(57)【要約】【課題】焼結部材の強度と軽金属合金の密着性及び接合強度に優れる鋳包み用焼結部材を提供する。【解決手段】軽金属合金に鋳包まれて使用される鋳包み用焼結部材１であって、鋳包み用焼結部材１は、本体部１０と、結合部２０とを備え、本体部１０の密度比は、８６％以上９１％以下であり、結合部２０の密度比は、８０％以上８４％以下である。【選択図】図１
2019065315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽金属合金に鋳包まれて使用される鋳包み用焼結部材であって、
前記鋳包み用焼結部材は、本体部と、結合部とを備え、
前記本体部の密度比は、８６％以上９１％以下であり、
前記結合部の密度比は、８０％以上８４％以下である鋳包み用焼結部材。
【請求項２】
前記結合部は、外部に連通している気孔を有し、
前記結合部における前記気孔の気孔率は、１１％以上２２％以下である請求項１に記載の鋳包み用焼結部材。
【請求項３】
前記結合部は、表面に凸部が設けられている請求項１又は２に記載の鋳包み用焼結部材。
【請求項４】
前記凸部は、先端が太い逆テーパ形状である請求項３に記載の鋳包み用焼結部材。
【請求項５】
前記凸部は、少なくとも２個以上存在する請求項３又は４に記載の鋳包み用焼結部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋳包み用焼結部材が軽金属合金で鋳包みされた軽金属複合部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽金属合金に鋳包まれて使用される鋳包み用焼結部材に係り、特に、軽金属合金との密着性及び接合強度に優れる鋳包み用焼結部材及び軽金属複合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品においては、部品を軽量化して燃費向上を図るため、アルミニウム合金等の軽金属合金の適用が進められてきている。しかしながら、軽金属合金は、強度及び剛性等の機械的特性が低いこと、また、耐摩耗性が低く摺動特性が低いことから、その適用が一部の自動車用構造部品にとどまっている。そのような自動車用構造部品においては、アルミニウム合金等の軽金属合金で構成された部品と、従来からの鋳鉄等で構成された部品とが互いに組み合わせて用いられることがある。
【０００３】
上記のようなアルミニウム合金製部材においては、機械的特性及び物理的特性の向上を目的として、異種材料を鋳包む方法が提案されている。しかしながら、高圧のダイカスト鋳造法を用いて、異種材料をアルミニウム合金等に鋳包む際に、所望の界面の接合強度を安定して確保することは難しく、特に、多孔質な焼結部材を軽金属合金で鋳包む場合には、焼結部材の気孔への軽金属合金溶湯の浸入状態が、鋳包み後のアルミニウム合金複合部材の機械的特性及び物理的特性に大きく影響することから、各種の鋳包み用焼結部材が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１には、軽金属合金に鋳包まれて使用される鋳包み用焼結部材であって、組成中に、銅（Ｃｕ）：３〜５質量％及び炭素（Ｃ）：０．２〜１．２質量％を含み、鉄合金基地中に銅相と気孔が分布する金属組織を呈するとともに、気孔の気孔率は１１〜２２％であり、銅相は、焼結部材の表面と内部とに分布し、焼結部材表面の銅相が、焼結部材内部の銅相よりも質量％で２．０倍以上多く分布する焼結合金が提案されている。
