場合には、焼結工程を経て焼結体になると、黒色の焼き色が焼結工程において還元され、コードリーダでの読み取りができなくなるほど、黒色のドットの形状が大幅に乱れる。
【００９１】
一方、図３の右上図に示すように、回転照射の走査パターンの場合にも、成形体の段階で第１工程による白色と焼き色である黒色のコントラストが、比較的はっきりしている。
また、図３の右下図に示すように、回転照射の走査パターンの場合には、焼結工程を経て焼結体になっても、ほぼ円形のドットの凹みによる光の反射率の差で明暗を識別することができ、コードリーダでの読み取りが可能である。
【００９２】
図３に示す比較結果から明らかな通り、２次元コードＣのドットを形成する場合の走査パターンは、セル内を外から内へ向かって回転するようにレーザー光を照射する、回転照射を行うことが有効である。
かかる回転照射を実施すれば、焼結後においてもコードリーダが読み取り可能な程度の比較的深い凹みを形成することができる。
【００９３】
〔２次元コードの外観の変遷〕
図４は、２次元コードＣの外観の変遷を示す説明図である。
図４に示すように、マーキング工程により圧粉成形体Ｇ１に印字された２次元コードＣは、焼結工程での還元反応によりドット部分の焼色がほぼ消えて黒味が減少するが、ドットの凹みはそのまま残る。すなわち、焼結後においても、コードリーダが読み取り可能な程度に、ドットの凹みによる暗部（黒色）が残存する。
【００９４】
その後、サイジングにより焼結体の表面がつぶされると、ドットの凹み部の面積が減少するが、ドットの凹みの深さは不変である。従って、サイジング後においても、コードリーダが読み取り可能な程度に、ドットの凹みによる暗部（黒色）が残存する。
更に、熱処理により２次元コードＣの表面全体が茶色に変色するが、ドットの凹みの深さは不変である。従って、熱処理後においても、コードリーダが読み取り可能な程度に、ドットの凹みによる暗部（黒色）が残存する。
【実施例】
【００９５】
図５は、マーキング工程（第１〜第３工程）を実行する場合のレーザー光の好適なパラメータを示す表である。
図５のパラメータは、パナソニック社製のＦＡＹｂレーザーマーカーであるＭＰ−Ｍ５００を用いた場合の諸元である。もっとも、レーザーマーカーはＭＰ−Ｍ５００に限定されるものではない。【００９６】
本願発明者らは、上記のレーザーマーカーを図５のパラメータに設定して圧粉成形体Ｇ１にマーキング工程を実施し、その後に焼結工程などを経て得られた焼結製品Ｓについて種々の観察及び分析を行った。
なお、圧粉成形体Ｇ１の金属粉末の組成は、Ｆｅ−２Ｃｕ−０．８Ｃである。以下、その観察及び分析結果を説明する。【００９７】
〔走査電子顕微鏡による観察結果〕
図６〜図９は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による２次元コードＣ及びそのドット部分の拡大写真である。
具体的には、図６は、焼結製品Ｓに残存する２次元コードＣの一部の拡大写真である。図７は、図６中の矩形部分の拡大写真である。図８は、図７中の矩形部分の拡大写真である。図９は、図８中の矩形部分の拡大写真である。【００９８】
図６〜図９（特に図７及び図８）に示すように、マーキング工程の第２工程によりセルの中央部に形成されるドットは、開口部分の平面形状がほぼ円形であり、かつ、底部が丸みを帯びた先細り状の凹部となる。【００９９】
〔マイクロスコープによる観察結果〕
図１０〜図１７は、マイクロスコープによる２次元コードＣ及びそのドット部分等の拡大写真である。【０１００】
具体的には、図１０は、サイジングなしの場合の焼結製品Ｓに残存する２次元コードＣの拡大写真である。図１１は、サイジングなしの場合の焼結製品Ｓに残存するドット部分（第２工程部分）の拡大写真である。
図１２は、サイジングなしの場合の焼結製品Ｓに残存する非ドット部分（第３工程部分）の拡大写真である。図１３は、サイジングなしの場合の焼結製品Ｓの未処理部分（第１工程のエリア外）の拡大写真である。【０１０１】
また、図１４は、サイジングありの場合の焼結製品Ｓに残存する２次元コードＣの拡大写真である。図１５は、サイジングありの場合の焼結製品Ｓに残存するドット部分（第２工程部分）の拡大写真である。
図１６は、サイジングありの場合の焼結製品Ｓに残存する非ドット部分（第３工程部分）の拡大写真である。図１７は、サイジングありの場合の焼結製品Ｓの未処理部分（第１工程のエリア外）の拡大写真である。【０１０２】
図１１及び図１５に示すように、マーキング工程の第２工程によりセルの中央部に形成されるドットの深さは、概ね１００μｍであった。
図１１と図１５を対比すれば明らかな通り、サイジングなしの場合のドット（図１１）の周囲は凹凸が激しいが、サイジングありの場合のドット（図１５）の周囲は、サイジングによって凹凸の度合いが小さくなっている。【０１０３】
図１２と図１３を対比すれば明らかな通り、サイジングなしの場合の焼結製品Ｓに残存する非ドット部分（第３工程部分）は、サイジングなしの場合の焼結製品Ｓの未処理部分（第１工程のエリア外）に比べて、表面に表れる空隙の大きさが小さくなり、かつ、当該空隙の密度が少なくなる。【０１０４】
同様に、図１６と図１７を対比すれば明らかな通り、サイジングありの場合の焼結製品Ｓに残存する非ドット部分（第３工程部分）は、サイジングありの場合の焼結製品Ｓの未処理部分（第１工程のエリア外）に比べて、表面に表れる空隙の大きさが小さくなり、かつ、当該空隙の密度が少なくなる。【０１０５】
