(57)【要約】【課題】圧粉成形体を高密度化できながら、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を低減できる圧粉成形体の製造方法を提供する。【解決手段】貫通孔が形成されたダイを備える金型の充填空間に、金属粉末を含む原料粉末を充填して圧縮成形する圧粉成形体の製造方法であって、第１金属粉末と第１潤滑剤粉末とを含有する第１原料粉末と、第２金属粉末と、０質量％以上第１原料粉末における第１潤滑剤粉末の含有量未満の第２潤滑剤粉末とを含有する第２原料粉末とを用意する準備工程と、金型の充填空間のうち、ダイの内周面に接する外周領域の少なくとも一部に第１原料粉末を充填し、残部領域に第２原料粉末を充填する充填工程と、金型に充填した第１原料粉末と第２原料粉末とを圧縮して圧粉成形体を成形する成形工程と、金型から圧粉成形体を抜き出す抜き出し工程と、を備える圧粉成形体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成されたダイを備える金型の充填空間に、金属粉末を含む原料粉末を充填して圧縮成形する圧粉成形体の製造方法であって、
第１金属粉末と第１潤滑剤粉末とを含有する第１原料粉末と、第２金属粉末と、０質量％以上前記第１原料粉末における前記第１潤滑剤粉末の含有量未満の第２潤滑剤粉末とを含有する第２原料粉末とを用意する準備工程と、
前記金型の充填空間のうち、前記ダイの内周面に接する外周領域の少なくとも一部に前記第１原料粉末を充填し、残部領域に前記第２原料粉末を充填する充填工程と、
前記金型に充填した前記第１原料粉末と前記第２原料粉末とを圧縮して圧粉成形体を成形する成形工程と、
前記金型から前記圧粉成形体を抜き出す抜き出し工程と、を備える圧粉成形体の製造方法。
【請求項２】
前記第１原料粉末における前記第１潤滑剤粉末の含有量が、０．２質量％以上１．２質量％以下である請求項１に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項３】
前記第２原料粉末における前記第２潤滑剤粉末の含有量が、前記第１原料粉末における前記第１潤滑剤粉末の含有量の８０％以下である請求項１又は請求項２に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項４】
前記充填工程おいて、前記ダイの内周面から１ｍｍ以上の厚さとなるように、前記第１原料粉末を充填する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項５】
前記充填工程において、前記金型の充填空間に対する前記第１原料粉末の充填領域が体積比で７２％以下となるように、前記第１原料粉末を充填する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項６】
前記充填工程おいて、前記ダイの内周面の全周に接するように、前記第１原料粉末を充填する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項７】
前記充填工程において、前記ダイの内周面に接する前記第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さが前記ダイの内周面の全周長に対して１％以上９９％以下となるように、前記第１原料粉末を充填する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項８】
前記金型は、前記ダイの貫通孔内にコアロッドを備え、
前記充填工程において、前記コアロッドの外周面に接する内周領域の少なくとも一部に前記第１原料粉末を充填する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項９】
前記充填工程おいて、前記コアロッドの外周面から１ｍｍ以上の厚さとなるように、前記第１原料粉末を充填する請求項８に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１０】
前記充填工程おいて、前記コアロッドの外周面の全周に接するように、前記第１原料粉末を充填する請求項８又は請求項９に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記充填工程おいて、前記コアロッドの外周面に接する前記第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さが前記コアロッドの外周面の全周長に対して１％以上９９％以下となるように、前記第１原料粉末を充填する請求項８又は請求項９に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１２】
前記充填工程おいて、前記第１原料粉末の充填領域が前記ダイにおける前記圧粉成形体の抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがって厚くなり、前記ダイの内周面の軸方向に対して傾斜するように、前記第１原料粉末を充填する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１金属粉末が純鉄又は鉄基合金の粉末であり、前記第２金属粉末が純鉄又は鉄基合金の粉末である請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１４】
前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の少なくとも一方が、粒子表面に絶縁被覆が形成された被覆粉末である請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１５】
前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の少なくとも一方が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｏ及びＣから選択される少なくとも１種の合金化元素の粉末と、純鉄粉とを含む混合粉末であり、
前記合金化元素の粉末の合計含有量が１質量％以上８０質量％以下である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１６】
前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の少なくとも一方が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｏ及びＣから選択される少なくとも１種の合金化元素と、Ｆｅとを含む合金粉末であり、
前記合金化元素の合計含有量が１質量％以上８０質量％以下である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１７】
前記第１金属粉末と前記第２金属粉末とが同種の材質である請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１８】
前記第１潤滑剤粉末が、融点６０℃以上の脂肪酸アミドである請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【請求項１９】
前記第２原料粉末が、ステアリン酸金属塩を含有する請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の圧粉成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧粉成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄粉などの金属粉末を圧縮成形した圧粉成形体が、電子部品や機械部品などに利用されている。一般に、圧粉成形体は、ダイを備える金型に形成された充填空間に金属粉末を含む原料粉末を充填し、パンチによって原料粉末を圧縮して成形することで製造されている。
【０００３】
特許文献１〜４には、性質の異なる２種の粉末を金型の充填空間に層状に充填することにより、２層圧粉体を製造する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９２４５３号公報
【特許文献２】特開平９−４９００６号公報
【特許文献３】特開２００６−１１１９７５号公報
【特許文献４】特開２００５−６６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧粉成形体の製造では、原料粉末を圧縮成形した圧粉成形体を金型から抜き出す際に金型との摩擦を低減し、圧粉成形体と金型との潤滑性を確保するために、潤滑剤が使用されている。潤滑剤による潤滑法としては、金属粉末に潤滑剤を添加する混入潤滑法（内部潤滑）と、金型に潤滑剤を塗布する金型潤滑法（外部潤滑）とがある。
【０００６】
圧粉成形体の特性を向上する観点から、圧粉成形体を高密度化することが求められている。内部潤滑では、原料粉末に潤滑剤を混合するため、圧粉成形体内に潤滑剤が存在することになり、圧粉成形体を熱処理した場合は、潤滑剤が消失して空孔が形成される。そのため、潤滑剤は、圧粉成形体の密度を低下させ、高密度化の阻害要因となる。潤滑剤の量を減らせば、圧粉成形体の密度が高くなるが、金型との潤滑性を十分に確保できず、圧粉成形体を金型から抜き出す際の抜き圧が増加するため、圧粉成形体や金型が損傷することがある。一方、外部潤滑の場合、原料粉末に潤滑剤を混合しなくてもよく、圧粉成形体の密度を高くできる。しかし、塗布した潤滑剤が金型内に溜まることがあり、金型内に溜まった潤滑剤により、圧粉成形体への潤滑剤の噛み込みによる外観不良やそれに伴う密度低下が生じたり、熱処理後に巣が生じるなどの問題が発生する場合がある。
【０００７】
したがって、圧粉成形体と金型との潤滑性を確保しつつ、外観不良を抑制できながら、圧粉成形体を高密度化することが望まれる。
【０００８】
そこで、圧粉成形体を高密度化できながら、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を低減できる圧粉成形体の製造方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示に係る圧粉成形体の製造方法は、貫通孔が形成されたダイを備える金型の充填空間に、金属粉末を含む原料粉末を充填して圧縮成形する圧粉成形体の製造方法であって、
