(57)【要約】【課題】表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金およびその製造方法を提供する。【解決手段】表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さを有するステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつステンレス鋼焼結合金表層部にはＫおよび／またはＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さ部分で構成するステンレス鋼焼結合金表層部（以下、ステンレス鋼焼結合金表層部という）の平均燐濃度（以下、燐をＰと記す）が前記ステンレス鋼焼結合金表層部よりも内側にあるステンレス鋼焼結合金内部（以下、ステンレス鋼焼結合金内部という）に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記ステンレス鋼焼結合金表層部にはカリウム（以下、Ｋと記す）が含まれていることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項２】
ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記ステンレス鋼焼結合金表層部にはナトリウム（以下、Ｎａと記す）が含まれていることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項３】
ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記ステンレス鋼焼結合金表層部にはＫおよびＮａが含まれていることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項４】
ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつステンレス鋼焼結合金表層部にはＫが平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項５】
ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつステンレス鋼焼結合金表層部にはＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項６】
ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつステンレス鋼焼結合金表層部にはＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有していることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項７】
ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１０〜２０質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項８】
ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１０〜２０質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項９】
ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１０〜２０質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項１０】
ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項１１】
ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項１２】
ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計を平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなることを特徴とする表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項１３】
前記ステンレス鋼焼結合金内部およびステンレス鋼焼結合金表層部には、さらにＭｏ、Ｃｕ、Ｓｉの内の１種または２種以上を合計で５質量％以下含有することを特徴とする請求項７、８、９、１０、１１または１２記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項１４】
前記ステンレス鋼焼結合金表層部の開放気孔率は２％以下であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金からなることを特徴とする機械部品。
【請求項１６】
前記機械部品は歯車であることを特徴とする請求項１５記載の機械部品。
【請求項１７】
前記機械部品はフランジであることを特徴とする請求項１５記載の機械部品。
【請求項１８】
成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウムおよびリン酸リボフラビンカリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸カリウム塩の膜を形成したのち、ステンレス鋼粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することを特徴とする請求項１、４、７、１０、１３または１４記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金の製造方法。
【請求項１９】
成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムおよびリン酸リボフラビンナトリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸ナトリウム塩の膜を形成したのち、ステンレス鋼焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することを特徴とする請求項２、５、８、１１、１３または１４記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金の製造方法。
【請求項２０】
成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としての前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩膜を形成したのち、ステンレス鋼焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面に前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することを特徴とする請求項３、６、９、１２、１３または１４記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、合金表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さ部分で構成するステンレス鋼焼結合金表層部（以下、ステンレス鋼焼結合金表層部という）と、ステンレス鋼焼結合金表層部よりも内側にあるステンレス鋼焼結合金内部（以下、ステンレス鋼焼結合金内部という）とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、ステンレス鋼焼結合金表層部に燐（以