(57)【要約】【課題】Ｍｇ溶湯の含浸性に優れた鉄基多孔質鋳込部材を提供する。【解決手段】本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、Ｆｅを主成分とし気孔が分散した鉄基多孔質体と、この鉄基多孔質体の気孔の少なくとも一部の表面にあり、Ｍｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物とからなり、Ｍｇを主成分とするＭｇ溶湯中に鋳込鋳造された際にその溶湯の含浸性に優れることを特徴とする。溶湯中のＭｇと金属酸化物とのテルミット反応により、Ｍｇ溶湯の含浸性が向上した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄（Ｆｅ）を主成分とし気孔が分散した鉄基多孔質体と、
該鉄基多孔質体の気孔の少なくとも一部の表面にあり、Ｍｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物とからなり、
マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込鋳造された際に該マグネシウム系溶湯の含浸性に優れることを特徴とする鉄基多孔質鋳込部材。
【請求項２】
前記金属酸化物は、酸化鉄である請求項１に記載の鉄基多孔質鋳込部材。
【請求項３】
前記金属酸化物は、酸化チタンである請求項１に記載の鉄基多孔質鋳込部材。
【請求項４】
前記鉄基多孔質体は、気孔率が３０〜５５体積％である請求項１に記載の鉄基多孔質鋳込部材。
【請求項５】
前記鉄基多孔質体は、Ｆｅを主成分とする原料粉末を成形した粉末成形体を焼結させてなる鉄基焼結多孔質体である請求項１に記載の鉄基多孔質鋳込部材。
【請求項６】
Ｆｅを主成分とする原料粉末を加圧成形して粉末成形体とする成形工程と、
該粉末成形体を非酸化雰囲気で加熱し焼結させて気孔が分散した鉄基焼結多孔質体とする焼結工程と、
該鉄基焼結多孔質体を酸化雰囲気で加熱して該気孔の少なくとも一部の表面にＭｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物を生成する酸化物生成工程とからなり、
Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込鋳造された際に該マグネシウム系溶湯の含浸性に優れる鉄基多孔質鋳込部材が得られることを特徴とする鉄基多孔質鋳込部材の製造方法。
【請求項７】
Ｆｅを主成分とする粉末とＭｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物の粉末とを混合した原料粉末を加圧成形して粉末成形体とする成形工程と、
該粉末成形体を非酸化雰囲気で加熱し焼結させて気孔が分散した鉄基焼結多孔質体とする焼結工程とからなり、
該気孔の少なくとも一部の表面には該金属酸化物が露出しておりＭｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込鋳造された際に該マグネシウム系溶湯の含浸性に優れる鉄基多孔質鋳込部材が得られることを特徴とする鉄基多孔質鋳込部材の製造方法。
【請求項８】
Ｆｅを主成分とし気孔が分散した鉄基多孔質体と該鉄基多孔質体の気孔の少なくとも一部の表面にありＭｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物とからなりＭｇを主成分とするマグネシウム系溶湯の含浸性に優れた鉄基多孔質鋳込部材を、
該マグネシウム系溶湯中に鋳込んでなることを特徴とする鋳造部材。
【請求項９】
Ｆｅを主成分とし気孔が分散した鉄基多孔質体を酸化雰囲気中で予熱して該気孔の少なくとも一部の表面に酸化鉄を生成させる予熱工程と、
該予熱工程後の鉄基多孔質体からなりＭｇを主成分とするマグネシウム系溶湯の含浸性に優れた鉄基多孔質鋳込部材を、該マグネシウム系溶湯中に鋳込む鋳込工程と、
