(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】ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％、またはＣｒ：１６〜２２質量％およびＮｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％、またはＣｒ：１６〜２２質量％およびＮｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で５質量％以下含有し、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ことを特徴とする。【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）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とステンレス鋼焼結合金内部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とステンレス鋼焼結合金内部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であって、ステンレス鋼焼結合金表層部に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であって、ステンレス鋼焼結合金表層部に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であって、ステンレス鋼焼結合金表層部に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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＫ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＮａ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらに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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６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し、
前記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、さらにＫ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６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し、
前記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、さらにＮａ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６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し、
前記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、さらに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】
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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＫが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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１４】
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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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１５】
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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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１６】
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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記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、さらにＫが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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１７】
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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記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、さらにＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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１８】
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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記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、さらにＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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１９】
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項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８の内のいずれかに記載の表面緻密性、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２０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１８または１９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部材。
【請求項２１】
請求項２０記載の機械部品部材からなる歯車。
【請求項２２】
請求項２０記載の機械部品部材からなるフランジ。
【請求項２３】
成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としての硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、チオ硫酸カリウム、ドデシル硫酸カリウム、ドデシルベンゼン硫酸カリウム、食用青色１号、アスコルビン酸硫酸エステルカリウム、四ほう酸カリウム、珪酸カリウム、タングステン酸カリウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、アスコルビン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、硝酸カリウムおよび炭酸カリウムの内の１種または２種以上からなる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Ｋを含む圧粉体を作製し、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１６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２４】
成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としての硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、食用黄色５号、アスコルビン酸硫酸エステルナトリウム、四ほう酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、硝酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムの内の１種または２種以上からなる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Ｎａを含む圧粉体を作製し、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、１４または１７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２５】
成形金型のキャビティ内面に潤滑剤としての前記カリウム塩とナトリウム塩からなる混合膜を形成したのち、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ＫおよびＮａを含む圧粉体を作製し、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、１５または１８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カリウムおよびナトリウムの内の１種または２種が含まれている表面緻密性および表面硬度が高く、また表面緻密性が高いために外部雰囲気との接触面積が少なくなって耐食性が一層向上し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る。そしてこのステンレス鋼焼結合金は、特に表面の硬さ、耐摩耗性および耐食性を必要とする機械部品の部材、例えば、歯車、フランジなどの部材として使用される。
【背景技術】
【０００２】