特許文献１は、合金元素の添加量の少ない低合金の鉄系焼結部材としつつ、焼結部材自体の強度を高めるとともに、鋳造圧力を３０〜５０ＭＰａ程度の低い圧力としても軽金属合金との密着性及び接合強度に優れる鋳包み用焼結部材及びその製造方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、断面半円弧状で中心軸芯延在方向に沿って連続形成された凹面を有するアルミニウム系合金母材で鋳包みされ、凹面に沿う断面半円弧状で中心軸芯延在方向に沿って連続する内周面及び中心軸芯延在方向に沿って連続すると共に周方向に間隔をおいて内周面に複数形成された内側溝を備えた金属基複合材形成用鉄系プリフォーム（焼結部材）において、内側溝は、内周面に連続する両端縁にそれぞれ基端が連続して互いに対向する平坦部及び該両平坦部の奥端間に連続形成された溝底部を備えた、中心軸芯に向かって開口する断面ほぼＵ字形状であって、平坦部の基端から奥端までの寸法をＡ、溝巾をＢ、溝底部における中心軸芯と直交する断面形状の曲率半径をＣ、中心軸芯から溝巾中心に延在する直線状の基準線に対する平坦部の傾斜角をＥ、隣接する内側溝の各溝巾中心間の間隔をＦとすると、０．１ｍｍ≦Ａ≦１．０ｍｍ、０．５ｍｍ≦Ｂ≦１０．０ｍｍ、Ｃ≦Ｂ、Ｅ≦５°でかつＦ／Ｂ≦５である金属基複合材形成用焼結部材が提案されている。
特許文献２は、鋳包み工程において、半円状の凹面と焼結部材の内周面との間の薄肉部に注湯されたアルミニウム系合金溶湯が周方向に多数形成された各内側溝内に侵入し、この薄肉部に注湯されたアルミニウム系合金溶湯の凝固及び収縮時に焼結部材の内周面に沿って周方向に収縮応力が作用したとき、その凝固に伴うアルミニウム系合金溶湯の周方向の収縮が焼結部材の内周面に多数形成された各内側溝によって均等に受け止められ、アルミニウム系合金溶湯の周方向の移動が抑制されることが記載されている。そして、特許文献２は、アルミニウム系合金溶湯の凝固及び収縮時に発生する収縮応力が焼結部材の内周面に沿って均等に分散されてアルミニウム系合金からなる母材に生じる残留応力の軽減及び均等化によって凹面と焼結部材の内周面との間の残留応力が緩和されて該部の割れ等が防止できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５５２５９９５号公報
【特許文献２】特許第４４９８２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
引用文献２の鋳包み用焼結部材は、表面積を増加させることで軽金属合金との密着性及び接合強度を向上させるものであるが、表面積の増加はマクロ的な範囲であり、軽金属との密着性及び接合強度が低いものであった。これに対し、引用文献１の鋳包み用焼結部材は、焼結部材の気孔中に容易にアルミニウム合金の溶湯を浸入しやすくしたものであり、アルミニウム合金との密着性及び接合強度が高いものであるが、より一層の密着性及び接合強度の向上が望まれている。また、焼結部材を鋳包んだアルミニウム合金複合部材においては、焼結部材の強度がアルミニウム合金複合部材の強度を担保することから、アルミニウム合金複合部材のより一層の強度向上のため、焼結部材の高強度化が望まれている。
【０００８】
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであり、焼結部材の強度と軽金属合金の密着性及び接合強度に優れる鋳包み用焼結部材及び軽金属複合部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明者らが検討したところ、軽金属合金に鋳包みされる焼結部材について、高強度の部位と、軽金属合金溶湯の浸入が容易な部位とに分けて構成することで、焼結部材の強度の向上と軽金属合金の密着性及び接合強度の両立が図れること、高強度の部位は、焼結部材の密度を高くすることで形成でき、軽金属合金溶湯の浸入が容易な部位は、焼結部材の密度を低くすること形成できることを見出した。この知見による本発明は、以下のものに関する。
［１］軽金属合金に鋳包まれて使用される鋳包み用焼結部材であって、前記鋳包み用焼結部材は、本体部と、結合部とを備え、前記本体部の密度比は、８６％以上９１％以下であり、前記結合部の密度比は、８０％以上８４％以下である鋳包み用焼結部材。
［２］前記結合部は、外部に連通している気孔を有し、前記結合部における前記気孔の気孔率は、１１％以上２２％以下である［１］の鋳包み用焼結部材。
［３］前記結合部は、表面に凸部が設けられている［１］又は［２］の鋳包み用焼結部材。
［４］前記凸部は、先端が太い逆テーパ形状である［３］の鋳包み用焼結部材。
［５］前記凸部は、少なくとも２個以上存在する［３］又は［４］の鋳包み用焼結部材。
