(57)【要約】      （修正有）【課題】  低熱膨張で機械的性質、特に、延性に優れた複雑形状のＡｌ−Ｓｉ系合金部品を経済的に製造するＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末を提供する。【解決手段】  主原料粉末および従原料粉末からなるＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末であって、主原料粉末は、Ｃｕを０．２％質量〜２質量％およびＳｉを１０質量％〜４５質量％含み、残部がＡｌからなるＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末と、純Ａｌ粉末との混合粉末で、従原料粉末は、Ｓｉ粉末、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ合金粉末、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末のうちから選ばれた一種以上の粉末であり、主原料粉末８０質量％以上と従原料粉末２０％以下とを混合して、最終組成をＣｕが０．２質量％〜４質量％で、Ｍｇが０．２質量％〜２質量％で、Ｓｉが１０質量％〜３５質量％で、残部がＡｌである。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主原料粉末および従原料粉末からなるＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末であって、
主原料粉末は、Ｃｕを０．２％質量〜２質量％およびＳｉを１０質量％〜４５質量％含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなるＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末と、不可避的不純物を含む純Ａｌ粉末との混合粉末で、かつ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末と純Ａｌ粉末との混合比率が５０質量％：５０質量％〜８０質量％：２０質量％の範囲であり、
従原料粉末は、Ｓｉ粉末、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ合金粉末、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末のうちから選ばれた一種以上の粉末であり、
主原料粉末８０質量％以上と従原料粉末２０％以下とを混合して、最終組成をＣｕが０．２質量％〜４質量％で、Ｍｇが０．２質量％〜２質量％で、Ｓｉが１０質量％〜３５質量％で、残部がＡｌであることを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
【請求項２】
従原料粉末の融解開始温度が４５０℃〜５５０℃であることを特徴とする請求項１に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
【請求項３】
主原料粉末および従原料粉末の粒度が、５０メッシュ以下６３５メッシュ以上が９０％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
【請求項４】
Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末の量に対して０．５質量％以上２質量％以下の潤滑剤を混合したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
【請求項５】
潤滑剤がアミド系潤滑剤であることを特徴とする請求項４に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末を２ｔｏｎ／ｃｍ2〜８ｔｏｎ／ｃｍ2の加圧力で圧縮して圧粉体を成形した後、圧粉体を非酸化性雰囲気中において５００℃〜５７０℃の温度範囲で焼結させることを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
【請求項７】
非酸化性雰囲気が１３Ｐａ以下の真空雰囲気であることを特徴とする請求項６に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
【請求項８】
非酸化性雰囲気が、露点が−４０℃以下の不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項６に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法によって製造したＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品を、３ｔｏｎ／ｃｍ2〜１１ｔｏｎ／ｃｍ2の加圧力で再圧縮することを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
【請求項１０】
Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品をさらに再焼結させることを特徴とする請求項９に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法によって製造したＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品を時効熱処理することを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
【請求項１２】
請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法によって製造したことを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品。
【請求項１３】
Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品が、モーターの軸受け部品であることを特徴とする請求項１２に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事務機器やコンピューター関連機器等に用いられる低熱膨張で高延性の、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品を製造するためのＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法、および、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、事務機器やコンピューター関連機器の分野では、Ａｌ合金製部品の利用が増えつつある。例えば、事務機器やコンピューター関連機器等に用いられるモーターの軸受け部品においては、使用温度環境が変化しても熱膨張による狂いが生じないように、熱膨張係数を低減したいという要請がある。
【０００３】
上記した要請に応える、低熱膨張のＡｌ−Ｓｉ系合金の複雑な形状の部品の製造方法としては、ダイキャスト法が一般的であった。しかしながら、ダイキャスト法では、三次元的な複雑な形状の部品を作れるといった利点がある一方で、寸法精度が不十分で、また、型抜きのためにテーパーをつける必要があり、鋳造後に高コストの機械加工を必要とする場合が少なくない。また、ブローホール等の鋳造欠陥のため、特性面で信頼性に欠けるといった問題点があった。
【０００４】
上記した要請に応える別の製造方法としては、溶製インゴットを出発原料とした展伸材を素材とし、旋盤等による機械加工で製造する方法も採用されている。しかしながら、インゴットの鋳造時に偏析が起こり易く、また、Ｓｉ量の増加と共に粗大な初晶Ｓｉが晶出して加工性が劣化するため、このような方法で製造できる合金におけるＳｉの含有量は高々１７質量％程度であり、また、かなりの工数の機械加工を必要とし、しかも、加工歩留まりが低く、結果的に部品のコストを高める原因となっていた。
【０００５】
このような問題点を解決するために、ニアネットシェイプ法としての特長を活かせる粉末冶金法での製造についても試みられている。
【特許文献１】特開昭５３−１２８５１２号公報
【特許文献２】特開平４−７２００２号公報
【０００６】
粉末を金型成形し、それを焼結させる通常の圧粉成形焼結法は、単純なプロセスでニアネットシェイプ部品を製造できるため、特に、コスト面で大きな利点を持っている。しかしながら、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末は、硬質で成形圧縮性が悪いので、成形体を十分に緻密化できず、また、融点が低いため、焼結温度を十分高めることができないので、焼結を十分に進行させることが難しい。そのため、従来、この方法では十分な機械的性質、特に、延性の良好な部品を経済的に得ることができなかった。
【０００７】