第１金属粉末と第１潤滑剤粉末とを含有する第１原料粉末と、第２金属粉末と、０質量％以上前記第１原料粉末における前記第１潤滑剤粉末の含有量未満の第２潤滑剤粉末とを含有する第２原料粉末とを用意する準備工程と、
前記金型の充填空間のうち、前記ダイの内周面に接する外周領域の少なくとも一部に前記第１原料粉末を充填し、残部領域に前記第２原料粉末を充填する充填工程と、
前記金型に充填した前記第１原料粉末と前記第２原料粉末とを圧縮して圧粉成形体を成形する成形工程と、
前記金型から前記圧粉成形体を抜き出す抜き出し工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記圧粉成形体の製造方法は、圧粉成形体を高密度化できながら、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の一例を示す説明図である。
【図２】実施形態１に係る圧粉成形体の製造方法における成形工程の一例を示す説明図である。
【図３】実施形態１に係る圧粉成形体の製造方法における抜き出し工程の一例を示す説明図である。
【図４】実施形態１に係る圧粉成形体の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の一例を説明する図である。
【図５】実施形態１に係る圧粉成形体の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の別の一例を説明する図である。
【図６】実施形態１に係る圧粉成形体の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の更に別の一例を説明する図である。
【図７】変形例１−１に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の一例を示す説明図である。
【図８】変形例１−１に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の別の一例を示す説明図である。
【図９】変形例１−２に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の一例を示す説明図である。
【図１０】変形例１−２に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の別の一例を示す説明図である。
【図１１】実施形態２に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の一例を示す説明図である。
【図１２】実施形態２に係る圧粉成形体の製造方法における成形工程の一例を示す説明図である。
【図１３】実施形態２に係る圧粉成形体の製造方法における抜き出し工程の一例を示す説明図である。
【図１４】実施形態２に係る圧粉成形体の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の一例を説明する図である。
【図１５】実施形態２に係る圧粉成形体の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の別の一例を説明する図である。
【図１６】実施形態２に係る圧粉成形体の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の更に別の一例を説明する図である。
【図１７】変形例２−１に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の一例を示す説明図である。
【図１８】変形例２−２に係る圧粉成形体の製造方法における充填工程の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本発明の実施形態の説明］
本発明者らは、外部潤滑を用いずに、内部潤滑のみを用いて圧縮成形を行う圧粉成形体の製造方法について、鋭意検討を重ねた。その結果、金型に充填した原料粉末に含有する潤滑剤粉末のうち、金型との潤滑に寄与しているのは、主として金型に接する部分の近傍の潤滑剤粉末であり、その他の部分の潤滑剤粉末は金型との潤滑性の向上にあまり寄与しないとの知見を得た。本発明者らは、圧粉成形体を製造するにあたり、原料粉末として、潤滑剤粉末を混合した第１原料粉末と、第１原料粉末よりも潤滑剤粉末の含有量が少ない又は含有していない第２原料粉末とを用いることを考えた。そして、金型の充填空間のうち、金型の少なくとも一部に接するように第１原料粉末を充填し、残部の空間に第２原料粉末を充填することによって、上記課題を解決できることを見出した。以下、本発明の実施態様を列挙して説明する。
【００１３】
（１）本発明の一態様に係る圧粉成形体の製造方法は、貫通孔が形成されたダイを備える金型の充填空間に、金属粉末を含む原料粉末を充填して圧縮成形する圧粉成形体の製造方法であって、
第１金属粉末と第１潤滑剤粉末とを含有する第１原料粉末と、第２金属粉末と、０質量％以上前記第１原料粉末における前記第１潤滑剤粉末の含有量未満の第２潤滑剤粉末とを含有する第２原料粉末とを用意する準備工程と、
前記金型の充填空間のうち、前記ダイの内周面に接する外周領域の少なくとも一部に前記第１原料粉末を充填し、残部領域に前記第２原料粉末を充填する充填工程と、
前記金型に充填した前記第１原料粉末と前記第２原料粉末とを圧縮して圧粉成形体を成形する成形工程と、
前記金型から前記圧粉成形体を抜き出す抜き出し工程と、を備える。
【００１４】
上記圧粉成形体の製造方法によれば、ダイの内周面に接する外周領域の少なくとも一部に第１原料粉末を充填することで、圧粉成形体の外周部の少なくとも一部が第１原料粉末で形成される。そのため、第１原料粉末に含有する第１潤滑剤粉末によって、ダイの内周面に接する圧粉成形体の外周面の潤滑性を高め、圧粉成形体と金型との潤滑性を確保できる。また、第１原料粉末が充填される外周領域以外の残部の領域に第２原料粉末を充填することで、圧粉成形体のうち、第１原料粉末で形成される外周部以外の部分が第２原料粉末で形成される。第２原料粉末に含有する第２潤滑剤粉末の含有量は、第１原料粉末に含有する第１潤滑剤粉末の含有量よりも少ないため、圧粉成形体全体に含有する潤滑剤粉末の総量を低減でき、圧粉成形体を高密度化できる。したがって、上記圧粉成形体の製造方法は、圧粉成形体を高密度化できながら、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を低減できる。第２原料粉末は、第２潤滑剤粉末の含有量が０質量％の場合も含み、第２潤滑剤粉末を含有していなくてもよい。
【００１５】
（２）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第１原料粉末における前記第１潤滑剤粉末の含有量が、０．２質量％以上１．２質量％以下であることが挙げられる。
【００１６】
第１原料粉末において、第１原料粉末を１００質量％とするとき、第１潤滑剤粉末の含有量が０．２質量％以上であることで、金型との潤滑性を確保し易く、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を低減し易い。また、第１潤滑剤粉末の含有量が１．２質量％以下であることで、第１原料粉末で形成される圧粉成形体の外周部の密度低下を抑制でき、圧粉成形体を高密度化し易い。第１潤滑剤粉末の含有量は、圧粉成形体の高密度化と、金型との潤滑性の確保の観点から、例えば、０．３質量％以上１．０質量％以下、更に０．４質量％以上０．８質量％以下とすることが挙げられる。
【００１７】
（３）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第２原料粉末における前記第２潤滑剤粉末の含有量が、前記第１原料粉末における前記第１潤滑剤粉末の含有量の８０％以下であることが挙げられる。
【００１８】
第２原料粉末において、第２潤滑剤粉末の含有量が質量比で第１潤滑剤粉末の含有量の８０％以下であることで、圧粉成形体を高密度化し易い。第２潤滑剤粉末の含有量は、例えば、第１潤滑剤粉末の含有量の５０％以下、更に３０％以下とすることが挙げられる。第２潤滑剤粉末の含有量の下限は、例えば、第１潤滑剤粉末の含有量の０％以上、更に５％以上とすることが挙げられる。第２原料粉末が第２潤滑剤粉末を含有する場合、圧縮成形時に、第２潤滑剤粉末によって第２金属粉末の粒子同士の摩擦を低減する効果が期待できる。そのため、例えば、第２金属粉末が粒子表面に絶縁被覆などを有する被覆粉末である場合は、第２潤滑剤粉末によって、圧縮成形時における第２金属粉末の粒子同士の摩擦を低減して、被覆の損傷を抑制し易い。
【００１９】
（４）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程おいて、前記ダイの内周面から１ｍｍ以上の厚さとなるように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００２０】
第１原料粉末を充填する領域（以下、「第１原料粉末の充填領域」と呼ぶ場合がある）の厚さをダイの内周面から１ｍｍ以上とすることで、金型（ダイ）との潤滑性を十分に確保でき、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減できる。ダイの内周面に接する第１原料粉末の充填領域における厚さの上限は、圧粉成形体を高密度化する観点から、例えば、ダイの内周面から７ｍｍ以下、更に５ｍｍ以下、３ｍｍ以下とすることが挙げられる。
【００２１】
（５）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程において、前記金型の充填空間に対する前記第１原料粉末の充填領域が体積比で７２％以下となるように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００２２】
金型の充填空間に対する第１原料粉末の充填領域が体積比で７２％以下であることで、第２原料粉末の充填領域が増え、圧粉成形体を高密度化し易い。第１原料粉末の充填領域は、例えば、金型の充填空間に対して６０％以下、更に４０％以下とすることが挙げられる。第１原料粉末の充填領域の体積比の下限は、金型との潤滑性を確保する観点から、例えば、５％以上、更に１０％以上とすることが挙げられる。
【００２３】