［６］［１］〜［５］のいずれかの鋳包み用焼結部材が軽金属合金で鋳包みされた軽金属複合部材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、焼結部材の強度と軽金属合金の密着性及び接合強度に優れる鋳包み用焼結部材及び軽金属複合部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋳包み用焼結部材を説明するための正面図、下面図、斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る結合部の表面形状を説明するための模式図である。
【図３】発明の実施の形態に係る結合部の表面に設けられた凸部を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る鋳包み用焼結部材を成形するための断面工程図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る軽金属複合部材を説明するための正面図である。
【図６】実施例の試験片を作製するための工程模式図である。
【図７】実施例の試験片に対しての引張り試験を示す模式図である。
【図８】比較例の試験片を作製するための工程模式図である。
【図９】比較例の試験片に対しての引張り試験を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る鋳包み用焼結部材１（単に、「焼結部材」と称することもある）は、図１に示すように、軽金属合金に鋳包まれて使用される鋳包み用焼結部材１である。鋳包み用焼結部材は、本体部１０と、結合部２０とを備え、本体部１０の密度比は、８６％以上９１％以下であり、結合部２０の密度比は、８０％以上８４％以下である。
【００１３】
［鋳包み用焼結部材の基地］
鋳包み用焼結部材の組成、金属組織については、特に限定しないが、特許文献１の焼結部材とすることが好ましい。具体的に、鋳包み用焼結部材１は、安価であり、かつ、強度の高い鉄（Ｆｅ）−炭素（Ｃ）合金を基本の基地組織とすることが好ましい。炭素は、基地のＦｅと結合しパーライト組織を生成し、強度の向上に寄与する。炭素量は０．２質量％に満たないと生成するパーライトの量が乏しく、強度の低いフェライトが過多となって焼結部材の強度が低いものとなる。このため炭素量は０．２質量％以上が必要である。炭素量が増加するにつれて、生成するパーライト量が増加するとともに、これに比例してフェライト量が低下して、焼結部材の強度が増加する。炭素量が０．８質量％未満では、基地組織はパーライトとフェライトの混合組織となるが、炭素量の下限を０．８質量％以上とするとパーライトの単一組織となり、焼結部材の強度が最大となるため好ましい。
【００１４】
鋳包み用焼結部材１は、要求される寸法精度を得るため焼結後に寸法矯正加工（サイジング加工）、及び、寸法精度の要求が厳しい場合に焼結後に機械加工を施す場合があり、粒界にセメンタイトが過剰に析出するとサイジング加工及び機械加工を施すことが難しくなる。よって、粒界に硬くかつ脆いセメンタイトが析出することなく、焼結部材の強度を確保することができるという観点から、炭素量の上限を１．２質量％とすることが好ましい。
【００１５】
上記の基地とするため、原料粉末としては、鉄に上記含有量の炭素を与えた鉄−炭素合金粉末を用いると、粉末が硬くなり、圧縮性が低下することとなる。このため、軟質で、圧縮性に優れる鉄粉末に、上記含有量の炭素を全て黒鉛粉末の形態で添加し、その全量を焼結時に鉄基地に拡散させることで上記のような基地組織とする。したがって、鉄粉末に添加する黒鉛粉末の添加量は０．２質量％以上１．２質量％以下とすることが好ましい。
【００１６】
上記のように黒鉛粉末の形態で付与される炭素は、焼結時に全量を基地に拡散させる必要があることから、焼結温度は９１０℃以上とする。また、黒鉛粉末としては、鉄基地に拡散し易いよう、細かい粉末が多いものが好ましい。一方、あまりに微細な粉末は原料粉末の偏析が生じやすくなるため、黒鉛粉末としては、平均粒径が２μｍ以上２２μｍ以下程度のものを用いることが好ましい。なお、鉄粉末としては、通常の粉末冶金で用いられる平均粒径が５０μｍ以上３００μｍ以下程度のものを用いることができる。