〔ＥＤＳ分析結果〕
図１８〜図２３は、焼結体のドット部分等についてのエネルギー分散型Ｘ線分光器（以下、「ＥＤＳ」という。）の分析結果を示す図である。
具体的には、図１８は、焼結前にマーキングされて焼結工程を経た焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果であり、分析範囲は図１８中の矩形部分である。図１９は、焼結前にマーキングされて焼結工程を経た焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果であり、分析点は図１９中の十字部である。【０１０６】
図２０は、焼結体のマーキング部分以外のＥＤＳ分析結果であり、分析範囲は図２０中の矩形部分である。図２１は、焼結体のマーキング部分以外のＥＤＳ分析結果であり、分析点は図２１中の十字部である。
図２２は、焼結後にマーキングされた焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果であり、分析範囲は図２２中の矩形部分である。図２３は、焼結後にマーキングした焼結体の、ドット部分のＥＤＳ分析結果であり、分析点は図２３中の十字部である。【０１０７】
図１８及び図１９に示すように、焼結前にマーキングして焼結工程を経た焼結体の場合には、酸素の含有量がそれぞれ１．３３重量％及び１．５０％である。
これらの含有量は、焼結体のマーキング部分以外の酸素の含有量（図２０の１．９８重量％及び図２１の１．８０重量％）とさほど大差がない。その理由は、レーザー光により加熱されて酸化した金属成分が、マーキング後の焼結工程において還元されたからであると考えられる。【０１０８】
これに対して、図２２及び図２３に示すように、焼結後にマーキングした焼結体の場合には、酸素の含有量がそれぞれ１０．１０重量％及び１２．７６％である。
これらの含有量は、焼結体のマーキング部分以外の酸素の含有量（図２０の１．９８重量％及び図２１の１．８０重量％）に比べて、大幅（１桁増し）に増大している。その理由は、焼結後にマーキングした場合には、レーザー光により加熱されて酸化した金属成分が、そのまま残存しているからであると考えられる。【０１０９】
上記の通り、マーキング後の圧粉成形体Ｇ２が焼結工程を経ると、マーキング工程でいったん酸化した金属成分が焼結工程において還元されるため、ドット部分の酸素含有量はマーキング部分以外の通常部分とほぼ同等の酸素含有量（例えば、１重量％以上でかつ２重量％以下）となる。【０１１０】
〔変形例〕
上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。【０１１１】
例えば、上述の実施形態では、２次元コードＣをマーキングする圧粉成形体Ｇ１が潤滑剤を含有しているが、圧粉成形体Ｇ１は、仮焼成によって潤滑剤を除去した仮焼成体であってもよい（特許第４７５１１５９号公報参照）。
すなわち、本実施形態の製造方法は、圧粉工程→仮焼成→マーキング→本焼成の順で行われるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
Ｇ１  圧粉成形体（マーキング前）
Ｇ２  圧粉成形体（マーキング後）
Ｓ    焼結製品
Ｃ    ２次元コード
【図１】
2019017256.tif 000003
【図２】
2019017256.tif 000004
【図３】
2019017256.tif 000005
【図４】
2019017256.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2019017256.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2019017256.tif 000023
【図２２】
2019017256.tif 000024
【図２３】
2019017256.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月10日(2020.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末を含有する圧粉成形体のレーザーマーキング方法であって、
弱い方の第１パワーのレーザー光により、前記圧粉成形体の表面の所定エリアを走査して、前記所定エリアの内部を溶解させて滑らかにする第１工程と、
高い方の第２パワーのレーザー光により、前記所定エリア内の所定箇所に所定深さの凹部よりなるドットを形成する第２工程と、を含むレーザーマーキング方法。
【請求項２】
前記第２工程は、前記所定エリア内のセルの内部においてレーザー光を外側から内側に向かって渦巻き状に走査して照射する回転照射を、複数回行う工程を含む請求項１に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項３】
前記第１パワーは、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下であり、
前記第２パワーは、２０Ｗ以上でかつ５０Ｗ以下である請求項１又は請求項２に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項４】
前記第１パワーのレーザー光の走査速度は、１５００ｍｍ／ｓ以上でかつ２７００ｍｍ／ｓ以下であり、