歯車、フランジなどの機械部品は、一般に、炭素鋼粉末またはＣ：０．１〜０．９質量％、Ｍｏ，Ｎｉ，ＣｒおよびＣｕの内の１種または２種以上を合計で０．１〜１０質量を含有し、さらに必要に応じてＭｎ，Ｓｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｌ，Ｔｉ，ＣａおよびＳの内の１種または２種以上を合計で０．１〜３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鉄基合金粉末を燒結することにより製造するが、特に腐食しやすい環境で使用する機械部品はステンレス鋼粉末を燒結して得られたステンレス鋼焼結合金が使用されることは一般に知られている。このステンレス鋼焼結合金は、Ｃｒ：１０〜２０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フェライト系ステンレス鋼粉末を燒結して得られたステンレス鋼焼結合金、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６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燒結して得られたステンレス鋼焼結合金などが知られており、これらフェライト系ステンレス鋼粉末およびオーステナイト系ステンレス鋼粉末には必要に応じてさらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で５質量％以下含有することも知られている。
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、型抜きができても破損したりして不良な圧粉体が発生し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塩膜を形成し、この高級脂肪酸の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。
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１参照）。
【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。
また、一般に、従来の方法で得られたステンレス鋼焼結合金は表面に開放気孔を多く有する多孔質体であるために、耐食性が不十分であった。
【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）溶媒に溶解可能なカリウム塩および／またはナトリウム塩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、カリウム塩および／またはナトリウム塩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カリウム塩および／またはナトリウム塩の晶出膜を形成し、この成形金型のキャビティ内面に形成したカリウム塩および／またはナトリウム塩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）前記カリウム塩および／またはナトリウム塩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カリウム塩および／またはナトリウム塩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はカリウム（以下、Ｋと記す）および／またはナトリウム（以下、Ｎａと記す）が含んでおり、この表面にＫおよび／またはＮａが含まれている圧粉体を燒結すると、Ｋおよび／またはＮａは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す、
（ｃ）一般に、ステンレス鋼粉末を燒結して得られたステンレス鋼焼結合金からなる機械部品は、多孔質体であるところから外雰囲気に触れる表面積が大きくなり、したがって、鋳造または組成加工により得られたステンレス鋼製機械部品に比べて耐食性に劣ると言われているが、このようにして得られたステンレス鋼焼結合金は、開放気孔の発生が少なくなって外部雰囲気との接触面積が少なくなり腐食の内部進行が少なくなって耐食性が向上する、
（ｄ）このようにして得られた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％含まれており、前記ステンレス鋼焼結合金表層部における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）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とステンレス鋼焼結合金内部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とステンレス鋼焼結合金内部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であって、ステンレス鋼焼結合金表層部にＫ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、
（５）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であって、ステンレス鋼焼結合金表層部に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であって、ステンレス鋼焼結合金表層部に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％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、さらに必要に応じて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、さらにＫおよびＮａ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、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焼結合金内部と、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、さらに必要に応じて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、さらにＫおよびＮａ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。
【０００８】
したがって、この発明は、
（７）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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＫ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＮａ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらに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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６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し、
前記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、さらにＫ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６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し、
前記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、さらにＮａ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表層部とステンレス鋼焼結合金内部とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６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し、
前記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、さらに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）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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＫが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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、
（１４）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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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、
（１５）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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記ステンレス鋼焼結合金表層部は、Ｃｒ：１０〜２０質量％を含有し、さらにＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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、
（１６）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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記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、さらにＫが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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、
（１７）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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記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、さらにＮａが平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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、