【００１７】
［鋳包み用焼結部材の密度比］
本発明の鋳包み用焼結部材１においては、本体部１０の密度比は、８６％以上９１％以下である。本体部１０の密度比は、値が高いほど機械的特性が高まることより、８７％以上９１％以下であることが好ましく、８８％以上９１％以下であることがより好ましく、８９％以上９１％以下であることがさらに好ましい。
ここで、密度比とは、焼結部材の密度を鋼材の真密度で除した値をいう。具体的には、焼結部材と鋼材の体積を同一の５０ｃｍ３とした場合、焼結部材の重量が３４０ｇであると焼結部材の密度が６．８０ｇ／ｃｍ３であり、鋼材の重量が３９３ｇであると鋼材の密度が７．８６ｇ／ｃｍ３であるので、密度比は８６．５％（＝６．８０／７．８６）となる。
【００１８】
本発明の鋳包み用焼結部材１においては、結合部２０の密度比は、８０％以上８４％以下である。結合部２０の密度比は、軽金属合金溶湯が気孔に浸入され易く、軽金属合金との密着性を向上させる観点から、８０％以上８３％以下であることが好ましく、８０％以上８２％以下であることがより好ましく、８０％以上８１％以下であることがさらに好ましい。
【００１９】
［鋳包み用焼結部材の気孔］
本発明の鋳包み用焼結部材１においては、結合部２０は、外部に連通している気孔を有し、結合部２０における気孔の気孔率は、１１％以上２２％以下であることが好ましい。ここで、気孔率とは、焼結部材の外部に連通している気孔の率のことをいい、開放気孔率のことをいう。
気孔は、成形体中の粉末間の隙間が焼結後に残留したものであり、結合部２０中に分布するとともに、一部は結合部２０の表面に開口する。このような気孔は、合部２０と軽金属合金部材の結合に寄与する。すなわち、アルミニウム合金等の軽金属合金溶湯が、結合部２０の表面に開口する気孔から焼結部材中の気孔に浸入し、鋳包み後に強固な結合を果たす。気孔が乏しいと、軽金属合金溶湯が気孔に浸入し難くなるとともに、気孔に浸入する軽金属合金溶湯の量が乏しくなり、結合部２０と軽金属合金部材の結合強度が乏しくなる。このため、気孔の気孔率は１１％以上とすることが好ましい。一方、気孔が増加すると、軽金属合金溶湯が気孔に浸入し易くなるとともに、気孔に浸入する軽金属合金溶湯の量が増加して結合部２０と軽金属合金部材の結合強度が増加するが、気孔が増加するに従い結合部２０の強度が低下するため、気孔の気孔率の上限を２２％とすることが好ましい。結合部２０における気孔の気孔率は、１２％以上２１％以下であることが好ましく、１３％以上２０％以下であることがより好ましく、１４％以上１９％以下であることがさらに好ましい。
【００２０】
気孔の気孔率は、成形時の粉末間の隙間、すなわち成形時の加圧圧力により制御される。焼結後の結合部２０の気孔量を上記の範囲とするためには、成形時の加圧力を２１０ＭＰａ以上５６１ＭＰａ以下程度として圧粉成形すればよい。
【００２１】
気孔の形状及び大きさについては、特に制限はないが、あまりに微細な気孔では、反応して凝固点が低下しても軽金属合金溶湯が浸入し難いことから、円相当径が５μｍ以下の気孔は、全気孔の内、１０体積％以下とすることが好ましい。
また、主原料粉末として用いる鉄粉末が微細であると、成形体中の粉末間の隙間が小さくなり、焼結後に形成される気孔が微細となるので、主原料粉末として用いる鉄粉末としては、平均粒径が４０μｍ以上のものを用いることが好ましい。なお、鉄粉末としては篩分けして微粉を取り除いたり、粗粉のみ用いたりすると、コストが増加するため、このような操作は行わず、市販の鉄粉末のうちで、平均粒径が４０μｍ以上１００μｍ以下のものを用いればよい。
【００２２】
本発明の鋳包み用焼結部材１においては、本体部１０は、軽金属合金溶湯の浸入を要しないので、基地中に分布する気孔は存在していてもよいが、存在しなくても構わない。本体部１０における気孔の気孔率は、特に限定されず、０％以上１０％以下であることが好ましく、２％以上８％以下であることがより好ましく、４％以上６％以下であることがさらに好ましい。