（６）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程おいて、前記ダイの内周面の全周に接するように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００２４】
第１原料粉末をダイの内周面の全周に亘って接するように充填することで、金型（ダイ）との潤滑性を十分に確保し易く、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減し易い。特に、ダイの内周面の全面に接するように充填する場合、金型（ダイ）との潤滑性を十分に確保でき、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減できる。
【００２５】
（７）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程において、前記ダイの内周面に接する前記第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さが前記ダイの内周面の全周長に対して１％以上９９％以下となるように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００２６】
ダイの内周面に接する第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さがダイの内周面の全周長に対して１％以上９９％以下であることで、金型（ダイ）との潤滑性を確保しつつ、圧粉成形体を高密度化し易い。ダイの内周面に接する第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さは、例えば、ダイの内周面の全周長に対して１０％以上９０％以下、更に８０％以下とすることが挙げられる。
【００２７】
（８）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記金型は、前記ダイの貫通孔内にコアロッドを備え、
前記充填工程において、前記コアロッドの外周面に接する内周領域の少なくとも一部に前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００２８】
上記一態様の圧粉成形体の製造方法によれば、コアロッドの外周面に接する内周領域の少なくとも一部に第１原料粉末を充填することで、圧粉成形体の内周部の少なくとも一部が第１原料粉末で形成される。そのため、第１原料粉末に含有する第１潤滑剤粉末によって、コアロッドの外周面に接する圧粉成形体の内周面の潤滑性を高め、圧粉成形体と金型との潤滑性を確保できる。したがって、金型がコアロッドを備える場合、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を低減できる。
【００２９】
（９）上記（８）に記載の圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程おいて、前記コアロッドの外周面から１ｍｍ以上の厚さとなるように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００３０】
コアロッドの外周面に接する第１原料粉末の充填領域の厚さをコアロッドの外周面から１ｍｍ以上とすることで、金型（コアロッド）との潤滑性を十分に確保でき、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減できる。コアロッドの外周面に接する第１原料粉末の充填領域における厚さの上限は、圧粉成形体を高密度化する観点から、例えば、コアロッドの外周面から７ｍｍ以下、更に５ｍｍ以下、３ｍｍ以下とすることが挙げられる。
【００３１】
（１０）上記（８）又は（９）に記載の圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程おいて、前記コアロッドの外周面の全周に接するように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００３２】
第１原料粉末をコアロッドの外周面の全周に亘って接するように充填することで、金型（コアロッド）との潤滑性を十分に確保し易く、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減し易い。特に、コアロッドの外周面の全面に接するように充填する場合、金型（コアロッド）との潤滑性を十分に確保でき、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減できる。
【００３３】
（１１）上記（８）又は（９）に記載の圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程おいて、前記コアロッドの外周面に接する前記第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さが前記コアロッドの外周面の全周長に対して１％以上９９％以下となるように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００３４】
コアロッドの外周面に接する第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さがコアロッドの外周面の全周長に対して１％以上９９％以下であることで、金型（コアロッド）との潤滑性を確保しつつ、圧粉成形体を高密度化し易い。コアロッドの外周面に接する第１原料粉末の充填領域における周方向の合計長さは、例えば、コアロッドの外周面の全周長に対して１０％以上９０％以下、更に８０％以下とすることが挙げられる。
【００３５】
（１２）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記充填工程おいて、前記第１原料粉末の充填領域が前記ダイにおける前記圧粉成形体の抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがって厚くなり、前記ダイの内周面の軸方向に対して傾斜するように、前記第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００３６】
圧粉成形体を金型（ダイ）から抜き出す際、抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがい、金型との摺接距離が長くなるため、反対側ほど潤滑性が求められる。そこで、第１原料粉末の充填領域を圧粉成形体の抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがって厚くすることで、金型との潤滑性を効果的に確保し易い。また、抜き出し方向の先端側では、第１原料粉末の充填領域の厚さが薄いため、圧粉成形体をより高密度化し易い。この場合、例えば、ダイの内周面の軸方向に対して３０°以下の角度で傾斜するように、第１原料粉末を充填することが挙げられる。
【００３７】
（１３）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第１金属粉末が純鉄又は鉄基合金の粉末であり、前記第２金属粉末が純鉄又は鉄基合金の粉末であることが挙げられる。
【００３８】
第１金属粉末及び第２金属粉末が純鉄又は鉄基合金の粉末である場合、製造した圧粉成形体を圧粉磁心に利用できる。この場合、第１金属粉末と第２金属粉末との組み合わせとしては、純鉄粉と純鉄粉、鉄合金粉と鉄合金粉、純鉄粉と鉄合金粉又は鉄合金粉と純鉄粉との組み合わせが挙げられる。
【００３９】
（１４）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の少なくとも一方が、粒子表面に絶縁被覆を有する被覆粉末であることが挙げられる。
【００４０】
第１金属粉末及び前記第２金属粉末の少なくとも一方が被覆粉末である場合、金属粉末の粒子表面に絶縁被覆が形成されていることで、圧粉成形体を圧粉磁心として使用したときに、渦電流損に起因する圧粉磁心の鉄損を低減できる。
【００４１】
（１５）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の少なくとも一方が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｏ及びＣから選択される少なくとも１種の合金化元素の粉末と、純鉄粉とを含む混合粉末であり、前記合金化元素の粉末の合計含有量が１質量％以上８０質量％以下であることが挙げられる。
【００４２】
上記合金化元素はＦｅと合金化する元素であり、Ｆｅと合金化して鉄合金を生成する。金属粉末として上記混合粉末を用いて製造した圧粉成形体に焼結などの熱処理を施した場合、熱処理によって純鉄粉と合金化元素の粉末とが合金化され、合金系の圧粉成形体（圧粉磁心）が得られる。
【００４３】
（１６）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の少なくとも一方が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｏ及びＣから選択される少なくとも１種の合金化元素と、Ｆｅとを含む合金粉末であり、前記合金化元素の合計含有量が１質量％以上８０質量％以下であることが挙げられる。
【００４４】
上記合金粉末はＦｅと合金化元素とが合金化した鉄合金粉であり、金属粉末として上記合金粉末を用いて圧粉成形体を製造することで、合金系の圧粉成形体（圧粉磁心）が得られる。
【００４５】
（１７）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第１金属粉末と前記第２金属粉末とが同種の材質であることが挙げられる。
【００４６】
第１金属粉末と第２金属粉末とが同種の材質であることで、圧粉成形体全体が同種の金属粉末で形成された圧粉成形体が得られる。「同種」とは、組成系が同じ材質をいい、化学的に同じ組成を有することを意味する。
【００４７】
（１８）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第１潤滑剤粉末が、融点６０℃以上の脂肪酸アミドであることが挙げられる。
【００４８】
