(57)【要約】  【課題】  製造コストを低減することができるとともに、材料が異なる部分の境界面形状を高精度に制御することができる複合焼結部材の製造方法を提供する。  【解決手段】  複合成形体４５を得る際に、第１成形材料により構成される第１成形体４１を第１成形圧力で成形し、該第１成形体４１が配置されている金型３０内に第２成形材料を充填して、第１成形圧力よりも低い第２成形圧力で複合成形体４５を成形する。該複合成形体４５を焼結することにより複合焼結体を製造する。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１成形材料を金型に充填し圧縮することにより第１成形体を成形し、該第１成形体が配置されている金型内に第２成形材料を充填し圧縮することにより、少なくとも前記第１成形材料と前記第２成形材料とからなる複合成形体を成形した後、該複合成形体を焼結することにより複合焼結部材を製造する方法において、
前記第１成形体を成形する第１成形圧力より、前記複合成形体を成形する第２成形圧力を低くすることを特徴とする複合焼結部材の製造方法。
【請求項２】
前記複合成形体は、前記第１成形材料によりなる部分と前記第２成形材料によりなる部分との境界面が、前記第２の成形圧力の働く方向に対して垂直ではない面を有するものであることを特徴とする複合焼結部材の製造方法。
【請求項３】
前記第１成形材料は原料粉末として第１原料粉末を含み、前記第２成形材料は原料粉末として第２原料粉末を含むものであって、これら原料粉末から粉末プレス成形により前記第１成形体及び前記複合成形体を成形することを特徴とする請求項１又は２に記載の複合焼結部材の製造方法。
【請求項４】
前記第１成形材料及び前記第２成形材料は、平均粒径が３０μｍ以下の前記原料粉末を有機バインダにより造粒処理して平均粒径５０〜１５０μｍとしたものであることを特徴とする請求項３に記載の複合焼結部材の製造方法。
【請求項５】
前記第１成形体及び前記複合成形体は金属粉末射出成形により成形されることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合焼結部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は異なる種類の材料により構成される複数の部分が焼結により接合されている複合焼結部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる材料により構成される複数の部分が焼結により接合されている部材（本明細書において複合焼結部材という）を形成する場合、それぞれの部分に対応する粉末材料を成形して、得られる複数の成形体を部品形状に組み合わせてから焼結を行って拡散接合させる方法があった。しかしこのような方法では、それぞれの部分に対応する成形体を組み付ける工程が別途必要であるため、製造コストが増加しやすいという問題や、精度良く組み付けるのが難しいといった問題
がある。
【０００３】
そのため、粉末成形により第１成形体を成形しておき、金型内に第１成形体を配置して、該金型内に第１成形体とは異なる材料の粉末を充填して、複合成形体を成形し、この複合成形体を焼結させることにより複合焼結部材を得る方法がある。例えば、このような方法の一例として、特開２００３−７１５９７号公報（下記特許文献１）に開示されているものがある。この技術は、第１粉末をキャビティに充填後、続けて第２粉末を充填する際に、キャビティに負圧を生じないように金型パンチの移動速度を制御するなどすることで、異なる材料により構成される部分の境界面に波打ち現象が生じないようにしたものである。
【０００４】
また、その他の例としては、特開２０００−３４５２１３号公報（下記特許文献２）に開示されている技術がある。該技術は、第１粉末をキャビティに充填して仮圧粉した後に、第２粉末を同じ金型に充填して複合成形体を成形するもので、特に、異なる第１粉末によりなる部分と第２粉末によりなる部分の境界面を凹凸形状としたり、角部にアールを設けたりすることで、充分な接合強度を得ようとするものである。
【特許文献１】特開２００３―７１５９７号公報