下、Ｐと記す）濃度がステンレス鋼焼結合金内部におけるＰの濃度よりも高い表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金およびその製造方法に関するものであり、このステンレス鋼焼結合金は、特に表面の硬さおよび耐摩耗性を必要とする機械部品、例えば、歯車、フランジなどの部材として有効であり、またこの発明のステンレス鋼焼結合金は表面緻密性が高いので腐食環境に曝される面積が少ないので、耐食性を一層必要とするステンレス鋼焼結合金からなる機械部品などの部材として有効である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ステンレス鋼焼結合金は各種機械部品の部材として使用されており、このステンレス鋼焼結合金はステンレス鋼粉末にステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウムなどの高級脂肪酸の金属塩を潤滑剤として混合したのち、これを成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより圧粉体を作製し、得られた圧粉体を燒結することにより製造することはすでに知られている。
しかし、ステンレス鋼粉末に従来の高級脂肪酸の金属塩を潤滑剤として混合した混合粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形して得られた圧粉体は、内部に多量の潤滑剤が含まれているために高密度の圧粉体を作製することができず、この方法で得られた圧粉体を燒結して作製したステンレス鋼焼結合金は、添加した潤滑剤がステンレス鋼焼結合金内部に残留するので機械的強度を低下させる。
一方、圧粉体成形に使用するステンレス鋼粉末に添加する潤滑剤を減らして潤滑剤の少ない圧粉体を作製し、この潤滑剤含有量の少ない圧粉体を燒結して機械的強度の優れたステンレス鋼焼結合金を製造しようとすると、圧粉体に含まれる潤滑剤の量の不足により潤滑性が不足し、そのために成形された圧粉体の型抜きが困難になり、不良な圧粉体が発生して歩留まりが低下する。
【０００３】
そこで、この潤滑剤の減少に伴って発生する圧粉体型抜き不良を防止するために、１００℃以上に加熱された金型のキャビティ内面に、高級脂肪酸の金属塩（例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛）を溶媒に懸濁させた高級脂肪酸系潤滑剤を塗布し、金型の加熱によって溶媒は蒸発させ、それによって成形金型のキャビティ内面に高級脂肪酸の金属塩膜を形成し、この高級脂肪酸の金属塩膜が形成されたキャビティに通常より潤滑剤の少ないステンレス鋼粉末を充填し６００ＭＰａ以上の圧力でプレス成形して圧粉体を作製すると、圧粉体の表面にステアリン酸鉄の単分子膜のような高級脂肪酸の鉄塩の被膜が圧粉体表面に生成し、その結果、圧粉体と金型の間の摩擦力が減少し、圧粉体を抜出する圧力が減少して圧粉体を金型から簡単に取り出すことができ、また６００ＭＰａ以上の高圧力で加圧成形するので高密度の圧粉体を製造できるとされている（特許文献１参照）。
この方法によると、得られた圧粉体は内部に含まれる潤滑剤の量が少ない高密度の圧粉体を得ることができ、さらに型抜けを容易に行なうことができるので金型からの抜出し圧力を減少させることができ、さらに圧粉体の型抜け時における破損が少ないなどの優れた効果があり、効率よく優れた圧粉体を製造し、得られた圧粉体を焼結することにより優れたステンレス鋼燒結合金を製造することができるという。
【特許文献１】特許第３３０９９７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の固体粉末であるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウムなど固体状態の高級脂肪酸の金属塩を水中に懸濁した高級脂肪酸系潤滑剤を成形金型のキャビティ内面に塗布して得られた潤滑剤膜は、キャビティ内面に固体粉末膜として形成するために成形金型のキャビティ内面に緻密な被膜が形成されず、またキャビティ内面に対する密着性も不十分であるなどの欠点があり、安定した潤滑剤膜の形成が困難となるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者らは、上述のような観点から、成形金型のキャビティ内面に一層緻密な潤滑剤膜を形成すべく研究を行っていたところ、
（ａ）溶媒に溶解可能なリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムを溶媒に溶解した溶液を作製し、この溶液を潤滑剤として、潤滑剤の溶媒が蒸発する温度以上に加熱された成形金型のキャビティ内面に塗布すると、成形金型は溶媒が蒸発する程度の高温に加熱されているので潤滑剤に含まれる溶媒は蒸発し、リン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムが成形金型のキャビティ内面に晶出して成形金型のキャビティ内面にリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜を形成し、この成形金型のキャビティ内面に形成したリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜は極めて緻密な潤滑剤膜を形成することができ、また密着性に優れているので作業中に剥離することが少ない、
（ｂ）前記リン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜を形成した成形金型のキャビティに原料粉末であるステンレス鋼粉末を充填し、プレス成形して得られた圧粉体は成形金型のキャビティ内面にリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムの晶出膜が形成されているために容易に型抜きすることができ、さらに得られた圧粉体の表面にはリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムが付着しており、この表面にリン酸カリウムおよび／またはリン酸ナトリウムが付着した圧粉体を燒結すると、燐（以下、Ｐと記す）濃度の高い圧粉体表面が一層液相焼結およびα相焼結され易くなり、さらに圧粉体表面にカリウム（以下、Ｋと記す）および／またはナトリウム（以下、Ｎａと記す）を含むことにより酸化鉄被膜を還元してステンレス鋼粉末の表面を活性化させ、焼結体表面に開放気孔（焼結合金の表面から内部に連通している気孔）の極めて少ない表面緻密なステンレス鋼焼結合金が得られ、この表面緻密なステンレス鋼焼結合金は表面硬度も高くなるので表面耐摩耗性を増し、また表面緻密性が高いところから腐食環境に曝される表面積が少なくなって耐食性が通常のステンレス鋼焼結合金に比べて向上し、各種のステンレス鋼焼結合金製機械部品を製造するための部材として有効である、
（ｃ）このようにして得られた表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金は、表面から１μｍ〜２ｍｍ（好ましくは、１０μｍ〜０．５ｍｍ）の範囲内の深さ部分（以下、ステンレス鋼焼結合金表層部という）にＰがステンレス鋼焼結合金表層部よりも内側に存在する部分（以下、ステンレス鋼焼結合金内部という）に含まれるＰ濃度よりも平均濃度で０．０１〜１質量％（一層好ましくは０．０２〜０．５質量％）高くなっており、さらにステンレス鋼焼結合金表層部にはＫおよび／またはＮａが０．０１〜１質量％含まれている、