からなることを特徴とする鋳造部材の製造方法。
【請求項１０】
主成分であるＦｅとホウ素（Ｂ）とを含有し該Ｂの存在により高剛性化された骨格と、該骨格間に分散した気孔とで形成された鉄基多孔質体からなり、
Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込まれることを特徴とする鉄基多孔質鋳込部材。
【請求項１１】
Ｆｅを主成分とする粉末とＢを含む粉末とを混合した原料粉末を加圧成形して粉末成形体とする成形工程と、
該粉末成形体を加熱し焼結させて気孔が分散した鉄基焼結多孔質体とする焼結工程とからなり、
該Ｂの存在により骨格が高剛性化された該鉄基焼結多孔質体で構成されてマグネシウム系溶湯中に鋳込まれる鉄基多孔質鋳込部材が得られることを特徴とする鉄基多孔質鋳込部材の製造方法。
【請求項１２】
主成分であるＦｅとＢとを含有し該Ｂの存在により高剛性化された骨格と該骨格間に分散した気孔とで形成された鉄基多孔質体からなる鉄基多孔質鋳込部材を、
Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込んでなることを特徴とする鋳造部材。
【請求項１３】
主成分であるＦｅとＢとを含有し該Ｂの存在により高剛性化された骨格と該骨格間に分散した気孔とで形成された鉄基多孔質体からなる鉄基多孔質鋳込部材を、
Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込む鋳込工程を備えることを特徴とする鋳造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｍｇを主成分とした溶湯中に鋳込まれる鉄基多孔質鋳込部材、それを鋳込んだ鋳造部材およびそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軽量高性能化、リサイクル性等の観点から、各種部材の材料は、従来の鉄系材料からアルミニウム系材料へ、さらには、そのアルミニウム系材料からマグネシウム系材料へと移行しつつある。もっとも、マグネシウム系材料を構造材として使用するには、耐蝕性、耐熱性、剛性等の点で種々の改善を必要とされる。このうち、これまでに多くの研究開発がなされてきた耐蝕性や耐熱性については、現状、実用レベルに到達しつつある。
しかし、剛性（ヤング率）は、そもそも、主成分である金属元素によってほぼ決定され、組成や組織等の改善によってほとんど変化することはない。従って、マグネシウム系材料の剛性向上には、高剛性材料との複合化が不可欠となる。従来、この複合化に使用されていた主な高剛性材料は、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックスからなる粒子や繊維（ウイスカ等）である。ところがこのようなセラミックス系材料は、マグネシウム系溶湯との濡れ性が悪く、比重差も大きいため、溶湯中で攪拌しても均一に分散させ難い。そのため、セラミックス系材料を均一分散させた高剛性のＭｇ基複合材料（以下、適宜、単に「ＭＭＣ」ともいう。）を容易に得ることはできない。
【０００３】
そこで、そのセラミックス系材料を予め所望の形状に成形した成形体（プリフォーム）にマグネシウム系溶湯を加圧注湯して、強制的に含浸させる方法（例えば、スクイズキャスト法）も考えられる。このプリフォームの使用により、セラミックス系材料の均一分散性は確保される。しかし、この場合でも現実には、セラミックス系材料とマグネシウム系溶湯との濡れ性が悪いために、溶湯の未含浸部分に気孔が残存し、却って、ＭＭＣの強度、剛性を低下させてしまう。
また、このプリフォーム中へのマグネシウム系溶湯の含浸性を向上させるために、プリフォームにＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２等からなる浸透助材を混在、塗布等させる方法が下記公報に開示されている。これらの公報によると、その浸透助材と溶湯中のＭｇとがテルミット反応を生じて、その際の発熱によってマグネシウム系溶湯のプリフォーム中への含浸性が改善される旨が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３１０１３１号公報