【特許文献２】特開２０００―３４５２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術においては、粉末の充填バラツキや、第１粉末と第２粉末の摩擦による形状の乱れ等が原因で、焼結後の境界面の位置を高精度に制御することは困難であると考えられる。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示されている技術においては、該特許文献２の請求項８に記載されているように、「第１粉末の圧粉後充填率を５０〜９０％」としているので、第２粉末を成形する際に、第１粉末によりなる第１成形体も再圧縮されて、第１成形体の形状も変化するはずである。そのため、このような方法では、異なる材料により構成される部分の境界面の形状を高精度に制御することができないと考えられる。
【０００７】
本発明は、上記実情を鑑みて為されたものであり、製造コストを低減することができるとともに、材料が異なる部分の境界面形状を高精度に制御することができる複合焼結部材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の複合焼結部材の製造方法は、第１成形材料を金型に充填し圧縮することにより第１成形体を成形し、該第１成形体が配置されている金型内に第２成形材料を充填し圧縮することにより、少なくとも前記第１成形材料と前記第２成形材料とからなる複合成形体を成形した後、該複合成形体を焼結することにより複合焼結部材を製造する方法において、前記第１成形体を成形する第１成形圧力より、前記複合成形体を成形する第２成形圧力を低くすることを特徴とする。なお、本発明にかかる複合成形体ひいては複合焼結部材においては、材料の異なる部分は２つに限定されない。材料の異なる３つ以上の部分を有する複合焼結部材を製造する際にも当然採用されるものである。
【０００９】
さらに、本発明の複合焼結部材の製造方法は、前記複合成形体は、前記第１成形材料によりなる部分と前記第２成形材料によりなる部分との境界面が、前記第２の成形圧力の働く方向に対して垂直ではない面を有するものであるとすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の複合焼結部材の製造方法は、前記第１成形材料は原料粉末として第１原料粉末を含み、前記第２成形材料は原料粉末として第２原料粉末を含むものであって、これら原料粉末から粉末プレス成形により前記第１成形体及び前記複合成形体を成形することとすることができる。
【００１１】
さらに、本発明の複合焼結部材の製造方法は、前記第１成形材料及び前記第２成形材料は、平均粒径が３０μｍ以下の前記原料粉末をバインダにより造粒処理して平均粒径５０〜１５０μｍとしたものであることとすることができる。
【００１２】
さらに、本発明の複合焼結部材の製造方法は、前記第１成形体の表面に有機材料を含有する密着性向上剤を塗布したのち、該第１成形体が配置されている金型内に、第２成形材料を充填することとすることができる。
【００１３】
さらに、本発明の複合焼結部材の製造方法は、前記密着性向上剤には、前記第１原料粉末及び前記第２原料粉末のうち少なくとも一方が含有されていることとすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の複合焼結部材の製造方法は、前記複合成形体は金属粉末射出成形により成形されることとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記本発明の方法によれば、第１成形体を成型する際の第１の成形圧力と、複合成形体を成形する際の第２の成形圧力との関係において、第２の成形圧力を第１の成形圧力よりも低く設定しているので、複合成形体の成形時に、第１成形体の第２成形材料との接触面に形状変化が起こりにくくなる。そのため、複合成形体ひいては複合焼結部材の第１成形材料と第２成形材料との界面の位置及び形状の精度を高めることができるのである。
【００１６】
そして、このような複合焼結部材の製造方法は、第１成形材料によりなる部分と第２成形材料によりなる部分との境界面が単なる平坦面とはならない複合焼結部材を製造する場合に特に顕著な効果を発揮するものである。境界面が単なる平坦面にならない場合とは、第１成形材料と第２成形材料との境界面が第２の成形圧力の働く方向に垂直でない面を有する場合をいうものとする。このように境界面が単なる平坦面でない場合には、特に境界面の位置及び形状が変動しやすいので本発明の効果がより顕著となる。
【００１７】