一般に、脂肪酸アミドは金型との潤滑性を高める効果が高く、第１潤滑剤粉末として有効である。また、金型を加熱して温間圧縮成形する場合、脂肪酸アミドの融点が金型温度以上であることで、脂肪酸アミドが潤滑機能を発揮し易い。温間圧縮成形する際の金型温度は、通常６０℃以上に設定するため、第１潤滑剤粉末には、融点が６０℃以上の脂肪酸アミドを用いることが好ましい。脂肪酸アミドの融点の上限は特に限定されないが、例えば２５０℃以下である。
【００４９】
（１９）上記圧粉成形体の製造方法の一態様として、前記第２原料粉末が、ステアリン酸金属塩を含有することが挙げられる。
【００５０】
一般に、ステアリン酸金属塩は、原料粉末を圧縮成形する際に、金属粉末の粒子同士の摩擦を低減する効果が脂肪酸アミドに比較して高く、少量でも効果がある。そのため、金属粉末が絶縁被覆などを有する被覆粉末である場合、潤滑剤粉末としてステアリン酸金属塩を原料粉末に混合することで、圧縮成形時における金属粉末の粒子同士の摩擦による被覆の損傷を効果的に抑制できる。したがって、第１原料粉末よりも潤滑剤粉末の含有量が少ない第２原料粉末において、ステアリン酸金属塩を含有することで、圧縮成形時の被覆の損傷を効果的に抑制できる。ステアリン酸金属塩としては、例えば、金属石鹸として用いられている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。
【００５１】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る圧粉成形体の製造方法の具体例を以下に説明する。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。
【００５２】
＜圧粉成形体の製造方法＞
実施形態に係る圧粉成形体の製造方法は、原料粉末を用意する準備工程と、金型の充填空間に原料粉末を充填する充填工程と、金型に充填した原料粉末を圧縮して圧縮成形体を成形する成形工程と、金型から圧縮成形体を抜き出す抜き出し工程とを備える。実施形態に係る圧粉成形の製造方法は、原料粉末として、潤滑剤粉末を混合した第１原料粉末と、第１原料粉末よりも潤滑剤粉末の含有量が少ない又は含有しない第２原料粉末とを用いる。そして、金型の充填空間のうち、金型の少なくとも一部に接するように第１原料粉末を充填し、残部の空間に第２原料粉末を充填することを特徴の１つとする。以下、図面を参照して、実施形態の製造方法について詳しく説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
【００５３】
［実施形態１］
実施形態１に係る圧粉成形体の製造方法は、柱状の圧粉成形体を製造する場合であり、実施形態１では、円柱状の圧粉成形体を製造する場合を具体例に挙げて説明する。
【００５４】
（金型）
はじめに、実施形態１の圧粉成形体の製造方法で用いる金型の構成の一例を、図１を参照して説明する。図１の上図は、ダイ１１０（金型１００）を上面から見た概略上面図であり、下図は、ダイ１１０の貫通孔の中心軸を通る概略断面図である。金型１００は、上下方向に貫通する貫通孔が形成されたダイ１１０と、ダイ１１０の下側に位置して貫通孔内に挿通可能な下パンチ１２０と、ダイ１１０の上側に位置して貫通孔内に挿通可能な上パンチ１３０とを備える。この例では、図１に示すように、ダイ１１０に形成された貫通孔の形状が円形状であり（上図参照）、ダイ１１０の内周面と下パンチ１２０とで金型１００に円柱状の充填空間が形成される（下図参照）。下パンチ１２０は、ダイ１１０に対して上下方向に相対的に駆動可能である。上パンチ１３０は、上下方向に駆動可能であり、下パンチ１２０と共に、金型１００の充填空間に充填された原料粉末１０を圧縮成形する。ダイ１１０に形成された貫通孔の形状は、成形する圧粉成形体の外形に対応した形状であり、例えば、四角形状などの多角形状などであってもよい。
【００５５】
＜準備工程＞
準備工程は、第１金属粉末と第１潤滑剤粉末とを含有する第１原料粉末と、第２金属粉末と、０質量％以上第１原料粉末における第１潤滑剤粉末の含有量未満の第２潤滑剤粉末とを含有する第２原料粉末とを用意する工程である。
【００５６】
（原料粉末）
準備工程では、原料粉末として、第１原料粉末と第２原料粉末とを用意する。第１原料粉末は、第１金属粉末に第１潤滑剤粉末を混合したものであり、第１金属粉末と第１潤滑剤粉末とを含有する。第２原料粉末は、第２金属粉末と、第１原料粉末における第１潤滑剤粉末の含有量よりも少ない第２潤滑剤粉末とを含有する。第２原料粉末は、第２潤滑剤粉末の含有量が０質量％の場合も含み、第２潤滑剤粉末を含有していなくてもよい。
【００５７】
〈金属粉末〉
第１金属粉末と第２金属粉末とは、同じ金属粉末であってもよいし、異なる金属粉末であってもよいが、代表的には同じ金属粉末を用いることが挙げられる。第１金属粉末と第２金属粉末とが同種の材質である場合、圧粉成形体全体が同種の金属粉末で形成された圧粉成形体が得られる。金属粉末は、圧粉成形体を構成する主たる材料であり、金属粉末には、例えば、鉄又は鉄基合金、アルミニウム又はアルミニウム基合金、銅又は銅基合金などの各種金属の粉末が利用できる。圧粉成形体を圧粉磁心として使用する場合、金属粉末には、例えば、純鉄（純度９９質量％以上）や、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金などの鉄基合金の粉末が好適に利用できる。また、金属粉末は、金属粉末を構成する粒子表面に絶縁被覆などの被覆が形成された被覆粉末であってもよい。絶縁被覆としては、例えば、リン酸塩（リン酸鉄など）やシリカを含有することが挙げられる。金属粉末や絶縁被覆には、公知のものを採用できる。
【００５８】
合金系の圧粉成形体（圧粉磁心）を製造する場合、金属粉末として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｏ及びＣから選択される少なくとも１種の合金化元素の粉末（合金化粉末）と、純鉄粉とを含む混合粉末を用いることが挙げられる。この場合、製造した圧粉成形体を熱処理（例えば焼結）することによって、純鉄粉と合金化粉末とが合金化され、合金系の圧粉成形体が得られる。合金系の圧粉成形体を製造する別の一例としては、金属粉末として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｏ及びＣから選択される少なくとも１種の合金化元素と、Ｆｅとを含む合金粉末（鉄合金粉）を用いることが挙げられる。混合粉末における合金化粉末の含有量、並びに、合金粉末における合金化元素の含有量は、圧粉成形体を構成する金属粉末が所定の組成となるように適宜決めればよく、それぞれの合計含有量は、合金組成によって異なるが、例えば１質量％以上８０質量％以下であることが挙げられる。
【００５９】
金属粉末の平均粒径は、例えば２０μｍ以上３００μｍ以下、更に３０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが挙げられる。金属粉末の平均粒径を上記範囲内とすることで、取り扱い易く、圧縮成形し易い。金属粉末の平均粒径は、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。金属粉末が純鉄粉と合金化粉末との混合粉末である場合、合金化粉末の平均粒径は、純鉄粉の平均粒径よりも小さいことが好ましく、例えば１μｍ以上１００μｍ以下、更に３μｍ以上８０μｍ以下とすることが挙げられる。これにより、混合粉末中に、合金化粉末の粒子が均一に分散し易くなる。
【００６０】
〈潤滑剤粉末〉
第１潤滑剤粉末と第２潤滑剤粉末とは、同じ潤滑剤粉末であってもよいし、異なる潤滑剤粉末であってもよい。潤滑剤粉末は、主として、原料粉末を圧縮成形した圧粉成形体を金型から抜き出す際に金型との摩擦を低減し、金型との潤滑性を確保するためのものであり、公知のものを採用できる。潤滑剤粉末としては、例えば、ステアリン酸アミド（ＳＡ）やエチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）などの脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛（Ｚｎ−ｓｔ）やステアリン酸リチウム（Ｌｉ−ｓｔ）などのステアリン酸金属塩などが挙げられ、単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。潤滑剤粉末は、原料粉末の圧縮成形時に、金属粉末の粒子同士の摩擦を低減する効果もある。
【００６１】
潤滑剤粉末の平均粒径は、金属粉末の平均粒径よりも小さいことが好ましく、例えば０．５μｍ以上４０μｍ以下、更に１μｍ以上３０μｍ以下とすることが挙げられる。潤滑剤粉末の平均粒径を上記範囲内とすることで、凝集し難く、原料粉末中に均一に分散し易い。潤滑剤粉末の平均粒径は、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。
【００６２】
〈第１潤滑剤粉末〉
第１原料粉末における第１潤滑剤粉末の含有量は、第１原料粉末を１００質量％としたときに０．２質量％以上１．２質量％以下とすることが挙げられる。第１潤滑剤粉末の含有量が０．２質量％以上であることで、金型との潤滑性を確保し易く、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を低減し易い。第１潤滑剤粉末の含有量が１．２質量％以下であることで、圧粉成形体の密度低下を抑制でき、圧粉成形体を高密度化し易い。第１潤滑剤粉末の含有量は、圧粉成形体の高密度化と、金型との潤滑性の確保の観点から、例えば、０．３質量％以上１．０質量％以下、更に０．４質量％以上０．８質量％以下とすることが挙げられる。
【００６３】
第１潤滑剤粉末が脂肪酸アミドであることが好ましい。一般に、脂肪酸アミドは、金型との潤滑性を高める効果が高いことから、第１潤滑剤粉末として有効である。特に、金型を加熱して温間圧縮成形する場合、脂肪酸アミドの融点が６０℃以上であることが好ましく、これにより、脂肪酸アミドが潤滑機能を発揮し易く、金型との潤滑性を高められる。
【００６４】
〈第２潤滑剤粉末〉
一方、第２原料粉末における第２潤滑剤粉末の含有量は、第１原料粉末における第１潤滑剤粉末の含有量の８０％以下とすることが挙げられる。第１潤滑剤粉末の含有量に対する第２潤滑剤粉末の含有量の質量比が８０％以下であることで、圧粉成形体を高密度化し易い。第２潤滑剤粉末の含有量は、例えば、第１潤滑剤粉末の含有量の５０％以下、更に３０％以下とすることが挙げられる。第２潤滑剤粉末の含有量の下限は、例えば、第１潤滑剤粉末の含有量の０％以上、更に５％以上とすることが挙げられる。第２原料粉末が第２潤滑剤粉末を含有する場合、圧縮成形する際に、第２潤滑剤粉末によって第２金属粉末の粒子同士の摩擦を低減する効果が期待できる。