【特許文献２】
特開平９−８７７７８号公報
【特許文献３】
特開平１０−１４０２６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された方法によって、セラミックス系材料のプリフォーム中へのＭｇ系溶湯の含浸性が改善されたとしても、もともと、セラミックス系材料自体が相当高価であることから、上記公報のようなプリフォームはより一層高価となる。従って、セラミックス系材料を使用したＭＭＣは、いずれにしても、コスト競争力に乏しいものとなってしまう。
【０００６】
また、セラミックス系材料は非常に高剛性であるため、所望の形状のプリフォームを成形することが難しい。特に、セラミックス系材料の占有体積率（Ｖｆ）の制御（つまり、気孔率の制御）が困難であり、低Ｖｆ（高い気孔率）のプリフォームしか成形できないのが現実である。その結果、そのプリフォームをＭｇ系溶湯に含浸させたとしても、十分な高剛性化を必ずしも達成できるものではない。また、セラミックス系材料を使用した場合、前記Ｖｆの制御も難しく、所望の剛性をもつＭＭＣを得ることも困難である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものである。すなわち、Ｍｇ基複合材料（ＭＭＣ）において、その剛性の制御が容易な鉄基多孔質鋳込部材を提供することを目的とする。また、その鉄基多孔質鋳込部材を鋳込んだ鋳造部材およびそれらの製造方法も提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、鉄基多孔質鋳込部材をマグネシウム系溶湯中に鋳込むことを思いつき、本発明を完成させるに至った。
（鉄基多孔質鋳込部材）
すなわち、本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、Ｆｅを主成分とし気孔が分散した鉄基多孔質体と、この鉄基多孔質体の気孔の少なくとも一部の表面にあり、Ｍｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物とからなり、
マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込鋳造された際にマグネシウム系溶湯の含浸性に優れることを特徴とする。
【０００９】
本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、Ｍｇ等よりも遙かに高剛性（高ヤング率）のＦｅを主成分とし、ＭｇまたはＭｇ合金を基材とするＭＭＣの製造に際して、その剛性を向上させるための強化材として使用される。このため、この鉄基多孔質鋳込部材を鋳込んで得られたＭＭＣは、その鉄基多孔質鋳込部材の気孔率（逆にいえばＭｇ等の占有体積率）に応じた高ヤング率を発現する。なお、後述の製造方法等を使用すれば気孔率の制御による剛性の調整も容易である。
また、本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、所望の形状を保持した状態でマグネシウム系溶湯中に鋳込まれるため、ＭＭＣの剛性等を均一的に向上させ得る。さらにこの鉄基多孔質鋳込部材は、主成分を安価なＦｅとするから、低コストで製造され、ＭＭＣのコスト競争力を高めることもできる。なお、本明細書でいう「鉄基焼結多孔質体」は鉄基多孔質鋳込部材の構成要素を意味し、両者の関係は素材（鉄基焼結多孔質体）と完成品（鉄基多孔質鋳込部材）との関係に似ている。以下同様である。
【００１０】