（１８）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とで構成されているステンレス鋼焼結合金であって、
前記ステンレス鋼焼結合金内部は、Ｃｒ：１６〜２２質量％、Ｎｉ：３〜１６質量％を含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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し、
前記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、さらにＫおよびＮａの合計が平均濃度で０．０１〜１質量％含有し、さらにＭｏ，Ｃｕ，Ｓｉの内の１種または２種以上が合計で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）〜（１８）記載の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は、表面が緻密になり、表面における気孔、特に開放気孔（焼結合金の表面から内部に連通している気孔）が極めて少なくなり、開放気孔率が２％以下になる。したがって、この発明は、
（１９）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）、（１３）、（１４）、（１５）、（１６）、（１７）または（１８）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】
この発明において、前記（１）〜（１９）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、特に腐食しやすい環境下で使用する歯車、フランジなどの強度および耐摩耗性を必要としかつ耐食性を必要とする機械部品の材料として使用することが好ましい。したがって、この発明は、
（２０）前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）、（１６）、（１７）、（１８）または（１９）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部材、
（２１）前記（２０）記載の機械部品部材からなる歯車、
（２２）前記（２０）記載の機械部品部材からなるフランジ、
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。Ｋおよび／またはＮａを含む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焼結が進行しすぎて寸法精度が低下するので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。
【００１３】
前記（１）、（４）、（７）、（１０）、（１３）または（１６）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硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、チオ硫酸カリウム、ドデシル硫酸カリウム、ドデシルベンゼン硫酸カリウム、食用青色１号、アスコルビン酸硫酸エステルカリウム、四ほう酸カリウム、珪酸カリウム、タングステン酸カリウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、アスコルビン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、硝酸カリウムおよび炭酸カリウムの内の１種または２種以上からなる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Ｋを含む圧粉体を作製し、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。
【００１４】
成形金型のキャビティ内面に前記カリウム塩の膜を形成するには、カリウム塩を溶媒（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、潤滑剤としてカリウム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。
【００１５】
前記（２）、（５）、（８）、（１１）、（１４）または（１７）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硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、食用黄色５号、アスコルビン酸硫酸エステルナトリウム、四ほう酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、硝酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムの内の１種または２種以上からなる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のＮａ濃度の高い圧粉体を作製し、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ナトリウム塩の膜を形成するには、ナトリウム塩を溶媒（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、潤滑剤としてナトリウム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。
【００１６】
前記（３）、（６）、（９）、（１２）、（１５）または（１８）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カリウム塩と前記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のＫおよびＮａの合計濃度が高い圧粉体を作製し、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カリウム塩と前記ナトリウム塩の混合塩膜を形成するには、カリウム塩と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、潤滑剤としてカリウム塩と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（１９）に記載された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（２０）〜（２２）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、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。そして、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を製造する際に使用する原料粉末は、通常のステンレス鋼粉末を使用する。
【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耐食性に優れ、各種の耐食性および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％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％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。
【００２０】
さらに、カリウム塩として、硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、チオ硫酸カリウム、ドデシル硫酸カリウム、ドデシルベンゼン硫酸カリウム、食用青色１号、アスコルビン酸硫酸エステルカリウム、四ほう酸カリウム、珪酸カリウム、タングステン酸カリウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、アスコルビン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、硝酸カリウムおよび炭酸カリウムを用意し、
【００２１】
さらに、ナトリウム塩として硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、食用黄色５号、アスコルビン酸硫酸エステルナトリウム、四ほう酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、硝酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを用意した。
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〜Ｕおよびａ〜ｆを作製した。
【００２２】
【表１】
2005248304.tif 000002
【００２３】
実施例１−１
予め成形金型のキャビティ内面の温度を１５０℃に保持したのち、キャビティ内面に表１に示される潤滑剤Ａ〜Ｇ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硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、チオ硫酸カリウム、ドデシル硫酸カリウム、ドデシルベンゼン硫酸カリウム、食用青色１号、アスコルビン酸硫酸エステルカリウム、四ほう酸カリウム、珪酸カリウム、タングステン酸カリウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、アスコルビン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、硝酸カリウムおよび炭酸カリウムの内の１種または２種からなる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Ｋの高濃度層を有する圧粉体を作製した。このようにして得られた表面にＫの高濃度層を有する圧粉体をＨ２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Ｋを含む本発明ステンレス鋼焼結合金１〜７および比較ステンレス鋼焼結合金１〜４を作製した。
【００２４】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金１〜７および比較ステンレス鋼焼結合金１〜４におけるステンレス鋼焼結合金表層部の厚さおよび平均Ｋ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表２に示し、さらにこれら合金の表面におけるビッカース硬さ、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。
【００２５】
【表２】
2005248304.tif 000003