さらに、本発明の製造方法により得られる複合焼結部材は、非磁性部分と磁性部分とを有するものとすることができる。具体的には、第１成形材料と第２の成形材料とのうち、一方が磁性材料であり、他方が非磁性材料であるものとすることができる。このように磁性部材と非磁性部材とが接合されている部材（以下、磁性―非磁性複合部材とする）は、例えば、電磁弁のヨークとして使用することができる。本発明者の鋭意検討の結果、このような磁性―非磁性複合部材において、磁性部分と非磁性部分との境界面の位置と形状は、部材の品質に大きく影響することがわかっている。例えば、電磁弁のヨークとする場合、境界面の位置と形状が高精度に制御されないと、該ヨーク部材の磁気特性に不具合が生じるという問題がある。しかしながら、本発明においては、第１成形材料によりなる部分と第２成形材料によりなる部分との境界面の位置及び形状を設計されているものと略同等とすることができるので、所望の特性を有する複合焼結部材を得ることができるという効果をさらに有するものである。特に、複合焼結部材が磁性―非磁性複合部材である場合には、前述したような磁気特性の不具合（一般的に磁気ヒステリシス）を抑制できるという効果も得ることができるので、電磁弁のヨークとして極めて有用な複合焼結部材を得ることができるのである。
【００１８】
また、上記のような複合焼結部材の製造方法は、粉末プレス成形を利用して行うこともできるし、金属粉末射出成形（Metal Injection Molding）を利用して行うこともできる。
【００１９】
本発明の方法を粉末プレス成形を利用して行う場合、第１成形材料及び第２成形材料の原料粉末である第１原料粉末及び第２原料粉末は、平均粒径が３０μｍ以下のものを使用することで、第１成形材料と第２成形材料との結合をより強固にすることができる。原料粉末の平均粒径を小さくすることで、微粉末の持つ高い表面エネルギーにより高密度で高強度の焼結体を得ることができる。さらに第１成形材料と第２成形材料のように異種材料間の境界面では原子拡散も活発となり、異種材料間の結合が強固となる。しかしながら、原料粉末の平均粒径が３０μｍ以下の場合、金型のクリアランスから原料粉末が噴出したり、金型クリアランスに侵入した粉末によってカジリが発生したりする理由により成形することができないので、有機バインダを用いて上記問題点を回避する必要がある。すなわち、微粉末を有機バインダを用いて造粒することにより、有機バインダに糊の役割を持たせることで、金型から原料粉末が噴出したり、金型クリアランスに侵入した粉末によってカジリが発生したりすることを防止することができる。有機バインダとしては、各種高分子有機材料が使用可能であり、ポリエチレンやパラフィンワックス等を使用することができる。具体的には、平均粒径が３０μｍ以下の原料粉末を有機バインダを用いて造粒して、第１成形材料及び第２成形材料を平均粒径が５０〜１５０μｍの造粒粉とすることができる。このような成形材料を使用することでも、第１成形材料により構成される第１成形体と第２成形材料との結合力を向上させることができる。また、原料粉末が金型クリアランスから噴出したり、金型クリアランスに原料粉末が侵入して、侵入した原料粉末によってカジリが発生したりすることもない。
【００２０】
また、第１成形体の表面に有機材料を含有する密着性向上剤を塗布したのち、該第１成形体が配置されている金型内に、第２成形材料を充填するようにすることでも、第１成形体と第２成形材料との結合力を向上することができる。なお、密着性向上剤としては、第１原料粉末及び前記第２原料粉末のうち少なくとも一方が含有されているものを使用するのがよい。これにより、第１成形体と第２成形材料との結合力をさらに向上させることができる。
【００２１】
以上は、本発明を粉末プレス成形を利用して行った場合について説明したものであるが、本発明は金属粉末射出成形を利用して行うこともできる。金属粉末射出成形を利用して、複合焼結部材を製造する場合、その方法の特性上、異なる材料によりなる部分の境界面の形状が所望のものから変化しやすいということがいえる。すなわち、第１成形材料により構成される第１成形体を金型内に配置した状態で、該金型内に第２成形材料を、金型内に配置された第一成形体の温度よりも高い温度で射出するため、粉末を充填したうえで所望の圧力を加える粉末プレス成形を利用する方法よりも第１成形体と第２成形材料とが接触する面の形状が変化しやすいと考えられる。したがって、本発明により、このように異なる材料間の界面の位置や形状が変化しやすい金属粉末射出成形を利用する場合に、界面の位置及び形状の精度を向上させることができ、産業上大きな効果を有するものである。