ところで、本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、マグネシウム系溶湯の含浸性に優れる点に大きな特徴をもち、強化材である鉄基多孔質鋳込部材とマトリックスであるＭｇまたはＭｇ合金との間の密着性に優れたＭＭＣが得られる。もっとも、本発明の鉄基多孔質鋳込部材へのマグネシウム系溶湯の含浸性が優れる理由は必ずしも明らかではないが、現状では次のよう考えられる。
マグネシウム系溶湯は鉄基多孔質鋳込部材と接触すると、熱を鉄基多孔質鋳込部材に奪われて凝固を開始し易くなる。そして、マグネシウム系溶湯が、鉄基多孔質鋳込部材の端面付近やその近傍にある気孔等で凝固を開始すれば、それよりも内部へマグネシウム系溶湯が含浸しなくなる。この含浸性の低下は、未含浸部（つまり、空孔部分）の残存となり、ＭＭＣの密着性の低下、強度や剛性の低下等を招き、ＭＭＣ本来の性能が発揮されないことになる。
【００１１】
そこで本発明では、マグネシウム系溶湯が従来凝固し易く、含浸性の低下を招き易かった鉄基多孔質体の気孔の表面に、その溶湯の主成分であるＭｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物（金属酸化物）を存在させた。この金属酸化物に高温で反応性の高いマグネシウム系溶湯が接触すると、その金属酸化物とＭｇとの間で酸化還元反応（いわゆるテルミット反応）を生じ、多量の発熱を生じる。この発熱によって、従来、含浸性の低下要因となっていた部分での溶湯の凝固が抑制され、溶湯は流動性を取戻して鉄基多孔質体の内部深くまで浸透し易くなる。こうして本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、マグネシウム系溶湯の優れた含浸性を発現するようになったと考えられる。
さらに加えていうなら、本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、マグネシウム系溶湯との濡れ性が、セラミックス系材料等とマグネシウム系溶湯との濡れ性よりも優れる点も、前記含浸性の向上に有効に作用したと考えられる。
【００１２】
（鉄基多孔質鋳込部材の製造方法）
このような鉄基多孔質鋳込部材は、例えば、次のような本発明の製造方法によって製造される。
すなわち、本発明の鉄基多孔質鋳込部材の製造方法は、Ｆｅを主成分とする原料粉末を加圧成形して粉末成形体とする成形工程と、この粉末成形体を非酸化雰囲気で加熱し焼結させて気孔が分散した鉄基焼結多孔質体とする焼結工程と、この鉄基焼結多孔質体を酸化雰囲気で加熱して気孔の少なくとも一部の表面にＭｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物を生成する酸化物生成工程とからなり、Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込鋳造された際にマグネシウム系溶湯の含浸性に優れる鉄基多孔質鋳込部材が得られることを特徴とする。
【００１３】
本発明の製造方法は、前述の鉄基多孔質鋳込部材を粉末焼結法により製造するものである。そして、焼結工程は一般的な非酸化雰囲気で行いつつ、その後に、得られた鉄基焼結多孔質体を酸化雰囲気で加熱することで、気孔の表面に前記金属酸化物を生成させている。このとき生成される金属酸化物は、通常、酸化鉄被膜であるが、それには限らない。原料粉末に含有または配合される金属元素によって生成される金属酸化物も異なるからである。
なお、上記酸化物生成工程は、鉄基多孔質鋳込部材を鋳込む前に行う後述の予熱工程と兼用させても良い。この酸化物生成工程や予熱工程は、例えば、通常の大気雰囲気中で行えば足るため、非常に簡易で低コストな工程とすることが可能である。
【００１４】