【００６５】
第２原料粉末がステアリン酸金属塩を含有することが好ましい。原料粉末に含まれる金属粉末が被覆粉末である場合、原料粉末を圧縮成形した際に、金属粉末の粒子同士の摩擦によって被覆が損傷することがある。第２原料粉末は、第２潤滑剤粉末の含有量が第１潤滑剤粉末の含有量よりも少ないため、圧縮成形時に第２金属粉末の粒子同士の摩擦によって被覆が損傷し易い。一般に、ステアリン酸金属塩は、摩擦係数が低いため、圧縮成形時における金属粉末の粒子同士の摩擦を低減する効果が脂肪酸アミドに比較して高く、少量でも効果がある。したがって、第２原料粉末がテアリン酸金属塩を含有することで、圧縮成形時の被覆の損傷を効果的に抑制できる。
【００６６】
＜充填工程＞
充填工程は、金型の充填空間のうち、ダイの内周面に接する外周領域の少なくとも一部に第１原料粉末を充填し、残部領域に第２原料粉末を充填する工程である。
【００６７】
充填工程では、例えば図１に示すように、金型１００の充填空間に原料粉末１０（第１原料粉末１１及び第２原料粉末１２）を充填する。具体的には、金型１００の充填空間のうち、ダイ１１０の内周面に接する外周領域に第１原料粉末１１を充填し、残部領域に第２原料粉末１２を充填する。この例では、ダイ１１０の内周面の全面に接するように第１原料粉末１１を充填しており、ダイ１１０の内周面に接する第１原料粉末の充填領域２１よりも内側の領域に第２原料粉末の充填領域２２が形成される。つまり、図１の上図に示すように、ダイ１１０の内周面の全周に亘って第１原料粉末１１が接しており、第１原料粉末の充填領域２１における周方向の長さが、ダイ１１０の内周面の全周長に対して１００％である。また、ダイ１１０の内周面から実質的に同じ厚さとなるように、第１原料粉末１１を充填しており、第１原料粉末の充填領域２１の厚さＴｏが周方向に実質的に一定である。原料粉末１０の金型１００への充填方法の具体例については、後述する。
【００６８】
第１原料粉末の充填領域２１の厚さＴｏは、ダイ１１０の内周面から１ｍｍ以上とすることが好ましく、これにより、金型１００（ダイ１１０）との潤滑性を十分に確保できる。厚さＴｏの上限は、圧粉成形体を高密度化する観点から、例えば、ダイ１１０の内周面から７ｍｍ以下、更に５ｍｍ以下、３ｍｍ以下とすることが挙げられる。この例では、図１の下図に示すように、第１原料粉末の充填領域２１がダイ１１０の内周面の軸方向に平行であり、厚さＴｏが軸方向に実質的に一定である。なお、「平行」とは、幾何学的に厳密な意味での平行でなくてもよく、完全な平行に限らず、実質的に平行とみなされる範囲（例えば、±３°以内）を含む。
【００６９】
金型１００の充填空間に対する第１原料粉末の充填領域２１は、体積比で７２％以下とすることが挙げられる。金型１００の充填空間の容積を１００％とするとき、第１原料粉末の充填領域２１の体積を７２％以下とすることで、第２原料粉末の充填領域２２が増え、圧粉成形体を高密度化し易い。第１原料粉末の充填領域２１は、例えば、金型１００の充填空間に対して６０％以下、更に４０％以下とすることが挙げられる。第１原料粉末の充填領域２１の体積比の下限は、金型１００との潤滑性を確保する観点から、例えば、５％以上、更に１０％以上とすることが挙げられる。
【００７０】
＜成形工程＞
成形工程は、金型に充填した第１原料粉末と第２原料粉末とを圧縮して圧粉成形体を成形する工程である。
【００７１】
成形工程では、金型１００の充填空間に原料粉末１０（第１原料粉末１１及び第２原料粉末１２）を充填した後（図１参照）、例えば図２に示すように、上パンチ１３０を下降させ、上パンチ１３０と下パンチ１２０によって原料粉末を圧縮成形する。これにより、圧粉成形体５０Ａが成形される。この例では、圧粉成形体５０Ａの形状が円柱状であり、圧粉成形体５０Ａの外周部（外側層）５１が第１原料粉末で形成され、外周部５１よりも内側の中央部５２が第２原料粉末で形成される。
【００７２】
成形条件は、特に問わないが、例えば、成形圧力を５００ＭＰａ以上とすることが挙げられる。５００ＭＰａ以上の高い成形圧力とすることで、高密度の圧粉成形５０を得ることができる。成形圧力の上限は、例えば３０００ＭＰａ以下とすることが挙げられる。
【００７３】
また、原料粉末を圧縮成形する際に、原料粉末の成形性を高めるため、金型１００（ダイ１１０）を加熱して温間圧縮成形してもよい。この場合、金型温度を、例えば６０℃以上、更に８０℃以上とすることが挙げられる。金型温度の上限は、例えば２００℃以下、更に１５０℃以下とすることが挙げられる。成形条件には、公知の条件を採用できる。
【００７４】
＜抜き出し工程＞
抜き出し工程は、金型から前記圧粉成形体を抜き出す工程である。
【００７５】
抜き出し工程では、原料粉末を圧縮して圧粉成形体５０Ａを成形した後（図２参照）、例えば図３に示すように、上パンチ１３０を上昇させると共に、下パンチ１２０をダイ１１０に対して上昇させる。これにより、金型１００（ダイ１１０）から圧粉成形体５０Ａを抜き出す。この例では、圧粉成形体５０Ａの抜き出し方向は、ダイ１１０に対して上方向であり、ダイ１１０の上端側が抜き出し方向の先端側である。
【００７６】
＜熱処理工程＞
更に、圧粉成形体を金型から抜き出した後、圧粉成形体を熱処理する熱処理工程を加えてもよい。熱処理としては、例えば、圧縮成形時に金属粉末の粒子に導入された加工歪を除去する熱処理や、圧縮成形体を構成する金属粉末の粒子同士を焼結する熱処理などが挙げられる。圧粉成形体を熱処理することにより、圧粉成形体の特性を改善できる。
【００７７】
《作用効果》
上述した実施形態１の圧粉成形体の製造方法は、次の効果を奏する。
【００７８】
圧粉成形体５０Ａの外周部５１が第１原料粉末１１で形成されることから、第１原料粉末１１に含有する第１潤滑剤粉末によって、圧粉成形体５０Ａと金型１００（ダイ１１０）との潤滑性を確保できる。また、圧粉成形体５０Ａの外周部以外の部分（中央部５２）が第２原料粉末１２で形成されるため、圧粉成形体５０Ａに含有する潤滑剤粉末の総量を低減でき、圧粉成形体５０Ａを高密度化できる。したがって、圧粉成形体５０Ａを高密度化できながら、金型１００から圧粉成形体５０Ａを抜き出す際の抜き圧を低減できる。
【００７９】
（充填方法）
上述した実施形態１の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の具体例を図４〜図６を参照して説明する。
【００８０】
〈充填方法１−１〉
実施形態１の製造方法の充填工程における充填方法の一例を図４を参照して説明する。充填方法１−１では、金型１００の充填空間を第１原料粉末の充填領域２１と第２原料粉末の充填領域２２とに仕切る仕切り部材２０１を用いる。仕切り部材２０１は、筒状（この例では円筒状）である。仕切り部材２０１は、例えば、金属や樹脂などで形成することができる。ここでは、説明の都合上、仕切り部材２０１を厚く図示しているが、実際の仕切り部材２０１の厚さは薄い。仕切り部材の厚さは、例えば、１ｍｍ以下、更に０．５ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００８１】
充填方法１−１では、図４の上図に示すように、金型１００の充填空間に仕切り部材２０１を配置し、金型１００の充填空間を第１原料粉末の充填領域２１と、第２原料粉末の充填領域２２とに仕切る。これにより、ダイ１１０の内周面と仕切り部材２０１との間に充填領域２１が形成され、仕切り部材２０１の内側に充填領域２２が形成される。そして、図４の中図に示すように、金型１００の充填空間に仕切り部材２０１を配置した状態で、充填領域２１に第１原料粉末１１を充填すると共に、充填領域２２に第２原料粉末１２を充填する。第１原料粉末１１と第２原料粉末１２とは、同時に充填してもよいし、一方の原料粉末を充填した後、他方の原料粉末を充填してもよい。その後、図４の下図に示すように、金型１００の充填空間から仕切り部材２０１を抜き取る。これにより、ダイ１１０の内周面に接する外周領域に第１原料粉末１１を充填することができ、残部領域に第２原料粉末１２を充填することができる。
【００８２】
仕切り部材２０１を用いることで、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２とをそれぞれ、金型１００の充填空間の所定の領域に容易に充填することができる。仕切り部材２０１の径を変更することによって、充填領域２１の厚さを調整することができ、第１原料粉末１１をダイ１１０の内周面から所定の厚さに充填することができる。また、仕切り部材２０１を用いることによって、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２のうち、一方の原料粉末を充填した後、他方の原料粉末を充填する際に、先に充填した原料粉末が崩れることを防止できる。
【００８３】
〈充填方法１−２〉
充填方法の別の一例を図５を参照して説明する。充填方法１−２では、下パンチ１２０を分割して、外周側に位置する外側下パンチ１２１と、外側下パンチ１２１の内側に位置する中央下パンチ１２２とを有する構成とする。外側下パンチ１２１と中央下パンチ１２２とはそれぞれ、独立して上下方向に駆動可能である。
【００８４】
充填方法１−２では、例えば図５の上図に示すように、下パンチ１２０のうち、中央下パンチ１２２を上昇させ、ダイ１１０の貫通孔内に挿通した状態とする。これにより、ダイ１１０の内周面と中央下パンチ１２２の外周面との間に第１原料粉末の充填領域２１を形成する。そして、図５の中図に示すように、充填領域２１に第１原料粉末１１を充填する。その後、図５の下図に示すように、中央下パンチ１２２を下降させ、充填領域２２に第２原料粉末１２を充填する。この際、中央下パンチ１２２を下降させながら、第２原料粉末１２を充填していくと、先に充填した第１原料粉末が崩れることを抑制し易い。この例では、中央下パンチ１２２を上昇させた状態で、先に第１原料粉末１１を充填する場合を例に挙げて説明した。これに限らず、外側下パンチ１２１を上昇させ、外側下パンチ１２１の内周面で第２原料粉末の充填領域２２を形成しておいて、先に第２原料粉末１２を充填することも可能である。この場合、第２原料粉末１２を充填した後、外側下パンチ１２１を下降させ、充填領域２１に第１原料粉末１１を充填する。