【００２２】
一方、金属粉末射出成形を利用する方法においては、粉末プレス成形を利用する方法と比べて、第１成形材料によりなる部分と第２成形材料によりなる部分との密着性が向上しやすく、複合成形体において、第１成形材料によるなる部分と第２成形材料によりなる部分との剥離が防止されやすいという利点もある。
【００２３】
上記のように、金属粉末射出成形により複合焼結部材を製造する場合、さらに、以下のような工夫をすることで、異なる材料により構成される部分同士の境界面における位置と形状の精度を向上させることが可能である。
【００２４】
例えば、第２の成形材料を金型内に充填して、複合成形体を得る際に、金型の温度を極力低下させることにより、複合成形体の界面形状の精度を向上させることができる。本発明者によると、金属粉末射出成形を利用して複合焼結部材を製造する場合、金型の温度をある一定条件より高温に保つと、粉末同士が流動しやすくなり、その結果として界面形状の精度が得られないことがある。そのため、複合成形体を成形する金型の温度を一定条件以下に保持することにより、粉末同士の間の流動を必要最低限に抑えることができ、界面形状の精度を向上させることができる。
【００２５】
上記の場合に、金型の温度を一定条件以下に保つことについて具体的に説明する。金属粉末射出成形を行う際に、成形体内部に欠陥の無い（クラックやボイド等が無い）成形体を成形するためには、好適な金型の温度範囲が存在する。ここで、金型の温度を一定条件以下に保つとは、上記温度範囲内でも特に低い温度に金型の温度を設定することを言う。
【００２６】
また、複合成形体の成形を行う際に、第１成形体が配置されている金型内に射出する第２成形材料の温度を極力低くすることでも、複合成形体の界面形状の精度を向上させることができる。金型に射出する第２成形材料の温度を低くすることで第１成形体の界面近傍と第２成形材料との間の粉末の流動性を必要以上に高めることなく、複合成形体を成形することができる。したがって、第１成形体と第２成形材料との界面の位置及び形状の変化を抑制することができ、所望の界面位置及び界面形状を実現することができる。
【００２７】
なお、金型に射出する第２成形材料の温度を極力低くするとは、以下のことをいう。つまり、金属粉末射出成形を利用する場合、成形体内部に欠陥の無い（クラックやボイド等が無い）成形体を成形するために、射出される材料の温度（射出温度）の範囲には好適な範囲が存在する。ここで、第２成形材料の温度を極力低くするとは、上記のように、成形体内部に欠陥が形成されない温度範囲内において、特に低い温度に射出温度を設定することを言うものとする。
【００２８】
さらに、複合成形体の界面形状の精度を高めるためには、第１成形体が配置されている金型内に第２成形材料を射出させる際の射出速度を極力低く設定するのがよい。第２成形材料を金型内に射出する際の射出速度が高いと、第１成形体と第２成形材料とが接触する界面において、両粉末が流動しやすくなり、界面の位置や形状が変化しやすい。そのため、射出速度を極力低くすることで、第１成形体と第２成形材料との界面における粉末の流動を抑制させ、ひいては複合成形体の界面の位置や形状が変化しにくくなり、その結果、所望の界面位置及び界面形状を有する複合焼結部材を得ることができる。
【００２９】
金型内に第２成形材料を射出させるときの射出速度を極力低くするとは、以下のことをいうものとする。金属粉末射出成形においては、成形体内部に欠陥が無い（クラックやボイド等が無い）成形体を成形するために、金型内に材料を射出する際に、射出速度の好適な範囲が存在する。ここで、第２成形材料の射出速度を極力低く設定するとは、上記成形体内部の欠陥を防止するための好適な射出速度の範囲内において、特に低い速度に第２成形材料の射出速度を設定することを言うものとする。
【００３０】