また、本発明の鉄基多孔質鋳込部材の製造方法は、Ｆｅを主成分とする粉末とＭｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物の粉末とを混合した原料粉末を加圧成形して粉末成形体とする成形工程と、この粉末成形体を非酸化雰囲気で加熱し焼結させて気孔が分散した鉄基焼結多孔質体とする焼結工程とからなり、その気孔の少なくとも一部の表面には金属酸化物が露出しておりＭｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込鋳造された際にマグネシウム系溶湯の含浸性に優れる鉄基多孔質鋳込部材が得られることを特徴とするものであっても良い。
【００１５】
この場合は、前述の製造方法と異なり、原料粉末中に金属酸化物を予め混合しておき、鉄基焼結多孔質体の気孔表面に金属酸化物を露出させるものである。混合する金属酸化物を適宜選択することで、Ｍｇと反応したときの発熱量や鉄基焼結多孔質体の機械的特性等の調整も可能となる。なお、この場合、前述の酸化物生成工程が不要となるが、その酸化物生成工程や鋳込む際に酸化雰囲気中で行う予熱工程を排除するものではなく、適宜、行っても良い。
【００１６】
以上のような粉末焼結法を用いた場合、粉末成形体の成形時に原料粉末の成形加圧力を調整したり、原料粉末に混在させて加熱により溶出または消失させる粒子の配合割合を調整したりすることで、所望の気孔率をもつ鉄基焼結多孔質体を容易に得ることができる。そして、このような気孔率の調整は、ＭＭＣのヤング率、強度、重量、密着性等の制御を容易に行えることを意味する。従って、本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、Ｆｅを主成分とする原料粉末を成形した粉末成形体を焼結させた鉄基焼結多孔質体からなると好適である。
【００１７】
（鋳造部材およびその製造方法）
本発明は、上記鉄基多孔質鋳込部材やその製造方法に限られず、それを鋳込んだ鋳造部材やその製造方法としても把握することができる。
すなわち、本発明は、Ｆｅを主成分とし気孔が分散した鉄基多孔質体とこの鉄基多孔質体の気孔の少なくとも一部の表面にありＭｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である金属酸化物とからなりＭｇを主成分とするマグネシウム系溶湯の含浸性に優れた鉄基多孔質鋳込部材を、マグネシウム系溶湯中に鋳込んでなることを特徴とする鋳造部材としても良い。
【００１８】
また、本発明は、Ｆｅを主成分とし気孔が分散した鉄基多孔質体を酸化雰囲気中で予熱してその気孔の少なくとも一部の表面に酸化鉄を生成させる予熱工程と、この予熱工程後の鉄基多孔質体からなりＭｇを主成分とするマグネシウム系溶湯の含浸性に優れた鉄基多孔質鋳込部材を、マグネシウム系溶湯中に鋳込む鋳込工程と、からなることを特徴とする鋳造部材の製造方法としても良い。
【００１９】
（Ｂを含有した鉄基多孔質鋳込部材等）
本発明者は、鉄基多孔質鋳込部材を鋳込むことによるＭｇ基複合材料（ＭＭＣ）の高剛性化を考え、上述のように、マグネシウム系溶湯の含浸性を向上させることで、安定した密着性をもつ高剛性ＭＭＣが得られるようになった。
本発明者は、このＭＭＣの高剛性化に関連して、さらなる高剛性化または軽量化を達成する手段を考えた。
【００２０】
言うまでもないが、気孔率の低い鉄基多孔質鋳込部材を鋳込む程そのヤング率や強度は上昇する。しかし、気孔率の低い分、鉄基多孔質鋳込部材の重量が増加し、Ｍｇを基材としたＭＭＣの軽量性も低下する。また、あまり気孔率が低下すると、溶湯の含浸性の低下ひいてはＭＭＣの密着性の低下の要因ともなり得る。そこで、ＭＭＣの高剛性化と軽量化等とを高次元で両立させるには、同気孔率で見たときの鉄基多孔質鋳込部材の剛性（ヤング率）を高めることが当然有効となる。すなわち、鉄基多孔質鋳込部材の構成材料のヤング率をＦｅのヤング率より大きくすることが有効となる。もっとも、単なる合金化や組織改善ではヤング率がほとんど変化しないため、鉄基多孔質鋳込部材の構成材料も複合材料化することが必要となる。
【００２１】
本発明者は、このような観点から、ＦｅにＢを含有させることで鉄基多孔質鋳込部材の高剛性化を達成できることを見出し、以下の発明を完成させた。