【００８５】
下パンチ１２０を外側下パンチ１２１と中央下パンチ１２２に分割することで、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２とをそれぞれ、金型１００の充填空間の所定の領域に容易に充填することができる。中央下パンチ１２２の外径を変更することによって、充填領域２１の厚さを調整することができ、第１原料粉末１１をダイ１１０の内周面から所定の厚さに充填することができる。
【００８６】
〈充填方法１−３〉
充填方法の更に別の一例を図６を参照して説明する。充填方法１−３では、下パンチ１２０の構成が上述した充填方法１−２と同様の構成であり、更に、外側下パンチ１２１と中央下パンチ１２２との間に仕切り部１５１を備える。仕切り部１５１は、筒状（この例では円筒状）であり、外側下パンチ１２１及び中央下パンチ１２２と独立して上下方向に駆動可能である。仕切り部１５１を上昇させ、金型１００の充填空間に仕切り部１５１を配置することで、金型１００の充填空間を第１原料粉末の充填領域２１と、第２原料粉末の充填領域２２とに仕切ることができる。
【００８７】
充填方法１−３では、例えば図６の上図に示すように、中央下パンチ１２２と共に仕切り部１５１を上昇させ、ダイ１１０の貫通孔内に挿通した状態とする。これにより、ダイ１１０の内周面と仕切り部１５１との間に第１原料粉末の充填領域２１を形成する。そして、充填領域２１に第１原料粉末１１を充填する。次に、図６の中図に示すように、仕切り部１５１を上昇させたまま、中央下パンチ１２２を下降させ、仕切り部１５１の内側に充填領域２２を形成すると共に、充填領域２２に第２原料粉末１２を充填する。その後、図６の下図に示すように、仕切り部１５１を下降させる。
【００８８】
仕切り部１５１を備えることで、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２のうち、一方の原料粉末を充填した後、他方の原料粉末を充填する際に、仕切り部１５１によって、先に充填した原料粉末が崩れることを防止できる。
【００８９】
［変形例１−１］
上述した実施形態１の製造方法では、充填工程において、ダイ１１０の内周面の全面に接するように第１原料粉末１１を充填する場合（図１参照）を例に挙げて説明した。これに限らず、図７に示すように、ダイ１１０の内周面の一部に接するように第１原料粉末１１を充填することも可能である。
【００９０】
この場合、ダイ１１０の内周面に接する第１原料粉末の充填領域２１における周方向の合計長さがダイ１１０の内周面の全周長に対して１％以上９９％以下となるように第１原料粉末１１を充填することが挙げられる。図７に示す例では、ダイ１１０の内周面に接する外周領域を周方向に間隔をあけて複数（この例では３つ）に分割し、３つの第１原料粉末の充填領域２１が形成されている。そして、充填領域２１の周方向の長さの合計（Ａｏ１＋Ａｏ２＋Ａｏ３）が、ダイ１１０の内周面の全周長の１％以上９９％以下である。
【００９１】
ダイ１１０の内周面に接する第１原料粉末の充填領域２１における周方向の合計長さをダイ１１０の内周面の全周長に対して１％以上とすることで、ダイ１１０の内周面との接触面積が増え、金型１００（ダイ１１０）との潤滑性を確保し易い。また、充填領域２１の周方向の合計長さをダイ１１０の内周面の全周長の９９％以下とすることで、ダイ１１０の内周面の全周に亘って充填領域２１が接する場合（図１の上図参照）に比較して、第２原料粉末の充填領域２２が増え、圧粉成形体を高密度化し易い。充填領域２１の周方向の合計長さは、例えば、ダイ１１０の内周面の全周長に対して１０％以上９０％以下、更に８０％以下とすることが挙げられる。
【００９２】
図８の上図に示すように、ダイ１１０の内周面に凹部１１０ａが形成されている場合、凹部１１０ａの内周面に接するように第１原料粉末１１を充填し、凹部１１０ａに第１原料粉末の充填領域２１を設けることが好ましい。また、図８の下図に示すように、ダイ１１０の貫通孔の形状が多角形状（この例では矩形状）であり、ダイ１１０の内周面に角部１１０ｃが形成されている場合、角部１１０ｃの内周面に接するように第１原料粉末１１を充填し、角部１１０ｃに第１原料粉末の充填領域２１を設けることが好ましい。金型１００の充填空間に凹部１１０ａや角部１１０ｃがある場合、原料粉末１０を圧縮成形した際、凹部１１０ａや角部１１０ｃの部分に応力が集中して、金型１００との接触圧が高くなる傾向がある。そのため、金型１００の充填空間のうち、少なくとも凹部１１０ａや角部１１０ｃの領域に第１原料粉末１１を充填することで、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減し易い。
【００９３】
［変形例１−２］
上述した実施形態１の製造方法では、充填工程において、第１原料粉末の充填領域２１がダイ１１０の内周面の軸方向に平行になるように第１原料粉末１１を充填する場合（図１の下図参照）を例に挙げて説明した。これに限らず、図９に示すように、ダイ１１０の内周面の軸方向に対して傾斜するように第１原料粉末１１を充填してもよい。
【００９４】
具体的には、図９に示すように、第１原料粉末の充填領域２１がダイ１１０における圧粉成形体の抜き出し方向の先端側（上端側）から反対側（下端側）に向かうにしたがって厚くなるように、ダイ１１０の内周面の軸方向に対して傾斜することが挙げられる。図９に示す例では、充填領域２１における抜き出し方向の先端側の厚さが実質的に０であり、ダイ１１０の貫通孔の中心軸を通る平面で切断した充填領域２１の断面形状が三角形状である。圧粉成形体５０Ａを金型１００（ダイ１１０）から抜き出す際（図３参照）、抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがって、金型１００（ダイ１１０の内周面）との摺接距離が長くなる。そのため、充填領域２１を抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがって厚くすることで、反対側ほど金型１００との潤滑性を高め易く、抜き圧を効果的に低減し易い。また、抜き出し方向の先端側では、充填領域２１の厚さが薄くなるので、圧粉成形体をより高密度化し易い。ダイ１１０の内周面の軸方向に対する充填領域２１の傾斜角αは、圧粉成形体の高密度化と、金型との潤滑性の確保の観点から、例えば、５°以上３０°以下とすることが挙げられる。
【００９５】
第１原料粉末の充填領域２１をダイ１１０の内周面の軸方向に対して傾斜させる場合、例えば図１０の上図に示すように、充填領域２１が抜き出し方向の先端側（上端側）において厚さを有していてもよく、充填領域２１の断面形状が台形状であってもよい。また、例えば図１０の下図に示すように、第１原料粉末の充填領域２１を抜き出し方向の先端側に設けずに、抜き出し方向の反対側（下端側）にのみ設けるようにしてもよい。第１原料粉末の充填領域２１を傾斜させる場合は、例えば、先に第１原料粉末を傾斜するように充填した後、第２原料粉末を充填するとよい。
【００９６】
［実施形態２］
実施形態２に係る圧粉成形体の製造方法は、筒状の圧粉成形体を製造する場合であり、実施形態２では、円筒状の圧粉成形体を製造する場合を具体例に挙げて説明する。以下、実施形態２の製造方法について、上述した実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９７】
（金型）
実施形態２の圧粉成形体の製造方法で用いる金型の構成の一例を、図１１を参照して説明する。図１１の上図は、ダイ１１０（金型１００）を上面から見た概略上面図であり、下図は、ダイ１１０の貫通孔の中心軸を通る概略断面図である。金型１００の構成は、ダイ１１０と、下パンチ１２０と、上パンチ１３０とを備える点は図１を参照して説明した実施形態１と同じであり、ダイ１１０の貫通孔内にコアロッド１４０を備える点が異なる。コアロッド１４０は、ダイ１１０の貫通孔内に挿通配置される柱状の部材である。この例では、図１１に示すように、コアロッド１４０の形状が円柱状であり、ダイ１１０の貫通孔の中央にコアロッド１４０が配置されている。そして、ダイ１１０の内周面及びコアロッド１４０の外周面と、下パンチ１２０とで金型１００に円筒状の充填空間が形成される。コアロッド１４０の形状は、成形する圧粉成形体の外形に対応した形状であり、例えば、四角柱状などの多角柱状などであってもよい。
【００９８】
＜充填工程＞
実施形態２の製造方法では、充填工程において、例えば図１１に示すように、ダイ１１０の内周面に接する外周領域の他、コアロッド１４０の外周面に接する内周領域に第１原料粉末１１を充填する。つまり、ダイ１１０の内周面に接する第１原料粉末の充填領域２１と、コアロッド１４０の外周面に接する第１原料粉末の充填領域２３とが存在する。この例では、ダイ１１０の内周面及びコアロッド１４０の外周面のそれぞれ全面に接するように第１原料粉末１１を充填しており、第１原料粉末の充填領域２１と充填領域２３との間の中間領域に第２原料粉末の充填領域２２が形成される。この例では、図１１の上図に示すように、コアロッド１４０の外周面の全周に亘って第１原料粉末１１が接しており、第１原料粉末の充填領域２３における周方向の長さが、コアロッド１４０の外周面の全周長に対して１００％である。また、コアロッド１４０の外周面から実質的に同じ厚さとなるように、第１原料粉末１１を充填しており、第１原料粉末の充填領域２３の厚さＴｉが周方向に実質的に一定である。原料粉末１０の金型１００への充填方法の具体例については、後述する。
【００９９】
第１原料粉末の充填領域２３の厚さＴｉは、コアロッド１４０の外周面から１ｍｍ以上とすることが好ましく、これにより、金型１００（コアロッド１４０）との潤滑性を十分に確保できる。厚さＴｉの上限は、圧粉成形体を高密度化する観点から、例えば、コアロッド１４０の外周面から７ｍｍ以下、更に５ｍｍ以下、３ｍｍ以下とすることが挙げられる。この例では、図１１の下図に示すように、第１原料粉末の充填領域２３がコアロッド１４０の外周面の軸方向に平行であり、厚さＴｉが軸方向に実質的に一定である。なお、「平行」とは、幾何学的に厳密な意味での平行でなくてもよく、完全な平行に限らず、実質的に平行とみなされる範囲を含む。
【０１００】
金型１００の充填空間に対する第１原料粉末の充填領域は、充填領域２１と充填領域２３とを合わせて、体積比で７２％以下とすることが挙げられる。
【０１０１】
＜成形工程＞