【００２３】
焼結後の本体部１０の気孔量を上記の範囲とするためには、成形時の加圧力を５７０ＭＰａ以上として圧粉成形すればよい。
【００２４】
［結合部の形状］
結合部２０は、図２に示すように、表面に凸部２１が設けられていることが好ましい。結合部２０に凸部２１が設けられていることで、結合部２０の表面積を増大させることができ、鋳包みの際に軽金属合金と触れる表面積が増大し、軽金属合金との密着性及び接合強度を向上させることができる。
【００２５】
凸部２１は、図３に示すように、先端が太い逆テーパ形状（先端幅Ｄ１が根本幅Ｄ２より太い形状）であることが好ましい。凸部２１が逆テーパ形状であることで、軽金属合金を鋳包みした後に、凸部２１を構成する側面２１ａが楔として働き、軽金属合金境界面の引張強さを向上させる。このことより、結合部２０と軽金属合金との接合強度を向上させることができる。
【００２６】
凸部２１は、図２及び図３に示すように、少なくとも２個以上存在することが好ましく、２個以上２０個以下存在することがより好ましく、２個以上１０個以下存在することがさらに好ましい。凸部２１が２個以上の複数であることで、鋳包みの際に軽金属合金と触れる表面積が増加し、軽金属合金との密着性及び接合強度を向上させることができる。また、逆テーパ形状の凸部２１が２個以上の複数である場合は、軽金属合金を鋳包みした後に、凸部２１の間で形成される軽金属合金も逆テーパ形状となり、逆テーパ形状同士の凸部２１と軽金属合金が噛み合って、軽金属合金境界面の引張強さを向上させる。このことより、結合部２０と軽金属合金との接合強度を向上させることができる。
【００２７】
［鋳包み用焼結部材の成形方法］
本発明の鋳包み用焼結部材１の形成方法について、図４を参照しながら説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、圧縮成形金型１００に第１下パンチ４０と第２下パンチ４１を配置する。第１下パンチ４０と第２下パンチ４１は、それぞれ独立して加圧動作を行うことが可能な分割パンチである。
そして、圧縮成形金型１００、第１下パンチ４０及び第２下パンチ４１で形成された型孔に、鉄粉末又は鉄合金粉末を主成分とする原料粉末を充填する。原料粉末としては、特許第５５２５９９５号公報に記載のものを用いることができる。
【００２８】
次に、図４（ｂ）に示すように、充填した原料粉末上に、第１上パンチ６０と第２上パンチ６１を配置する。第１上パンチ６０と第２上パンチ６１は、それぞれ独立して加圧動作を行うことが可能な分割パンチである。
このときの第１下パンチ４０と第１上パンチ６０との距離はＬ１１であり、第２下パンチ４１と第２上パンチ６１との距離はＬ２１である。
【００２９】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１下パンチ４０及び第１上パンチ６０と第２下パンチ４１及び第２上パンチ６１とにより押圧して圧粉成形する。
圧粉成形したときの第１下パンチ４０と第１上パンチ６０との距離はＬ１２であり、第２下パンチ４１と第２上パンチ６１との距離はＬ２２である。本体部１０を形成するための第１下パンチ４０及び第１上パンチ６０による押圧が、結合部２０を形成するための第２下パンチ４１及び第２上パンチ６１による押圧より大きくなるように調整する。したがって、Ｌ２２／Ｌ２１＞Ｌ１２／Ｌ１１を満たすことを要する。
第２下パンチ４１及び第２上パンチ６１による押圧と、第１下パンチ４０及び第１上パンチ６０による押圧とを調整することにより、それぞれの押圧する位置が本体部１０及び結合部２０の密度比である成形体を得ることができる。
【００３０】
次に、得られた成形体は、９５０℃以上銅の融点（１０８５℃）以下の温度、好ましくは１０００℃以上１０８０℃以下で焼結することによって、図１に示したような、本発明の鋳包み用焼結部材１が得られる。
【００３１】
［軽金属複合部材］
本発明の実施の形態に係る軽金属複合部材は、鋳包み用焼結部材１が軽金属合金で鋳包みされたものである。本発明の実施の形態に係る軽金属複合部材の鋳造方法を以下に示す。