すなわち、本発明の鉄基多孔質鋳込部材は、主成分であるＦｅとＢとを含有しＢの存在により高剛性化された骨格と、この骨格間に分散した気孔とで形成された鉄基多孔質体からなり、Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込まれることを特徴とする。
【００２２】
また、この鉄基多孔質鋳込部材は、例えば、次のようにして製造される。
すなわち、本発明の鉄基多孔質鋳込部材の製造方法は、Ｆｅを主成分とする粉末とＢを含む粉末とを混合した原料粉末を加圧成形して粉末成形体とする成形工程と、粉末成形体を加熱し焼結させて気孔が分散した鉄基焼結多孔質体とする焼結工程とからなり、Ｂの存在により骨格が高剛性化された鉄基焼結多孔質体で構成されてマグネシウム系溶湯中に鋳込まれる鉄基多孔質鋳込部材が得られることを特徴とする。
【００２３】
本発明は、上記鉄基多孔質鋳込部材やその製造方法に限られず、それを鋳込んだ鋳造部材としても把握することができる。
すなわち、本発明は、主成分であるＦｅとＢとを含有しＢの存在により高剛性化された骨格とこの骨格間に分散した気孔とで形成された鉄基多孔質体からなる鉄基多孔質鋳込部材を、Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込んでなることを特徴とする鋳造部材としても良い。
【００２４】
また、本発明は、主成分であるＦｅとＢとを含有しＢの存在により高剛性化された骨格とこの骨格間に分散した気孔とで形成された鉄基多孔質体からなる鉄基多孔質鋳込部材を、Ｍｇを主成分とするマグネシウム系溶湯中に鋳込む鋳込工程を備えることを特徴とする鋳造部材の製造方法としても良い。
なお、このようにＢを含有した鉄基多孔質鋳込部材等は、前述した含浸性に優れた鉄基多孔質鋳込部材等と別個に考えることもできるが、両者を組合わせて考えると、高剛性化、軽量化等に優れたＭＭＣを安定した品質で得られ、一層好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。なお、以下に述べる内容は、本発明に係る鉄基多孔質鋳込部材のみならず、それを鋳込んだ鋳造部材およびそれらの製造方法のいずれにも適宜該当するものである。
（１）鉄基多孔質鋳込部材
▲１▼鉄基多孔質鋳込部材は、Ｆｅを主成分とするが、この他、種々の合金元素を含有していても良い。例えば、Ｃ、Ｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等である。
粉末焼結法により製造する場合、その原料粉末は、入手が容易で低コストな純鉄粉を使用しても良いし、適宜、鉄合金粉末を使用しても良い。また、その他の合金元素粉末を混合した混合粉末を原料粉末としても良い。また、酸化チタン（例えば、ＴｉＯ２）等のＭｇよりもイオン化傾向の小さな金属元素の酸化物（金属酸化物）の粉末を混合したものを原料粉末として使用しても良い。なお、原料粉末は、その後の焼結工程等で消失、溶出等する潤滑剤または添加剤等を含んでいても良い。
【００２６】
使用する原料粉末は、アトマイズ粉、還元粉等、なんでも良く、粒形状等は問わない。ただし、全体的に鉄基多孔質鋳込部材の気孔率を大きくするには、あまりにも小さい粒径の微粉は好ましくない。例えば、平均粒径が５０〜１５０μｍ程度のものを使用すると好ましい。なお、構成粒子の粒径は、２次元画像解析等によっても求めることができるが、ふるい分け法を利用すれば簡便である。
【００２７】
▲２▼粉末成形体の取扱性や溶湯の含浸性を考慮して、粉末成形体中での原料粉末の占める体積割合（占有体積率）を４５〜７０体積％とすると良い。４５体積％未満では、粉末成形体が崩壊し易くなってその取扱性が悪くなり、鉄基多孔質鋳込部材の製造が難しくなる。一方、７０体積％を超えると鉄基多孔質鋳込部材の気孔率が低下し過ぎて、溶湯の含浸性やＭＭＣの密着性が低下する。前記占有体積率は、４５〜６５体積％、４５〜６０体積％、さらには５０体積％を目標に４５〜５５体積％程度とすると良い。なお、本明細書でいう占有体積率（ρ／ρ０）は、原料粉末の真密度（ρ０）に対する粉末成形体の嵩密度（ρ）の割合として求め得る。