【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Ｈ〜Ｎ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硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、食用黄色５号、アスコルビン酸硫酸エステルナトリウム、四ほう酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、硝酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムの内の１種または２種からなる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Ｎａの高濃度層を有する圧粉体を作製した。このようにして得られた表面にＮａの高濃度層を有する圧粉体をＨ２ガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、表３に示されるステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｎａ濃度を有する本発明ステンレス鋼焼結合金８〜１４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８〜１４および比較ステンレス鋼焼結合金５〜８におけるステンレス鋼焼結合金表層部の厚さおよび平均Ｎａ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表３に示し、さらにこれら合金の表面におけるビッカース硬さ、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】
2005248304.tif 000004
【００２９】
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Ｏ〜Ｕ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カリウム塩と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ＫおよびＮａの高濃度層を有する圧粉体を作製した。このようにして得られた表面にＫおよびＮａの高濃度層を有する圧粉体をＨ２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１５〜２１および比較ステンレス鋼焼結合金９〜１２を作製した。
【００３０】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金１５〜２１および比較ステンレス鋼焼結合金９〜１２におけるステンレス鋼焼結合金表層部の厚さ、並びに平均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、さらにこれら合金の表面におけるビッカース硬さ、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。
【００３１】
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用意した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。
この従来ステンレス鋼焼結合金１の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】
2005248304.tif 000005
【００３３】
表２〜４に示される結果から、カリウム塩、ナトリウム塩、およびカリウム塩と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１〜２１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４に示される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１〜２１はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さいので表面が緻密になり、表面硬さが大きくなって耐摩耗性が向上し、さらに表面の開放気孔率が格段に小さいので腐食環境に振れる面積が小さくなり、したがって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。
【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Ｈ〜Ｎ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硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、チオ硫酸カリウム、ドデシル硫酸カリウム、ドデシルベンゼン硫酸カリウム、食用青色１号、アスコルビン酸硫酸エステルカリウム、四ほう酸カリウム、珪酸カリウム、タングステン酸カリウム、酢酸カリウム、安息香酸カリウム、アスコルビン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、硝酸カリウムおよび炭酸カリウムの内の１種または２種からなる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、先に用意した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Ｋの高濃度層を有する圧粉体を作製した。このようにして得られた表面にＫの高濃度層を有する圧粉体をＨ２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Ｋを含む本発明ステンレス鋼焼結合金２２〜２８および比較ステンレス鋼焼結合金１３〜１６を作製した。
【００３５】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金２２〜２８および比較ステンレス鋼焼結合金１３〜１６におけるステンレス鋼焼結合金表層部の厚さおよび平均Ｋ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表５に示し、さらにこれら合金の表面におけるビッカース硬さ、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。
【００３６】
【表５】
2005248304.tif 000006
【００３７】
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Ｈ〜Ｎ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硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、食用黄色５号、アスコルビン酸硫酸エステルナトリウム、四ほう酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、硝酸ナトリウムおよび炭酸ナトリウムの内の１種または２種からなる異なる厚さを有する晶出層を形成した。
【００３８】
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、先に用意した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Ｎａの高濃度層を有する圧粉体を作製した。このようにして得られた表面にＮａの高濃度層を有する圧粉体をＨ２ガス雰囲気中、温度：１２００℃で焼結し、表６に示されるステンレス鋼焼結合金表層部における平均Ｎａ濃度を有する本発明ステンレス鋼焼結合金２９〜３５および比較ステンレス鋼焼結合金１７〜２０を作製した。
【００３９】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金２９〜３５および比較ステンレス鋼焼結合金１７〜２０におけるステンレス鋼焼結合金表層部の厚さおよび平均Ｎａ濃度をＥＰＭＡにより測定し、それらの測定結果を表６に示し、さらにこれら合金の表面におけるビッカース硬さ、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。
【００４０】
【表６】
2005248304.tif 000007
【００４１】
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Ｏ〜Ｕ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、カリウム塩と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、先に用意した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ＫおよびＮａの高濃度層を有する圧粉体を作製した。このようにして得られた表面にＫおよびＮａの高濃度層を有する圧粉体をＨ２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３６〜４２および比較ステンレス鋼焼結合金２１〜２４を作製した。
【００４２】
これら本発明ステンレス鋼焼結合金３６〜４２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厚さ、並びに平均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。
【００４３】
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用意した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。
従来ステンレス鋼焼結合金２の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。
【００４４】
【表７】
2005248304.tif 000008
【００４５】
表５〜７に示される結果から、カリウム塩、ナトリウム塩、並びにカリウム塩および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２２〜４２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７に示される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２２〜４２はいずれも表面の開放気孔率が格段に小さいので表面が緻密になり、表面硬さが大きくなって耐摩耗性が向上し、さらに表面の開放気孔率が格段に小さいので腐食環境に振れる面積が小さくなり、したがって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１３〜２４は一部好ましくない特性が現れることが分かる。