金型１００の充填空間に原料粉末１０（第１原料粉末１１及び第２原料粉末１２）を充填した後（図１１参照）、実施形態１と同様に、成形工程を行う。成形工程は、例えば図１２に示すように、上パンチ１３０を下降させ、上パンチ１３０と下パンチ１２０によって原料粉末を圧縮して圧粉成形体５０Ｂを成形する。この例では、圧粉成形体５０Ｂの形状が円筒状であり、圧粉成形体５０Ｂの外周部（外側層）５１及び内周部（内側層）５３が第１原料粉末で形成され、外周部５１と内周部５３との間の中間部５４が第２原料粉末で形成される。
【０１０２】
＜抜き出し工程＞
原料粉末を圧縮して圧粉成形体５０Ｂを成形した後（図１２参照）、実施形態１と同様に、抜き出し工程を行う。抜き出し工程は、例えば図１３に示すように、上パンチ１３０を上昇させると共に、下パンチ１２０をダイ１１０に対して上昇させることにより、金型１００（ダイ１１０及びコアロッド１４０）から圧粉成形体５０Ｂを抜き出す。
【０１０３】
《作用効果》
上述した実施形態２の圧粉成形体の製造方法は、次の効果を奏する。
【０１０４】
圧粉成形体５０Ｂの外周部５１及び内周部５３が第１原料粉末１１で形成されることから、第１原料粉末１１に含有する第１潤滑剤粉末によって、圧粉成形体５０Ｂと金型１００（ダイ１１０及びコアロッド１４０）との潤滑性を確保できる。また、圧粉成形体５０Ｂの外周部及び内周部以外の部分（中間部５４）が第２原料粉末１２で形成されるため、圧粉成形体５０Ｂに含有する潤滑剤粉末の総量を低減でき、圧粉成形体５０Ｂを高密度化できる。したがって、圧粉成形体５０Ｂを高密度化できながら、金型１００から圧粉成形体５０Ｂを抜き出す際の抜き圧を低減できる。
【０１０５】
（充填方法）
上述した実施形態２の製造方法の充填工程において、原料粉末の金型への充填方法の具体例を図１４〜図１６を参照して説明する。
【０１０６】
〈充填方法２−１〉
実施形態２の製造方法の充填工程における充填方法の一例を図１４を参照して説明する。充填方法２−１は、実施形態１の充填方法１−１（図４参照）と同様に、金型１００の充填空間を第１原料粉末の充填領域２１と第２原料粉末の充填領域２２とに仕切る仕切り部材を用いる方法である。充填方法２−１では、径の異なる２つの筒状（この例では円筒状）の仕切り部材２０１、２０２を用いる。仕切り部材２０１、２０２は、例えば、金属や樹脂などで形成されており、仕切り部材２０１、２０２の厚さは、例えば、１ｍｍ以下、更に０．５ｍｍ以下である。
【０１０７】
充填方法２−１では、図１４の上図に示すように、金型１００の充填空間に同心状に仕切り部材２０１、２０２を配置し、金型１００の充填空間を第１原料粉末の充填領域２１、２３と、第２原料粉末の充填領域２２とに仕切る。これにより、ダイ１１０の内周面と仕切り部材２０１との間に充填領域２１が形成され、コアロッド１４０の外周面と仕切り部材２０２との間に充填領域２３が形成され、仕切り部材２０１と仕切り部材２０２との間に充填領域２２が形成される。そして、図１４の中図に示すように、金型１００の充填空間に仕切り部材２０１、２０２を配置した状態で、充填領域２１、２３に第１原料粉末１１を充填すると共に、充填領域２２に第２原料粉末１２を充填する。その後、図１４の下図に示すように、金型１００の充填空間から仕切り部材２０１、２０２を抜き取る。これにより、ダイ１１０の内周面に接する外周領域、及びコアロッド１４０の外周面に接する内周領域に第１原料粉末１１を充填することができ、残部領域に第２原料粉末１２を充填することができる。
【０１０８】
仕切り部材２０１、２０２を用いることで、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２とをそれぞれ、金型１００の充填空間の所定の領域に容易に充填することができる。仕切り部材２０１、２０２の径をそれぞれ変更することによって、各充填領域２１、２３の厚さを調整することができ、第１原料粉末１１をダイ１１０の内周面及びコアロッド１４０の外周面から所定の厚さに充填することができる。また、仕切り部材２０１、２０２を用いることによって、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２のうち、一方の原料粉末を充填した後、他方の原料粉末を充填する際に、先に充填した原料粉末が崩れることを防止できる。
【０１０９】
〈充填方法２−２〉
充填方法の別の一例を図１５を参照して説明する。充填方法２−２では、下パンチ１２０を分割して、外周側に位置する外側下パンチ１２１と、内周側に位置する内側下パンチ１２３と、外側下パンチ１２１と内側下パンチ１２３との間に位置する中間下パンチ１２４とを有する構成とする。外側下パンチ１２１、内側下パンチ１２３及び中間下パンチ１２４はそれぞれ、独立して上下方向に駆動可能である。
【０１１０】
充填方法２−２では、例えば図１５の上図に示すように、下パンチ１２０のうち、中間下パンチ１２４を上昇させ、ダイ１１０の貫通孔内に挿通した状態とする。これにより、ダイ１１０の内周面と中間下パンチ１２４の外周面との間に第１原料粉末の充填領域２１を形成し、コアロッド１４０の外周面と中間下パンチ１２４の内周面との間に第１原料粉末の充填領域２３を形成する。そして、図１５の中図に示すように、充填領域２１、２３に第１原料粉末１１を充填する。その後、図１５の下図に示すように、中間下パンチ１２４を下降させ、充填領域２２に第２原料粉末１２を充填する。この際、中間下パンチ１２４を下降させながら、第２原料粉末１２を充填していくと、先に充填した第１原料粉末が崩れることを抑制し易い。この例では、中間下パンチ１２４を上昇させた状態で、先に第１原料粉末１１を充填する場合を例に挙げて説明した。これに限らず、外側下パンチ１２１及び内側下パンチ１２３を上昇させ、外側下パンチ１２１の内周面と内側下パンチ１２３の外周面との間に第２原料粉末の充填領域２２を形成しておいて、先に第２原料粉末１２を充填することも可能である。この場合、第２原料粉末１２を充填した後、外側下パンチ１２１及び内側下パンチ１２３を下降させ、充填領域２１、２３に第１原料粉末１１を充填する。
【０１１１】
下パンチ１２０を外側下パンチ１２１、内側下パンチ１２３及び中間下パンチ１２４に分割することで、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２とをそれぞれ、金型１００の充填空間の所定の領域に容易に充填することができる。中間下パンチ１２４の外径及び内径をそれぞれ変更することによって、各充填領域２１、２３の厚さを調整することができ、第１原料粉末１１をダイ１１０の内周面及びコアロッド１４０の外周面から所定の厚さに充填することができる。
【０１１２】
〈充填方法２−３〉
充填方法の更に別の一例を図１６を参照して説明する。充填方法２−３では、下パンチ１２０の構成が上述した充填方法２−２と同様の構成であり、更に、外側下パンチ１２１と中間下パンチ１２４との間、並びに内側下パンチ１２３と中間下パンチ１２４との間に仕切り部１５１、１５２を備える。仕切り部１５１、１５２は、筒状（この例では円筒状）であり、外側下パンチ１２１、内側下パンチ１２３及び中間下パンチ１２４と独立して上下方向に駆動可能である。仕切り部１５１、１５２を上昇させ、金型１００の充填空間に仕切り部１５１、１５２を配置することで、金型１００の充填空間を第１原料粉末の充填領域２１、２３と、第２原料粉末の充填領域２２とに仕切ることができる。
【０１１３】
充填方法２−３では、例えば図１６の上図に示すように、中間下パンチ１２４と共に仕切り部１５１、１５２を上昇させ、ダイ１１０の貫通孔内に挿通した状態とする。これにより、ダイ１１０の内周面と仕切り部１５１との間に第１原料粉末の充填領域２１を形成し、コアロッド１４０の外周面と仕切り部１５２との間に第１原料粉末の充填領域２３を形成する。そして、充填領域２１、２３に第１原料粉末１１を充填する。次に、図１６の中図に示すように、仕切り部１５１、１５２を上昇させたまま、中間下パンチ１２４を下降させ、仕切り部１５１と仕切り部１５２との間に充填領域２２を形成すると共に、充填領域２２に第２原料粉末１２を充填する。その後、図１６の下図に示すように、仕切り部１５１、１５２を下降させる。
【０１１４】
仕切り部１５１、１５２を備えることで、第１原料粉末１１と第２原料粉末１２のうち、一方の原料粉末を充填した後、他方の原料粉末を充填する際に、仕切り部１５１、１５２によって、先に充填した原料粉末が崩れることを防止できる。
【０１１５】
［変形例２−１］
上述した実施形態２の製造方法では、充填工程において、コアロッド１４０の外周面の全面に接するように第１原料粉末１１を充填する場合（図１１参照）を例に挙げて説明した。これに限らず、図１７に示すように、コアロッド１４０の外周面の一部に接するように第１原料粉末１１を充填することも可能である。
【０１１６】
この場合、コアロッド１４０の外周面に接する第１原料粉末の充填領域２３における周方向の合計長さがコアロッド１４０の外周面の全周長に対して１％以上９９％以下となるように第１原料粉末１１を充填することが挙げられる。図１７に示す例では、コアロッド１４０の外周面に接する内周領域を周方向に間隔をあけて複数（この例では３つ）に分割し、３つの第１原料粉末の充填領域２３が形成されている。そして、充填領域２３の周方向の長さの合計（Ａｉ１＋Ａｉ２＋Ａｉ３）が、コアロッド１４０の外周面の全周長の１％以上９９％以下である。
【０１１７】
コアロッド１４０の外周面に接する第１原料粉末の充填領域２３における周方向の合計長さをコアロッド１４０の外周面の全周長に対して１％以上とすることで、コアロッド１４０の外周面との接触面積が増え、金型１００（コアロッド１４０）との潤滑性を確保し易い。また、充填領域２３の周方向の合計長さをコアロッド１４０の外周面の全周長の９９％以下とすることで、コアロッド１４０の外周面の全周に亘って充填領域２３が接する場合（図１１の上図参照）に比較して、第２原料粉末の充填領域２２が増え、圧粉成形体を高密度化し易い。充填領域２３の周方向の合計長さは、例えば、コアロッド１４０の外周面の全周長に対して１０％以上９０％以下、更に８０％以下とすることが挙げられる。
【０１１８】
コアロッド１４０の外周面に凹部（図示せず）が形成されている場合は、凹部の内周面に接するように第１原料粉末１１を充填し、凹部に第１原料粉末の充填領域２３を設けることが好ましく、これにより、金型から圧粉成形体を抜き出す際の抜き圧を効果的に低減し易い。
【０１１９】