（ｄ）前記表面から１μｍ〜２ｍｍ（好ましくは、１０μｍ〜０．５ｍｍ）の範囲内の深さ部分のステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度は、高精度分析を行うと、表面からの深さ位置および表面位置によって大きく検出されたり検出されなかったりして大きくばらつき、そのためにステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度は平均値で求めることが好ましい、などの知見を得たのである。
【０００６】
この発明は、かかる知見にもとづいて成されたものであって、
（１）合金表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さ部分で構成するステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度が前記ステンレス鋼焼結合金表層部よりも内側にあるステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記ステンレス鋼焼結合金表層部にはＫが含まれている表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（２）ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記ステンレス鋼焼結合金表層部にはＮａが含まれている表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（３）ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも高く、かつ前記ステンレス鋼焼結合金表層部にはＫおよびＮａが含まれている表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（４）ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつステンレス鋼焼結合金表層部にはＫがの平均濃度で０．０１〜１質量％含有している表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（５）ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつステンレス鋼焼結合金表層部にはＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有している表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（６）ステンレス鋼焼結合金表層部の平均Ｐ濃度がステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度より０．０１〜１質量％高く、かつステンレス鋼焼結合金表層部にはＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有している表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、に特徴を有するものである。
【０００７】
これらステンレス鋼焼結合金表層部とステンレス鋼焼結合金内部で構成されているステンレス鋼焼結合金は、通常のフェライト系ステンレス鋼粉末を使用して製造されるので、Ｃｒ：１０〜２０質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、必要に応じてＭｏ、Ｃｕ、Ｓｉの内の１種または２種以上を合計で５質量％以下含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼合金焼結体で構成されているステンレス鋼焼結合金内部と、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結合金表層部とで構成されている。
さらに、これらステンレス鋼焼結合金表層部とステンレス鋼焼結合金内部で構成されているステンレス鋼焼結合金は、通常のオーステナイト系ステンレス鋼粉末を使用して製造されるので、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、Ｐ：０．０５質量％以下（０％も含む）含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結合金内部と、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有し、さらにＫおよびＮａの内の１種または２種の合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結合金表層部とで構成されている。
さらに、この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金におけるステンレス鋼焼結合金内部およびステンレス鋼焼結合金表層部
には、必要に応じて、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｓｉの内の１種または２種以上を合計で５質量％以下含有するしてもよい。
【０００８】
したがって、この発明は、
（７）ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１０〜２０質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなる表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（８）ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１０〜２０質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなる表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（９）ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１０〜２０質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなる表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（１０）ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなる表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（１１）ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＮａを平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなる表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（１２）ステンレス鋼焼結合金内部はＣｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％、Ｐ：０．０５質量％以下（０も含む）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなり、
ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、前記ステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ濃度よりも０．０１〜１質量％高い平均Ｐ濃度を有しかつＫおよびＮａの合計を平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するステンレス鋼焼結体からなる表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、