【００２８】
ここでは粉末成形体の占有体積率を説明したが、その粉末成形体を焼結させたときの鉄基焼結多孔質体の気孔率についても同様に考えることができる。基本的に、粉末成形体の占有体積率は焼結前後でほとんど変化しないからである。ここで、気孔率は、鉄基多孔質鋳込部材の嵩密度（ρ）とその構成材料の真密度（ρ０）とを用いて、｛１−（ρ／ρ０）｝×１００（％）として求め得る。この気孔率を用いていうなら、本発明の多孔質鋳込部材は、気孔率が３０〜５５体積％、さらには、３５〜５５体積％、４０〜５５体積％であると好ましいといえる。
【００２９】
▲３▼このような占有体積率の低い粉末成形体の形成に好適な新たな方法をも本発明者は開発している。すなわち、原料粉末として、全体を１００質量％としたときに２．５質量％以上の低温軟化性のバインダを含む原料粉末を使用し、これを粉末成形用金型に充填し（充填工程）、その充填された原料粉末中のバインダを軟化または溶融させ該原料粉末を加圧成形して粉末成形体とし（成形工程）、全体を１００体積％としたときに占有体積率が４５〜７０体積％となる粉末成形体を加熱し、該バインダを除去すると共に該金属粉末を焼結させて鉄基多孔質鋳込部材とする（焼結工程）方法である。
【００３０】
成形工程で加熱された低温軟化性のバインダは、軟化または溶融して原料粉末中の金属粉末の構成粒子を被覆し、各構成粒子同士を付着させ易くする。このため、占有体積率の小さい粉末成形体であっても、取扱性が良く通常にハンドリングできる。しかも、このバインダは、焼結工程で容易に除去される。その含有量は、粉末成形体全体を１００質量％としたときに、２．５質量％以上、好ましくは３質量％以上であると良い。低温軟化性のバインダとして、例えば、ステアリン酸やアマイド系ワックス等の粉末冶金用潤滑剤を使用できる。これらは安価であり、使用が容易である。なお、ここでいうバインダの「低温」とは、成形工程でバインダが軟化または溶融する程度の温度という意味である。従って、具体的な温度域はバインダの種類により異なるが、予熱または加熱した成形型中でバインダが軟化または溶融すれば十分である。
このように、低温軟化性のバインダを利用することで、取扱性に優れた、低い占有体積率の粉末成形体が得られ、これを焼結させることで高気孔率の鉄基多孔質鋳込部材を効率的に量産することが可能となった。
【００３１】
（２）金属酸化物
本発明でいう金属酸化物は、Ｍｇよりもイオン化傾向の小さい金属元素の酸化物である。この金属酸化物は溶湯中のＭｇと酸化還元反応（テルミット反応）を生じて、そのときの反応熱によって、マグネシウム系溶湯の鉄基多孔質鋳込部材への含浸性が向上すると考えられる。なお、発生する反応熱は金属酸化物の種類（金属元素の種類）によって異なるが、一般的にはＭｇとの間のイオン化傾向差が大きい程、発熱量は大きいと言える。
【００３２】
この金属酸化物は、鉄基多孔質体の気孔の表面に、部分的に存在しても全面的に存在しても良い。金属酸化物がほぼ全面的に存在する場合として、例えば、酸化鉄が酸化被膜として存在する場合がある。一方、金属酸化物が部分的に存在する場合として、例えば、鉄基多孔質体が酸化チタン等の分散粒子を含有し、その分散粒子の一部が気孔の表面に露出している場合がある。このような金属酸化物は、上記酸化鉄、酸化チタンの他に、例えば、酸化亜鉛、酸化すず、酸化銅等ある。
【００３３】
また、金属酸化物は、鉄基多孔質体の気孔に均一に存在していても、傾斜的に存在していても良いし、金属酸化物の存在する気孔もあれば存在しない気孔も合っても良い。金属酸化物の存在濃度が傾斜的な場合は、溶湯の含浸方向の上流側に金属酸化物がより多く存在する方が、その下流側へ（つまり内部深くへ）の溶湯の含浸性は向上する。