［変形例２−２］
上述した実施形態２の製造方法では、充填工程において、第１原料粉末の充填領域２３がコアロッド１４０の外周面の軸方向に平行になるように第１原料粉末１１を充填する場合（図１１の下図参照）を例に挙げて説明した。これに限らず、図１８に示すように、コアロッド１４０の外周面の軸方向に対して傾斜するように第１原料粉末１１を充填してもよい。
【０１２０】
具体的には、図１８に示すように、第１原料粉末の充填領域２３がダイ１１０における圧粉成形体の抜き出し方向の先端側（上端側）から反対側（下端側）に向かうにしたがって厚くなるように、コアロッド１４０の外周面の軸方向に対して傾斜することが挙げられる。図１８に示す例では、充填領域２３における抜き出し方向の先端側の厚さが実質的に０であり、充填領域２３の断面形状が三角形状である。圧粉成形体５０Ｂを金型１００（コアロッド１４０）から抜き出す際（図１３参照）、抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがって、金型１００（コアロッド１４０の外周面）との摺接距離が長くなる。そのため、充填領域２３を抜き出し方向の先端側から反対側に向かうにしたがって厚くすることで、反対側ほど金型１００との潤滑性を高め易く、抜き圧を効果的に低減し易い。また、抜き出し方向の先端側では、充填領域２３の厚さが薄くなるので、圧粉成形体をより高密度化し易い。コアロッド１４０の外周面の軸方向に対する充填領域２３の傾斜角βは、圧粉成形体の高密度化と、金型との潤滑性の確保の観点から、例えば、５°以上３０°以下とすることが挙げられる。
【０１２１】
第１原料粉末の充填領域２３をコアロッド１４０の外周面の軸方向に対して傾斜させる場合、充填領域２３が抜き出し方向の先端側（上端側）において厚さを有していてもよく、充填領域２３の断面形状が台形状であってもよい。また、第１原料粉末の充填領域２３を抜き出し方向の先端側に設けずに、抜き出し方向の反対側（下端側）にのみ設けるようにしてもよい。第１原料粉末の充填領域２３を傾斜させる場合は、例えば、先に第１原料粉末を傾斜するように充填した後、第２原料粉末を充填するとよい。
【０１２２】
［実施例１］
実施形態１の製造方法により圧粉成形体（圧粉磁心）の試料を製造し、その評価を行った。
【０１２３】
金属粉末として、純鉄粉（平均粒径（Ｄ５０）：５５μｍ）と、潤滑剤粉末として、エチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）の粉末（平均粒径（Ｄ５０）：７μｍ）とを用意した。用意した純鉄粉は、粒子表面にリン酸鉄とＳｉとを含有する絶縁被覆が形成された被覆粉末である。用意したＥＢＳの融点は１４７℃である。
【０１２４】
（試料Ｎｏ．１−１〜１−３）
試料Ｎｏ．１−１〜１−３では、原料粉末として、ＥＢＳ粉末の含有量が０．４質量％となるように純鉄粉にＥＢＳ粉末を添加して混合した第１原料粉末と、純鉄粉のみからなる第２原料粉末とを用意した。直径３０ｍｍの円形の貫通孔が形成されたダイを備える金型の充填空間に原料粉末を充填した。具体的には、金型の充填空間のうち、ダイ１１０の内周面に接する外周領域に第１原料粉末１１を充填し、その内側の領域に第２原料粉末１２を充填した（図１参照）。試料Ｎｏ．１−１〜１−３では、ダイの内周面の全面に接するように第１原料粉末を充填し、第１原料粉末を充填する充填領域のダイ内周面からの厚さを変えた。各試料における第１原料粉末の充填領域の厚さと、金型の充填空間に対する第１原料粉末の充填領域の体積比を表１に示す。第１原料粉末の充填領域の体積比は、充填領域の厚さから充填領域の体積を算出し、｛充填領域の体積／充填空間の容積｝×１００（％）により求めた。
【０１２５】
金型の充填空間に原料粉末を充填した後、外部潤滑（金型潤滑）を用いずに、上パンチと下パンチによって原料粉末を圧縮して、直径３０ｍｍ×高さ９ｍｍの円柱状の圧粉成形体を成形した。圧縮成形は金型温度を８０℃とし、成形圧力は８２４ＭＰａ（８４００ｋｇｆ／ｃｍ２）とした。金型から圧粉成形体を抜き出した後、圧粉成形体を６５０℃で１５分間加熱して熱処理した。
【０１２６】
（試料Ｎｏ．１−４、１−５）
試料Ｎｏ．１−４、１−５は、第１原料粉末におけるＥＢＳ粉末の含有量を変えた以外は試料Ｎｏ．１−３と同様にして、圧粉成形体を製造した。
【０１２７】
（試料Ｎｏ．１−６）
試料Ｎｏ．１−６は、ＥＢＳ粉末の含有量が０．３質量％となるように純鉄粉にＥＢＳ粉末を添加して混合した第２原料粉末を用いた以外は試料Ｎｏ．１−３と同様にして、圧粉成形体を製造した。
【０１２８】
（試料Ｎｏ．１−７、１−８）
試料Ｎｏ．１−７、１−８は、ステアリン酸亜鉛（Ｚｎ−ｓｔ）の粉末又はステアリン酸リチウム（Ｌｉ−ｓｔ）の粉末の含有量が０．０２質量％となるように純鉄粉にＺｎ−ｓｔ粉末又はＬｉ−ｓｔ粉末を添加して混合した第２原料粉末を用いた以外は試料Ｎｏ．１−５と同様にして、圧粉成形体を製造した。用意したＺｎ−ｓｔ粉末及びＬｉ−ｓｔ粉末の平均粒径（Ｄ５０）は１０μｍである。
【０１２９】
（試料Ｎｏ．１０１、１０２）
試料Ｎｏ．１０１は、原料粉末に第１原料粉末（純鉄粉＋０．４質量％ＥＢＳ粉末）のみを用いて圧粉成形体を製造した。試料Ｎｏ．１０２は、原料粉末に第２原料粉末（純鉄粉のみ）を用いて圧粉成形体を製造した。
【０１３０】
製造した試料Ｎｏ．１−１〜１−８及び１０１、１０２の圧粉成形体について、圧粉成形体の成形密度、並びに、圧粉成形体を金型から抜き出す際の抜き圧を下記の方法によって評価した。その結果を表１に示す。
【０１３１】
〈成形密度〉
成形密度は、アルキメデス法を用いて圧粉成形体の質量と体積から実測密度を算出し、純鉄の真密度を７．８２ｇ／ｃｍ３として、｛実測密度／真密度｝×１００（％）により求めた。ここでは、圧粉成形体の熱処理前と熱処理後の成形密度をそれぞれ求めた。
【０１３２】
〈抜き圧〉
抜き圧は、圧粉成形体を金型から抜き出す際の荷重を測定し、その荷重を金型と圧粉成形体との接触面積で除することにより求めた。
【０１３３】
更に、試料Ｎｏ．１−５、１−７、１−８及び１０１の圧粉成形体を圧粉磁心として用い、ＡＣ−ＢＨカーブトレーサー（メトロン技研株式会社製）にて鉄損を測定した。鉄損は、作製した圧粉磁心の試料を２つの磁性ヨークを用いて閉磁路として測定し、条件は、励磁磁束密度０．１Ｔ、周波数１０ｋＨｚとした。その結果を表２に示す。
【０１３４】
【表１】
2018021224.tif 000003
【０１３５】
【表２】
2018021224.tif 000004
【０１３６】
潤滑剤粉末を混合した第１原料粉末のみを原料粉末に用いた試料Ｎｏ．１０１は、抜き圧が低いが、成形密度が低く、一方、潤滑剤粉末を含有しない第２原料粉末のみを原料粉末に用いた試料Ｎｏ．１０２は、成形密度が高いが、抜き圧が高い。
【０１３７】
これに対し、潤滑剤粉末を混合した第１原料粉末と、潤滑剤粉末を含有しない又は含有量が少ない第２原料粉末とを用い、第１原料粉末をダイの内周面に接するように充填した試料Ｎｏ．１−１〜１−８は、試料Ｎｏ．１０１よりも成形密度が高く、試料Ｎｏ．１０２よりも抜き圧が低い。そして、試料Ｎｏ．１−１〜１−８は、試料Ｎｏ．１０２と近い又は同等の成形密度を達成できながら、試料Ｎｏ．１０２よりも抜き圧を大幅に低減でき、抜き圧が試料Ｎｏ．１０１と遜色のない程度まで低減できていることが分かる。
【０１３８】
試料Ｎｏ．１−１〜１−３と試料Ｎｏ．１０１、１０２との比較結果から、第１原料粉末の充填領域の厚さを１ｍｍ以上とすることで、抜き圧を十分に低減できることが分かる。また、第１原料粉末の充填領域の体積比が小さいほど、成形密度が高く、圧粉成形体を高密度化できることが分かる。
【０１３９】
試料Ｎｏ．１−３〜１−６の結果から、第１原料粉末における潤滑剤粉末の含有量が０．２質量％以上であれば、抜き圧を十分に低減できることが分かる。また、原料粉末に含まれる潤滑剤粉末の含有量が少ないほど、成形密度が高く、圧粉成形体を高密度化できることが分かる。
【０１４０】
試料Ｎｏ．１−５と試料Ｎｏ．１−７、１−８との比較結果から、第２原料粉末に潤滑剤粉末を含有することで、鉄損を大幅に低減できることが分かる。これは、第２原料粉末が潤滑剤粉末を含有することによって、圧縮成形時の金属粉末の粒子同士の摩擦を低減でき、摩擦による被覆の損傷を抑制できたことが原因と考えられる。また、試料Ｎｏ．１−５と試料Ｎｏ．１０１との比較結果から、潤滑剤粉末としてステアリン酸金属塩を含有する方が、脂肪酸アミドよりも鉄損を低減できており、圧縮成形時の摩擦による被覆の損傷を効果的に抑制できることが分かる。
【０１４１】
熱処理後の試料Ｎｏ．１−１〜１−８の圧粉成形体について、圧粉成形体の中心を通る縦断面を光学顕微鏡で観察して、断面組織観察を行った。その結果、各圧粉成形体は、金型（ダイ）の内周面に摺接する外周面近傍と中央部との間で組織や空孔分布に大きな違いが認められず、全体的に均質な組織を有していた。
【０１４２】
［実施例２］
金属粉末として、純鉄粉にかえてＦｅ−Ｓｉ系の鉄合金粉（平均粒径（Ｄ５０）：５５μｍ）を用いた以外は、実施例１の試料Ｎｏ．１−１〜１−８及び１０１、１０２と同様にして、圧粉成形体（圧粉磁心）の試料を製造した。そして、これら圧粉成形体の各試料について、実施例１と同様にして評価したところ、実施例１と同様の結果が得られた。つまり、鉄合金粉を用いて圧粉成形体を製造した場合であっても、実施例１の試料Ｎｏ．１−１〜１−８と同様にして製造した試料では、成形密度が高く、圧粉成形体を高密度化できながら抜き圧を低減できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０  原料粉末
１１  第１原料粉末
１２  第２原料粉末
２１、２３  第１原料粉末の充填領域
２２  第２原料粉末の充填領域
５０Ａ、５０Ｂ  圧粉成形体
５１  外周部
５２  中央部
５３  内周部
５４  中間部
１００  金型
１１０  ダイ
１１０ａ  凹部
１１０ｃ  角部
１２０  下パンチ
１２１  外側下パンチ
１２２  中央下パンチ
１２３  内側下パンチ
１２４  中間下パンチ
１３０  上パンチ
１４０  コアロッド
１５１、１５２  仕切り部
２０１、２０２  仕切り部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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