さらに、複合成形体の界面の位置や形状の精度を向上させるために、第１成形体の充填率を極力高くしておくのが好ましい。第１成形体の充填率を高くすることで、第１成形体が配置されている金型内において複合成形体を成形する際に、第１成形体の充填率が変化することを抑制することができる。そのため、第１成形体と第２成形材料との界面の位置と形状が変化しにくくなり、ひいては複合焼結部材の界面位置及び界面形状の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の複合焼結部材の製造方法の実施形態について説明する。図１は、本発明の製造方法により製造される複合焼結部材の適用例の一つである電磁弁のヨークの概略を示す断面図である。電磁弁のヨーク１１は、円筒状に形成されており、外径の小さな小径部１１Ａと外径の大きな大径部１１Ｂとを有す。小径部１１Ａには、組成の異なる領域が形成されている。具体的には、磁性を示す鉄鋼材料にて構成される第一領域１１ａと、非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼によりなる第二領域１１ｂが形成されている。ここで、第１領域１１ａ及び第２領域１１ｂのいずれか一方が、第１成形材料により構成される部分であり、他方が第２成形材料により構成される部分とされる。
【００３２】
図２は、ヨーク１１の第１成形材料により構成される部分と第２成形材料により形成される部分との境界面近傍（図１の楕円で囲まれた領域Ａ）を拡大して示す断面図である。図２に示すように上記の電磁弁に使用されるヨーク１１において、第１領域１１ａと第２領域１１ｂとの境界面は、２箇所存在している。つまり、ヨーク１１の中心軸Ｏの方向において、第１領域１１ａの間に第２領域１１ｂが形成されており、それぞれの部分の境界面として境界面ＳＡと境界面ＳＢとが存在する。そして、境界面ＳＢは、ヨーク１１の中心軸Ｏと垂直な面のみにより構成されている平坦面であるが、境界面ＳＡは、単なる平坦面ではない。具体的には、第１領域１１ａと第２領域１１ｂとの境界面ＳＡに、ヨーク１１の中心軸Ｏに対して垂直な面以外の面が存在している。特に本実施形態においては、ヨーク１１の径方向外側において境界面ＳＡの一部が、中心軸Ｏに対して垂直な面（平坦面部ＳＡ１とする）とされ、ヨーク１１の径方向内側において境界面ＳＡの一部が、ヨーク１１の中心軸Ｏと垂直な面に対して傾斜した傾斜面部ＳＡ２とされている。
【００３３】
上記のように異なる材料により構成される部分の境界面ＳＡにおいて、傾斜面ＳＡ２のように傾斜した面が存在すると、ヨーク１１を粉末材料を圧粉することにより成形した場合に、境界面ＳＡの位置及び形状が変化しやすい。しかしながら、この境界面ＳＡの位置や形状は、ヨーク１１の特性を大きく左右する。例えば、予め設定された位置あるいは形状に境界面ＳＡを形成できないと、ヨーク１１として磁気ヒステリシスの増加といった特性の劣化が生じる。しかしながら、本発明にかかる方法を実施することにより、境界面Ｓの位置及び形状の精度を向上させることができる。
【実施例】
【００３４】
（粉末プレス成形）
粉末プレス成形を利用した場合について、本発明の効果を調べるため、以下のような方法により複合焼結部材を製造した。本実施例においては、本発明の効果を調べるために、図３に示すような複合焼結部材２０を作製した。複合焼結部材２０は、第１成形材料としてのＦｅ−３％Ｓｉより構成される第１領域と、第２成形材料としてのＳＵＳ３１６Ｌにより構成される第２領域との異なる材料により構成される二つの部分を有するものである。また、複合焼結部材２０は円筒形状を有するものであり、第１領域２１と第２領域２２との境界面２０Ｓの形状が中心軸Ｏに垂直でない面を有するものである。
【００３５】
図３に示す複合焼結部材２０を図４、図５に示すような金型を用いて粉末プレス成形を行った。図４及び図５に示す金型３０は、ダイス３１と、ダイス３１に形成されているキャビティに挿入される下パンチ３３と、下パンチ３３の内部に配置され、成形体の筒状内部を形成するためのコアロッド３４と、コアロッド３４とダイス３１との間に挿入され、第１成形体の表面形状（ひいては複合焼結体２０の境界面２０Ｓ）に対応する形状の下面３２ａを有する第１成形パンチ３２を有する。より具体的には、第１成形パンチ３２の下面３２ａは、金型３０のキャビティ、ひいてはコアロッド３４の中心軸Ｏと垂直な面以外の面を有するものとされている。さらに具体的には、第１成形パンチ３２の下面３２ａは、その内周部側及び外周面側が金型の中心軸Ｏと垂直な面とされており、これらの面の間が所定のテーパー形状を有する傾斜面とされている。さらに、第１成形体を形成した後に、複合成形体を成形するための第２成形パンチ３５を有する（図５参照）。
【００３６】