（１３）前記ステンレス鋼焼結合金内部およびステンレス鋼焼結合金表層部には、さらにＭｏ、Ｃｕ、Ｓｉの内の１種または２種以上を合計で５質量％以下含有する前記（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）または（１２）記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、に特徴を有するものである。
【０００９】
前記（１）〜（１３）記載のこの発明のステンレス鋼焼結合金におけるステンレス鋼焼結合金表層部は、表面Ｐ濃度が高くかつＫおよび／またはＮａが含まれており、さらに表面における開放気孔（焼結合金の表面から内部に連通している気孔）が極めて少なく、開放気孔率が２％以下である。
したがって、この発明は、
（１４）前記ステンレス鋼焼結合金表層部の開放気孔率は２％以下である前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）または（１３）記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金、に特徴を有するものである。
開放気孔率は小さいほど好ましく、１％以下であることが一層好ましく、０．８％以下であることがさらに一層好ましい。
【００１０】
この発明の前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）または（１４）記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金は、各種の機械部品の材料として使用することができ、特に耐食性を必要とする歯車、フランジなどの機械部品の部材として使用することが好ましい。したがって、この発明は、
（１５）前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）または（１４）記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金からなる機械部品、
（１６）前記機械部品は歯車である前記（１５）記載の機械部品、
（１７）前記機械部品は歯車である前記（１５）記載の機械部品、
に特徴を有するものである。
【００１１】
この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金における「ステンレス鋼焼結合金表層部」とは、その厚さがステンレス鋼焼結合金の表面から１μｍ〜２ｍｍ範囲内にある部分である。ステンレス鋼焼結合金表層部の厚さが１μｍ未満では表面緻密性および表面硬度の向上に格別な効果がなく、一方、これらステンレス鋼焼結合金表層部の厚さが２ｍｍを越えるようになると、ステンレス鋼焼結合金内部にまで液相焼結およびα相焼結が進行し寸法精度が低下することから、好ましくないからである。
また、この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金における「ステンレス鋼焼結合金内部」は、表面から１μｍ〜２ｍｍの範囲内の厚さを有するステンレス鋼焼結合金表層部よりも内部の部分である。
【００１２】
この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金において、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度の平均値をステンレス鋼焼結合金内部におけるＰ濃度よりも０．０１質量％以上高くなるように定めたのは、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度の平均値とステンレス鋼焼結合金内部におけるＰ濃度の差が０．０１質量％よりも少ないと、通常のステンレス鋼焼結合金内部に含まれるＰ含有量が極めて少ないところからステンレス鋼焼結合金表層部と内部とではＰ含有量にほとんど差がなくなり、ステンレス鋼焼結合金表層部のＰ含有量が少ないために表層部の液相焼結およびα相焼結効果が表れず、したがってステンレス鋼焼結合金の表面は緻密でなくなり高い硬度が得られなくなるからである。
一方、ステンレス鋼焼結合金表層部のＰ濃度とステンレス鋼焼結合金内部におけるＰ濃度の平均値の差を１質量％以下に定めたのは、Ｐ濃度の平均値の差が１質量％を越えるほどステンレス鋼焼結合金表層部のＰ濃度を高くすることは通常の焼結条件では不可能であり、またステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度の平均値と内部におけるＰ濃度の差が１質量％を越える程度にステンレス鋼焼結合金表層部のＰ濃度を高くしても、特に表面緻密性が高くなりかつ表面硬度が高くなることはないという理由によるものである。ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度の平均値がステンレス鋼焼結合金内部におけるＰ濃度よりも０．０２〜０．５質量％高くすることが製造しやすく、製造効率の上で一層好ましい。
【００１３】
この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金において、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＫおよびＮａの内の１種または２種を合計で平均濃度が０．０１質量％以上となるように定めたのは、これら成分の平均濃度が０．０１質量％よりも少ないと、ステンレス鋼焼結合金原料粉末の表面酸化膜を還元して活性化する効果が不十分であるところから緻密な表層部が得られなくなり、一方、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるこれら成分の平均濃度が１質量％を越えるほど高くすることは通常の焼結条件では不可能であり、また、特に表面緻密性が高くなることはない。したがって、この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金におけるステンレス鋼焼結合金表層部に含まれるＫおよびＮａの内の１種または２種を合計の平均濃度は０．０１〜１質量％に定めた。この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金におけるステンレス鋼焼結合金表層部に含まれるＮａまたはＫ濃度の内の１種または２種を合計の平均値は０．０２〜０．５質量％含まれるようにするのが製造しやすく、製造効率の上で一層好ましい。
【００１４】
前記（１）、（４）、（７）、（１０）、（１３）または（１５）記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金は、成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウムまたはリン酸リボフラビンカリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸カリウム塩の膜を形成したのち、ステンレス鋼焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を１０００〜１３００℃で燒結することにより製造することができる。
成形金型のキャビティ内面に前記リン酸カリウム塩の膜を形成するには、リン酸カリウムを溶媒（例えば水）に溶解した溶液を加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布して溶媒（例えば水）を蒸発させ、潤滑剤としてリン酸カリウムを晶出させることにより形成する。この時、成形金型を加熱する温度は溶媒（例えば水）が蒸発する温度に加熱すればよいから、成形金型の加熱温度は１００℃以上であれば良い。