【００３２】
鋳包み用焼結部材１は予熱をせず、または予熱をして鋳型内に配置する。
鋳包み用焼結部材１を予熱することで、軽金属合金溶湯が鋳包み用焼結部材１に接触すると同時に冷却されて凝固することを防止することができる。予熱を行う場合の雰囲気は特に限定されず、空気、真空、不活性ガス雰囲気、還元性ガス等の雰囲気中で行うことができる。
【００３３】
次に、軽金属合金溶湯を鋳型内に導入し、鋳包み用焼結部材１を軽金属合金で鋳包みしつつ鋳造することで、図５に示すように、鋳包み用焼結部材１の結合部２０の表面に少なくとも軽金属合金部３０が設けられた軽金属複合部材が得られる。
軽金属合金溶湯としては、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とするものが好ましいが、ケイ素（Ｓｉ）を５．０質量％以上１２．０質量％以下含有するものとすると、鋳包み用焼結部材から拡散するＣｕと溶湯のＡｌ及びＳｉとの間で、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉの三元共晶により溶湯の凝固点がさらに低下して、鋳包み用焼結部材の気孔に溶湯が浸入し易くなるため特に好ましい。また、軽金属合金溶湯としては、予めＣｕを１．５質量％以上５．０質量％以下含有すると、鋳包み用焼結部材から拡散するＣｕ量による凝固点効果の作用がより早く得られることとなるため、これも好ましい形態である。このようなＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金としては、ＪＩＳ Ｈ５３０２：２００６に規定されたＡＤＣ８種、ＡＤＣ１０種及びＡＤＣ１２種が該当する。また、このようなアルミニウム合金としては、マグネシウム（Ｍｇ）：０．３質量％以下、亜鉛（Ｚｎ）：２．０質量％以下、鉄（Ｆｅ）：１．３質量％以下、マンガン（Ｍｎ）：０．６質量％以下、ニッケル（Ｎｉ）：０．５質量％以下、及び錫（Ｓｎ）：０．３質量％以下の少なくとも１種以上を含んでいても差し支えない。
【００３４】
軽金属複合部材は、鋳包み用焼結部材の結合部の表面から内部の気孔中へ、軽金属合金が浸入している。軽金属複合部材の結合部の表面からの浸入深さは、結合部と軽金属合金との密着性及び接合強度を向上させる観点から、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることがより好ましく、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００３６】
実施例及び比較例で得られた鋳包み用焼結部材について下記の評価を行った。結果を表１に示す。
【００３７】
＜密度比の測定＞
実施例においては、鋳包み用焼結部材の本体部及び結合部の密度比をそれぞれ測定した。比較例においては、鋳包み用焼結部材の本体部の密度比を測定した。
【００３８】
＜軽合金溶湯の浸入性の測定＞
実施例においては、鋳包み用焼結部材の本体部及び結合部への軽合金溶湯の浸入性をそれぞれ測定した。比較例においては、鋳包み用焼結部材の本体部の軽合金溶湯の浸入性を測定した。
軽合金溶湯の浸入性の測定方法としては、軽金属複合部材の試料について、断面を鏡面研磨し、鋳包み用焼結部材の結合部の表面から内部の気孔中への軽金属合金の浸入深さを測定した。１０箇所測定した後に平均値を算出した。
【００３９】
＜強度の測定＞
実施例においては、鋳包み用焼結部材の本体部及び結合部の強度（引張り強さ）をそれぞれ測定した。比較例においては、鋳包み用焼結部材の本体部の強度（引張り強さ）を測定した。
【００４０】
［実施例１］
鉄粉末としてアトマイズ鉄粉末（平均粒径：７２μｍ）、銅粉末として電解銅粉末（アスペクト比：１．６、平均粒径：４６μｍ）及びスタンプ粉末（アスペクト比：１６．０、平均粒径：４５μｍ）、黒鉛粉末として天然黒鉛粉末（平均粒径：１０μｍ）を用意した。これらの粉末を表１に示す配合割合で添加、混合し、得られた原料粉末を用い、結合部２０の密度が６．４Ｍｇ／ｍ３、本体部１０の密度が７．０Ｍｇ／ｍ３となるよう成形し、幅：１２．５ｍｍ、長さ：３２ｍｍ、厚さ：５ｍｍの板状成形体に圧粉成形した。得られた成形体を、アンモニア分解ガス中、１０５０℃で焼結した（図６）。