まず、平均粒径１０μｍのＦｅ−３％Ｓｉ粉末を図６に示すように造粒して、平均粒径９０μｍの造粒粉末にしたものを第１成形材料とし、平均粒径６μｍのＳＵＳ３１６Ｌ粉末を同じく図６に示すように造粒して、平均粒径８０μｍの造粒粉末にしたものを第２成形材料として用意する。そして、第１成形材料としてのＦｅ−３％Ｓｉ粒を、図４に示すように、ダイス３１、コアロッド３４、下パンチ３３の上面３３ａにより形成されるキャビティ内に充填し、第１成形パンチ３２をキャビティ内に挿入して、該第１成形パンチ３２と下パンチ３３とにより充填された第１成形材料を圧粉することにより第１成形体４１を得る。このときの成形圧力、つまり第１成形圧力は面圧７５００ｋｇ／ｃｍ２である。そして、図５に示すように、第１成形パンチ３２を第１成形体４１から離間させ、第１成形体４１が配置されたままの金型３０のキャビティ内に第２成形材料を充填させる。このとき、前述したように、第１成形パンチ３２の下面３２ａにより、第１成形体４１の第２成形材料と接触する表面（ひいては複合成形体の境界面）は、金型３０の中心軸Ｏとは垂直ではない面を有している。そして、充填された第２成形材料を第１成形体４１とともに、下パンチ３３と第２成形パンチ３５とにより圧粉して複合成形体４５を作製した。このときの成形圧力、すなわち第２成形圧力は、第１成形圧力よりも低い面圧６０００ｋｇ／ｃｍ２である。
【００３７】
上記のようにして得られた複合成形体４５を、減圧雰囲気下で室温から７００℃までを６時間かけて昇温させて脱脂したのち、１３００℃のアルゴン雰囲気中で２時間加熱することにより焼結させる。以上により、複合焼結部材２０を得る。
【００３８】
以上のように作製される複合焼結部材２０に対して、第１領域２１と第２領域２２との境界面２０Ｓの、設計図と比較した場合の最大寸法誤差を測定し、境界面精度を評価した。具体的には、作製した複合焼結部材２０の境界面を横断する断面を複数箇所切り出して、エメリーペーパー及びバフ布を用いて鏡面研磨仕上げし、ナイタールで適度にエッチングしたものを用意する。ナイタールでエッチングすることにより、Ｆｅ−３％Ｓｉにより構成される第１領域２１のみがエッチングされるため、境界面の観察が容易となる。そして、これらを光学顕微鏡で拡大撮影して得られる画像と、対応する設計図とを重ね合わせたときの境界面の最大誤差量を読み取った。結果を表１の実施例１に示す。
【００３９】
また、上記とは第１成形圧力及び第２成形圧力を変えて複合焼結部材を作製し、同様に境界面の設計図からの最大誤差量を読み取り、境界面精度を評価した。結果を表１の実施例２、３に示す。
【００４０】
さらに、前述と同様の材料により第一成形材料を構成し、第一成形体を成形した後、該第一成形体の表面に密着向上剤としてパラフィンワックスと第１原料粉末との混合物を塗布し、その上で該第一成形体が配置されている金型内に、前述と同様の第二成形材料を充填して、複合成形体を成形した。そして、実施例１と同様の方法により複合焼結体を作製し、境界面の精度を評価した。結果を表１の実施例４に示す。
【００４１】
さらに、第一成形材料及び第二成形材料の条件は実施例１と同様で、成形圧力の条件のみ第二成形圧力を第一成形圧力よりも高くした条件で複合成形体を成形し、該複合成形体を実施例１と同様の条件で焼結させ複合焼結部材を得た。そして、得られた複合焼結部材の境界面精度を評価した。結果を表１の比較例１に示す。
【００４２】
さらに、第一成形材料として平均粒径が７０μｍのＦｅ−３％Ｓｉ粉末を採用し、第二成形材料として平均粒径が５０μｍのＳＵＳ３１６Ｌ粉末を採用して、第一成形圧力を７５００ｋｇ／ｃｍ２、第二成形圧力を６０００ｋｇ／ｃｍ２とし、他は実施例１と同様の条件として複合焼結部材を得た。そして、得られた複合焼結部材の境界面精度を評価した。結果を表１の比較例２に示す。
【表１】
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表１を見てわかるように、本発明にかかる方法、つまり第１成形圧力よりも第２成形圧力を低くして複合成形体を得る方法を採用した実施例は、境界面における設計図との最大誤差量が大幅に減少しており、高精度な境界面形状を実現できることがわかる。さらに、比較例２においては、複合成形体を金型から取り出したときに界面で分解してしまい複合成形体の作製が不可能であったため、境界面精度を評価することができなかった。そのため、第１成形材料、第２成形材料の平均粒径を３０μｍ以下にすることで、境界面における剥離が発生しにくくなることがわかる。さらに、造粒処理した粉末を使用することにより、境界面の位置及び形状の精度を良好に保つことができる。また、第一成形体を成形した後に、該第一成形体の表面に密着性向上剤を塗布したのち、該第一成形体が配置されている金型内に第二成形材料を充填して複合焼結部材を成形する実施例においても、境界面精度を向上させることができる。