【００１５】
前記（２）、（５）、（８）、（１１）、（１３）または（１４）記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金は、成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としてのリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウムまたはリン酸リボフラビンナトリウムの内の１種または２種以上からなるリン酸ナトリウム塩の膜を形成したのち、ステンレス鋼焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面に前記リン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を１０００〜１３００℃で燒結することにより製造することができる。
成形金型のキャビティ内面に前記リン酸ナトリウム塩の膜を形成するには、リン酸ナトリウムを溶媒（例えば水）に溶解した溶液を加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布して溶媒（例えば水）を蒸発させ、潤滑剤としてリン酸ナトリウムを晶出させることにより形成する。この時、成形金型を加熱する温度は溶媒（例えば水）が蒸発する温度に加熱すればよいから、成形金型の加熱温度は１００℃以上であれば良い。
【００１６】
前記（３）、（６）、（９）、（１２）、（１３）または（１４）記載の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金は、成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としての前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩膜を形成したのち、ステンレス鋼焼結合金原料粉末を成形金型のキャビティに充填しプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩が付着した圧粉体を作製し、得られた圧粉体を１０００〜１３００℃で燒結することにより製造することができる。
成形金型のキャビティ内面に前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩膜を形成するには、前記リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を溶媒（例えば水）に溶解した溶液を加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布して溶媒（例えば水）を蒸発させ、潤滑剤としてリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を晶出させることにより形成する。この時、成形金型を加熱する温度は溶媒（例えば水）が蒸発する温度に加熱すればよいから、成形金型の加熱温度は１００℃以上であれば良い。
【００１７】
前記（１５）に記載されたこの発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金および（１６）〜（１７）に記載されたこの発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金からなる機械部品は、前記この発明の表面緻密性、表面硬度および耐食性に優れたステンレス鋼焼結合金の製造方法と同じ製造方法により製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のステンレス鋼燒結合金は、従来の同じ成分組成を有するステンレス鋼焼結合金に比べて表面における硬さが高く、さらに開放気孔率が小さいところからメッキなどの表面処理を施しやすく、各種の耐摩耗性を必要とする機械部品用部材とすることができ、機械産業の発展に大いに貢献し得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
直径：１１ｍｍ、高さ：４０ｍｍを有するキャビティを有し、キャビティ内面を所定の温度に加熱することができる成形金型を用意した。さらに原料粉末として、
平均粒径：９０μｍを有し、Ｃｒ：１３質量％、Ｐ：０．０１質量％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有するフェライト系ステンレス鋼粉末、および、
平均粒径：９０μｍを有し、Ｃｒ：１８質量％、Ｎｉ：８質量％、Ｐ：０．０１質量％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼粉末を用意した。
さらに、リン酸カリウム塩としてリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウム、リン酸リボフラビンカリウムを用意し、さらにリン酸ナトリウム塩としてリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、リン酸リボフラビンナトリウムを用意し、これらを溶媒である水に異なる濃度で溶解させることにより、表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｌおよびａ〜ｆを作製した。
【００２０】
【表１】
2005240153.tif 000002
【００２１】
実施例１−１
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｄおよびａ〜ｂを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸カリウム塩であるリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウム、リン酸リボフラビンカリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に原料粉末であるフェライト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体をＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、ステンレス鋼焼結合金表層部にＰおよびＫを含む本発明ステンレス鋼焼結合金１〜４および比較ステンレス鋼焼結合金１〜４を作製した。
【００２２】
従来例１
平均粒径５μｍのステアリン酸リチウム粉末をアセトンに分散させた潤滑剤を実施例１で用意した１５０℃に加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布し、アセトンを蒸発させることにより成形金型のキャビティ内面にステアリン酸リチウム層を形成したのち実施例１で用意した成分組成がフェライト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより圧粉体を作製した。これら圧粉体を取り出してＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結することにより従来ステンレス鋼焼結合金１を作製した。
【００２３】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金１〜４、比較ステンレス鋼焼結合金１〜４および従来ステンレス鋼焼結合金１についてＥＰＭＡによりステンレス鋼焼結合金のステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｋ濃度および平均Ｐ濃度からステンレス鋼焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表２に示し、さらに表面のビッカース硬さ、開放気孔率および合金の密度を測定し、その結果を表２に示した。