得られた焼結体を、大気雰囲気中で７５℃に予熱した後、簡易金型の所定位置に装着し、次いで、鋳造圧力４０ＭＰａの下でダイキャスト法によりアルミ二ウム合金溶湯（ＪＩＳ  ＡＤＣ１２相当）を注湯して、焼結部材１を鋳包みしつつ鋳造し、アルミニウム合金複合部材７０の複合部材試料７１を作製した。
この複合部材試料７１について、断面を鏡面研磨し鋳包み用焼結部材１の表面から内部の気孔中へのアルミニウム合金部材７０の溶浸深さを測定した。
この後、複合部材試料７１から、図６に示すように、機械加工により試験片７２を作製した。すなわち、上記のようにして得た複合部材試料７１を、片側の中央部に鋳包み用焼結部材１が残るように幅方向に切断するとともに、さらに直交する方向に切断して鋳包み用焼結部材１とアルミニウム合金部材７０の部分が略正方形状をなして隣接する長方形状とし、焼結部材に穴開け加工を施して試験片７２とした。
この試験片７２について、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、アルミニウム合金部材７０の部分をチャック８０で把持するとともに鋳包み用焼結部材１の孔にピン８１を挿入して引張り試験を行い、引張り強さを求めた。これらの結果を表１に併せて示す。
【００４１】
［比較例１］
実施例１で用いた原料粉末を用いて、全体の密度が７．０Ｍｇ／ｍ３となるよう成形し、幅：１２．５ｍｍ、長さ：３２ｍｍ、厚さ：５ｍｍの板状成形体に圧粉成形した。得られた成形体を、アンモニア分解ガス中、１０５０℃で焼結した（図８）。
得られた焼結体を実施例１と同様にしてダイキャスト法によりアルミ二ウム合金溶湯（ＪＩＳ  ＡＤＣ１２相当）を注湯して、焼結部材１ａを鋳包みしつつ鋳造し、アルミニウム合金複合部材７０ａ複合部材試料７１ａを作製し、同様にしての溶浸深さを測定した。
この後、複合部材試料７１ａから、図８に示すように、機械加工により試験片７２ａを作製した。すなわち、上記のようにして得た複合部材試料７１ａを、片側の中央部に焼結部材１ａが残るように幅方向に切断するとともに、さらに直交する方向に切断して焼結部材１ａとアルミニウム合金部材７０ａの部分が略正方形状をなして隣接する長方形状とし、焼結部材に穴開け加工を施して試験片７２ａとした。
この試験片７２ａについて、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、アルミニウム合金部材７０ａの部分をチャック８０で把持するとともに焼結部材１ａの孔にピン８１を挿入して引張り試験を行い、引張り強さを求めた。これらの結果を表１に併せて示す。
【００４２】
【表１】
2019065315.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の鋳包み用焼結部材は、安価かつ機械的特性に優れるとともに、鋳包み性に優れたものであり、自動車用部品等の焼結部材を軽合金溶湯で鋳包みした各種軽合金複合部材に好適である。
【符号の説明】
【００４４】
１  鋳包み用焼結部材
１ａ  焼結部材
１０  本体部
２０  結合部
２１  凸部
３０  軽金属合金部
４０  第１下パンチ
４１  第２下パンチ
６０  第１上パンチ
６１  第２上パンチ
７０，７０ａ  アルミニウム合金複合部材
７１，７１ａ  複合部材試料
７２，７２ａ  試験片
８０  チャック
８１  ピン
１００  圧縮成形金型
【図１】
2019065315.tif 000004
【図２】
2019065315.tif 000005
【図３】
2019065315.tif 000006
【図４】
2019065315.tif 000007
【図５】
2019065315.tif 000008
【図６】
2019065315.tif 000009
【図７】
2019065315.tif 000010
【図８】
2019065315.tif 000011
【図９】
2019065315.tif 000012