【００４３】
（金属粉末射出成形）
次に、本発明を金属粉末射出成形を利用して行う場合の実施例について詳細に説明する。まず、平均粒径１０μｍのＦｅ−３％Ｓｉ粉末に、ポリプロピレンが５０重量％、パラフィンワックスが３５重量％、カルナバワックスが１０重量％、ジオクチルフタレートが５重量％とされる有機バインダを粉末：有機バインダの比が、９２．３：７．７（重量％）となるように混合したものを加熱混錬して得た第１成形材料としての磁性材混錬物と、平均粒径が６μｍのＳＵＳ３１６Ｌ粉末に前記有機バインダを粉末：有機バインダの比が９１．５：８．５（重量％）となるようにしたものを加熱混錬して得た第２成形材料としての非磁性材混錬物を準備した。
【００４４】
次に、スクリューシリンダを２セット配備した射出成形機（新潟鐵工所製  ＳＮ−１００ＢＤ）を用いて複合成形体を成形する。具体的には、第１のスクリューシリンダにより、第１成形体に対応する第１キャビティを射出成形機の金型に形成し、この第１キャビティ内に第１成形材料を射出する。これにより第１成形体が形成される。そして、第１のスクリューシリンダに代えて、第２のスクリューシリンダにより、第１のキャビティの形状を変化させて第２のキャビティを形成する。この第２のキャビティ内には、第１成形体がそのまま配置されることになる。この第１成形体が配置された第２のキャビティ内に第２成形材料を射出することにより、複合成形体を得る。
【００４５】
上記のようにして成形された複合成形体を減圧雰囲気下で室温から７００℃までを１８時間かけて昇温させて脱脂工程を行い、続いて１３００℃で２時間加熱することにより、複合焼結体を作製する。
【００４６】
上記のような方法において、第１成形圧力及び第２成形圧力とを変更したり、あるいは第２成形材料を射出するときの金型及び射出シリンダノズルの温度や、射出速度等を変更して、複数の複合焼結体を作成し、それぞれの複合焼結部材の境界面精度を評価した。境界面精度の評価は粉末プレス成形の場合と同様に、実際の境界面と設計図との間の最大寸法誤差を測定することで行った。結果を表２の実施例に示す。
【００４７】
また、第一成形材料及び第二成形材料として、実施例１と同様のものを採用して、第二成形材料の射出圧力（第二成形圧力）を第一成形材料の射出圧力（第一成形圧力）よりも高く設定して複合成形体を成形し、該複合成形体を実施例１と同様の条件で焼結して複合焼結体を作製した。作製された複合焼結部材に対して、境界面精度を評価した。結果を表２の比較例に示す。
【表２】
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表２を見てわかるように、第１成形圧力よりも第２成形圧力を低くする本発明の方法を採用することで、境界面形状の精度が向上することがわかる。さらに、第２成形材料を成形する際の金型温度を低くすることにより、さらに境界面形状の精度を向上できることがわかる。また、射出シリンダノズルの温度を低くすることにより、同様に境界面形状の精度が向上することがわかる。また、第２成形材料を成形する際の第２成形材料の射出速度を低くすることで、同様に境界面形状の精度が向上することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】複合焼結部材の一例であるソレノイドヨークを模式的に示す断面図。
【図２】図１のソレノイドヨークの、第１領域と第２領域との境界面近傍を模式的に示す断面図。
【図３】複合焼結部材の一例を模式的に示す断面図。
【図４】第１成形体を成形するための工程を説明するための模式図。
【図５】複合成形体を成形するための工程を説明するための模式図。
【図６】造粒粉末を示す概略図。
【符号の説明】
【００４９】
１１  ソレノイドヨーク
１１ａ、２１  第１領域
１１ｂ、２２  第２領域
ＳＡ、ＳＢ、２０Ｓ  境界面
４１  第１成形体
【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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