【００２４】
【表２】
2005240153.tif 000003
【００２５】
表２に示される結果から、リン酸カリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明ステンレス鋼焼結合金１〜４は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した従来ステンレス鋼焼結合金１に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明ステンレス鋼焼結合金１〜４はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面が腐食環境に曝されても腐食環境との接触面積が従来ステンレス鋼焼結合金よりも少ないので耐食性に優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較ステンレス鋼焼結合金１〜４は一部好ましくない特性が現れることが分かる。
【００２６】
実施例１−２
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｅ〜Ｈおよびｃ〜ｄを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸カリウム塩であるリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、リン酸リボフラビンナトリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に原料粉末であるフェライト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体をＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度およびＮａ濃度が高い本発明ステンレス鋼焼結合金５〜８および比較ステンレス鋼焼結合金５〜８を作製した。
【００２７】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金５〜８および比較ステンレス鋼焼結合金５〜８のステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｎａ濃度および平均Ｐ濃度からステンレス鋼焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表３に示し、さらに表面のビッカース硬さ、開放気孔率および合金の密度を測定し、その結果を表３に示した。
【００２８】
【表３】
2005240153.tif 000004
【００２９】
表３に示される結果から、リン酸ナトリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明ステンレス鋼焼結合金５〜８は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表１の従来ステンレス鋼焼結合金１に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明ステンレス鋼焼結合金５〜８はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面の腐食環境に接する表面積が少なくなるところから耐食性に優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較ステンレス鋼焼結合金５〜８は一部好ましくない特性が現れることが分かる。
【００３０】
実施例１−３
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｉ〜Ｌおよびｅ〜ｆを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面に、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩からなる晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に原料粉末であるフェライト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩層が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体をＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度が高い本発明ステンレス鋼焼結合金９〜１２および比較ステンレス鋼焼結合金９〜１２を作製した。
【００３１】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金９〜１２および比較ステンレス鋼焼結合金９〜１２のステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｐ濃度からステンレス鋼焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差を測定し、さらに平均Ｋ濃度および平均Ｎａ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表４に示し、さらに表面のビッカース硬さ、開放気孔率および合金の密度を測定し、その結果を表４に示した。
【００３２】
【表４】
2005240153.tif 000005
【００３３】
表４に示される結果から、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明ステンレス鋼焼結合金９〜１２は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表１の従来ステンレス鋼焼結合金１に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明ステンレス鋼焼結合金９〜１２はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面の耐食性に優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較ステンレス鋼焼結合金９〜１２は一部好ましくない特性が現れることが分かる。
【００３４】
実施例２−１
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｄおよびａ〜ｂを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸カリウム塩であるリン酸水素２カリウム、リン酸３カリウム、ポリリン酸カリウム、リン酸リボフラビンカリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に原料粉末であるオーステナイト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体をＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、ステンレス鋼焼結合金表層部にＰおよびＫを含む本発明ステンレス鋼焼結合金１３〜１６および比較ステンレス鋼焼結合金１３〜１６を作製した。
【００３５】
従来例２