このような金属酸化物は、例えば、鉄基多孔質体を酸化雰囲気で加熱等することで容易に生成され得る。このとき生成され易いのは、主に酸化鉄（酸化鉄被膜）である。酸化雰囲気での加熱は、前述したように焼結工程後に別途行っても良いが、焼結工程中の酸素濃度を制御して、この焼結工程中に併せて行っても良い。
【００３４】
ところで、Ｍｇと反応して還元された金属酸化物は、本来、金属元素単体に戻る。しかし、鉄基多孔質鋳込部材をマグネシウム系溶湯中に鋳込むことを考えれば、通常、その金属元素は周囲にあるＭｇと合金化したり、新たな金属間化合物を生成したりすると考えられる。さらには、その金属元素とＭｇと酸素との間でより安定な新たな金属酸化物を気孔の表面（境界面）等に形成することも考えられる。
【００３５】
（３）マグネシウム系溶湯
本発明でいうマグネシウム系溶湯は、純Ｍｇ溶湯でも良いし、市販されているマグネシウム合金であるＡＥ４２（Ｍｇ−４Ａｌ−２Ｒ．Ｅ．）、ＡＳ２１（Ｍｇ−２Ａｌ−１Ｓｉ）、ＡＺ９１（Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ）等の溶湯でも良い。さらに、ＭＭＣに求められる耐蝕性や耐熱性に応じて、適宜、組成が調整されたものでも良い。
【００３６】
（４）鋳造部材
本発明の鋳造部材は、鉄基多孔質鋳込部材を骨格とするＭｇ基複合材料であるので、高剛性、高強度で軽量である。従って、本発明の鋳造部材は、各種装置や機器の構造部材（例えば、ハウジング、ケース、ブロック等）として幅広く活用できる。
【００３７】
【実施例】
次に、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
（鉄基多孔質鋳込部材の製造）
鉄基多孔質鋳込部材を以下のようにして製造した。
（１）原料として、金属粉末である還元鉄粉（純鉄：川崎製鉄製ＫＩＰ２４０Ｍ）と、グラファイト（Ｃ）と、ステアリン酸（融点：６０℃）からなる粉末冶金用潤滑剤（ダイワックスＷ−０２）とを用意した。これらをＦｅ：９６．３質量％、Ｃ：０．７質量％、ステアリン酸：３質量％の割合で混合した（混合工程）。この混合は、ミリング装置を用いて１時間行った。
【００３８】
（２）この混合した原料粉末を短円柱形状のキャビティを有する粉末成形用金型のキャビティに充填した（充填工程）。このキャビティの大きさは外径が６０ｍｍ、深さが３０ｍｍである。このキャビティに充填された原料粉末を、パンチで上方から５０ＭＰａで加圧し、短円柱形の粉末成形体を成形した。なお、この粉末成形体は、素手でも十分に取扱える強度を有しており、多少の振動等で崩壊することはなかった。この粉末成形体の占有体積率を調べたところ、約５０体積％であった。
【００３９】
（３）この粉末成形体を電気炉の中に入れて、不活性または真空雰囲気で１０８０℃×３０時間加熱して焼結させた（焼結工程）。こうして、前記粉末成形体と同形状で気孔率が約５０体積％の鉄基焼結多孔質体が得られた。
【００４０】
（鋳造部材の製造）
（１）上記鉄基焼結多孔質体を、５００℃の大気雰囲気中（酸化雰囲気中）で３０分間加熱して、予め鉄基焼結多孔質体を予熱した（予熱工程）。この予熱工程中に鉄基焼結多孔質体の外表面および内部にある気孔表面に酸化鉄被膜が形成された。従って、この予熱工程は本発明でいう酸化物生成工程にも相当する。
【００４１】
（２）こうして金属酸化物が付与された鉄基多孔質鋳込部材をマグネシウム系溶湯（ＪＩＳ  ＡＺ９１）に鋳込んで鋳造部材を製作した。この鋳造は、ダイカスト鋳造により行った。ダイカストの条件は、溶湯温度６３０℃、型温２５０℃、成形体予熱５００℃、溶湯圧力８０ＭＰａとした。その後の冷却は空冷により行った。
【００４２】
（評価）
この鋳造部材を切断して確認したところ、前記鉄基多孔質鋳込部材の中心部にある気孔までＭｇ合金で埋設状態となっており、両者の密着性は良好であった。こうして、Ｍｇ合金の溶湯が鉄基多孔質鋳込部材の内部深くまで含浸していることが確認された。