前記第２パワーのレーザー光の走査速度は、２５０ｍｍ／ｓ以上でかつ３２０ｍｍ／ｓ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項５】
前記第２パワーよりも弱い第３パワーのレーザー光により、前記所定エリア内における前記第２工程で形成した前記ドットの以外の部分を走査する第３工程を、更に含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項６】
前記第３パワーは、１０Ｗ以上でかつ２５Ｗ以下である請求項５に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項７】
前記第３パワーのレーザー光の走査速度は、１７００ｍｍ／ｓ以上でかつ３０００ｍｍ／ｓ以下である請求項５又は請求項６に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項８】
前記第１工程により形成される前記圧粉成形体の表面は、当該第１工程が行われない通常表面よりも空隙率が小さく、
前記第２工程により形成されるドットは、開口部分の平面形状がほぼ円形でかつ底部が丸みを帯びた先細り状の凹部よりなる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレーザーマーキング方法。
【請求項９】
金属粉末を含有する圧粉成形体を焼結してなる焼結製品であって、
前記焼結製品は、前記圧粉成形体の表面にレーザーマーキングによって印字された複数のドットを含む２次元コードを有し、
前記焼結製品の表面における前記ドットの近傍部分の酸素含有量が２重量％以下である焼結製品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（４）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第１パワーのレーザー光の走査速度は、１５００ｍｍ／ｓ以上でかつ２７００ｍｍ／ｓ以下であり、前記第２パワーのレーザー光の走査速度は、２５０ｍｍ／ｓ以上でかつ３２０ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
（７）  本実施形態のレーザーマーキング方法において、前記第３パワーのレーザー光の走査速度は、１７００ｍｍ／ｓ以上でかつ３０００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
その理由は、第３パワーのレーザー光の走査速度が１７００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにドット以外の部分が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなり、当該走査速度が３０００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いためにドット付近のスパッターを除去できない可能性があるからである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
第１工程におけるレーザー光の走査速度（スキャンスピード）は、１５００ｍｍ／ｓ以上でかつ２７００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
１５００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いために粉末材料が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなり、２７００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために粉末材料を溶解できない可能性があり、表面の平滑化に不適だからである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
第２工程におけるレーザー光の走査速度（スキャンスピード）は、２５０ｍｍ／ｓ以上でかつ３２０ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
２５０ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにセル範囲をはみ出るドットが形成される可能性があり、３２０ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いために所望深さのドットを形成できない可能性があるからである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
第３工程におけるレーザー光の走査速度（スキャンスピード）は、１７００ｍｍ／ｓ以上でかつ３０００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
１７００ｍｍ／ｓ未満の場合には、速度が遅いためにドット以外の部分が黒色化する可能性があり、第２工程で形成するドットとの区別が付き難くなり、３０００ｍｍ／ｓを超える場合には、速度が速いためにドット付近のスパッターを除去できない可能性があるからである。
【国際調査報告】
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