平均粒径５μｍのステアリン酸リチウム粉末をアセトンに分散させた潤滑剤を実施例１で用意した１５０℃に加熱した成形金型のキャビティ内面に塗布し、アセトンを蒸発させることにより成形金型のキャビティ内面にステアリン酸リチウム層を形成したのち実施例１で用意した成分組成がオーステナイト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより圧粉体を作製した。これら圧粉体を取り出してＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結することにより従来ステンレス鋼焼結合金２を作製した。
【００３６】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金１３〜１６、比較ステンレス鋼焼結合金１３〜１６および従来ステンレス鋼焼結合金２についてＥＰＭＡによりステンレス鋼焼結合金のステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｋ濃度および平均Ｐ濃度からステンレス鋼焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表５に示し、さらに表面のビッカース硬さ、開放気孔率および合金の密度を測定し、その結果を表５に示した。
【００３７】
【表５】
2005240153.tif 000006
【００３８】
表５に示される結果から、リン酸カリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明ステンレス鋼焼結合金１３〜１６は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した従来ステンレス鋼焼結合金２に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明ステンレス鋼焼結合金１３〜１６はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面が腐食環境に曝されても腐食環境との接触面積が従来ステンレス鋼焼結合金よりも少ないので耐食性に優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較ステンレス鋼焼結合金１３〜１６は一部好ましくない特性が現れることが分かる。
【００３９】
実施例２−２
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｅ〜Ｈおよびｃ〜ｄを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面にリン酸カリウム塩であるリン酸水素２ナトリウム、リン酸３ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、リン酸リボフラビンナトリウムの異なる厚さを有する晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に原料粉末であるオーステナイト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸ナトリウム塩が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体をＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度およびＮａ濃度が高い本発明ステンレス鋼焼結合金１７〜２０および比較ステンレス鋼焼結合金１７〜２０を作製した。
【００４０】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金１７〜２０および比較ステンレス鋼焼結合金１７〜２０のステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｐ濃度、平均Ｎａ濃度および平均Ｐ濃度からステンレス鋼焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表６に示し、さらに表面のビッカース硬さ、開放気孔率および合金の密度を測定し、その結果を表６に示した。
【００４１】
【表６】
2005240153.tif 000007
【００４２】
表６に示される結果から、リン酸ナトリウムを溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明ステンレス鋼焼結合金１７〜２０は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表１の従来ステンレス鋼焼結合金２に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明ステンレス鋼焼結合金１７〜２０はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面の腐食環境に接する表面積が少なくなるところから耐食性に優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較ステンレス鋼焼結合金１７〜２０は一部好ましくない特性が現れることが分かる。
【００４３】
実施例２−３
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持ししたのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ｉ〜Ｌおよびｅ〜ｆを異なる厚さで塗布し、水を蒸発させることによりキャビティ内面に、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩からなる晶出層を形成した。
一方、これら晶出層を形成した成形金型のキャビティ内に原料粉末であるオーステナイト系ステンレス鋼粉末を充填し、８００ＭＰａでプレス成形することにより表面にリン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩層が付着した圧粉体を作製した。このようにして得られた圧粉体をＨ２のガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、ステンレス鋼焼結合金表層部におけるＰ濃度、Ｋ濃度およびＮａ濃度が高い本発明ステンレス鋼焼結合金２１〜２４および比較ステンレス鋼焼結合金２１〜２４を作製した。
【００４４】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金２１〜２４および比較ステンレス鋼焼結合金２１〜２４のステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｐ濃度からステンレス鋼焼結合金内部のＰ濃度を引いたＰ濃度差を測定し、さらに平均Ｋ濃度および平均Ｎａ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表７に示し、さらに表面のビッカース硬さ、開放気孔率および合金の密度を測定し、その結果を表７に示した。
【００４５】
【表７】
2005240153.tif 000008
【００４６】
表７に示される結果から、リン酸カリウム塩とリン酸ナトリウム塩の混合塩を溶媒に溶解した潤滑剤を使用して作製した本発明ステンレス鋼焼結合金２１〜２４は、ステアリン酸リチウム粉末をアセトンに懸濁させた潤滑剤を使用して作製した表１の従来ステンレス鋼焼結合金１に比べて、密度がほぼ同等であっても、本発明ステンレス鋼焼結合金２１〜２４はいずれも表面の硬さが高く、さらに表面の開放気孔率が格段に小さくなっているところから、表面が緻密であり、表面の耐食性に優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較ステンレス鋼焼結合金２１〜２４は一部好ましくない特性が現れることが分かる。