これらの問題点を解決する方法として、圧粉成形焼結法でまずプリフォームを得、それを熱間で型鍛造して部品に加工する方法、いわゆる、粉末鍛造法についても試みられている。しかしながら、粉末鍛造法では、プリフォームの鍛造を熱間で行うため、金型への焼き付きが生じ易く、金型寿命が短くなり、さらに、寸法精度を出しにくく、最終的に寸法精度を上げるためには機械加工に頼らざるを得ないといった種々の問題点がある。
【０００８】
また、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末をプレス成形して得たビレットを熱間押し出しして塑性変形を与えることにより、粉末表面の酸化皮膜の破壊と新生面の結合をはかり、特性を向上させる手法も提案されている。しかしながら、このような方法では高価な熱間押し出し工程を必要とし、しかも、得られる製品は中間製品の押出形材であり、最終部品形状に加工するためにはさらに鍛造や機械加工を必要とし、歩留まりが低く経済的でないといった問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記したような従来技術の問題点を改善し、ニアネットシェイプ加工法としての特長を生かせる通常の粉末冶金法、すなわち、圧粉成形し、その後真空下あるいは窒素ないしアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で加熱焼結させることにより、低熱膨張で機械的性質、特に、延性に優れた複雑な形状のＡｌ−Ｓｉ系合金部品を経済的に製造するためのＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法、および、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のような発明である。
（１）主原料粉末および従原料粉末からなるＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末であって、主原料粉末は、Ｃｕを０．２％質量〜２質量％およびＳｉを１０質量％〜４５質量％含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなるＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末と、不可避的不純物を含む純Ａｌ粉末との混合粉末で、かつ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末と純Ａｌ粉末との混合比率が５０質量％：５０質量％〜８０質量％：２０質量％の範囲であり、従原料粉末は、Ｓｉ粉末、Ａｌ−Ｍｇ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ合金粉末、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金粉末、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末のうちから選ばれた一種以上の粉末であり、主原料粉末８０質量％以上と従原料粉末２０％以下とを混合して、最終組成をＣｕが０．２質量％〜４質量％で、Ｍｇが０．２質量％〜２質量％で、Ｓｉが１０質量％〜３５質量％で、残部がＡｌであることを特徴としたＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
（２）従原料粉末の融解開始温度が４５０℃〜５５０℃であることを特徴とする上記（１）に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
（３）主原料粉末および従原料粉末の粒度が、５０メッシュ以下６３５メッシュ以上が９０％以上であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
（４）Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末の量に対して０．５質量％以上２質量％以下の潤滑剤を混合したことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
（５）潤滑剤がアミド系潤滑剤であることを特徴とする上記（４）に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末。
（６）上記（１）から（５）のいずれか１つに記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末を２ｔｏｎ／ｃｍ2〜８ｔｏｎ／ｃｍ2の加圧力で圧縮して圧粉体を成形した後、圧粉体を非酸化性雰囲気中において５００℃〜５７０℃の温度範囲で焼結させることを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
（７）非酸化性雰囲気が１３Ｐａ以下の真空雰囲気であることを特徴とする上記（６）に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
（８）非酸化性雰囲気が、露点が−４０℃以下の不活性ガス雰囲気であることを特徴とする上記（６）に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
（９）上記（６）から（８）のいずれか１つに記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法によって製造したＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品を３ｔｏｎ／ｃｍ2〜１１ｔｏｎ／ｃｍ2の加圧力で再圧縮することを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
（１０）Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品をさらに再焼結させることを特徴とする上記（９）に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
（１１）上記（６）から（１０）のいずれか１つに記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法によって製造したＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品を時効熱処理することを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法。
（１２）上記（６）から（１１）のいずれか１つに記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の製造方法によって製造したことを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品。
（１３）Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品が、モーターの軸受け部品であることを特徴とする上記（１２）に記載のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、主原料粉末としてＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末と、成形性を向上させると共に合金組成を調整する目的の純Ａｌ粉末との混合粉末を用い、これに最終合金組成調整と焼結促進の目的で従原料粉末を添加混合したＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末に適した成形条件、焼結条件を選定することにより、低熱膨張で機械的性質、特に、延性に優れた複雑な形状のＡｌ−Ｓｉ系合金部品を経済的に製造することができる。
その結果、例えば、事務機器やコンピューター関連機器等に用いられるモーターの軸受け部品は、使用温度環境が変化しても熱膨張による狂いが生じないものを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、従来技術の問題点を解決するため、粉末の成形性、焼結性、さらには、焼結部品の特性に及ぼす合金元素の影響について詳細に検討した結果到達したものである。
即ち、従来のＡｌ−Ｓｉ系合金の粉末冶金法では、主原料粉末としてＡｌ−Ｓｉ合金粉末またはＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末を使用しているのに対して、本発明では主原料粉末としてＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末と純Ａｌ粉末との混合粉末をＡｌ−Ｓｉ系合金焼結用部品用原料粉末として用いる。さらに、そのＡｌ−Ｓｉ系合金焼結用部品用原料粉末に適した成形条件、焼結条件を選定することにより、機械的性質の良好なアルミニウム合金焼結部品を製造できることを見出したものである。
【００１３】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
始めに目的とするＡｌ−Ｓｉ系合金の最終合金組成について述べる。
Ｓｉは熱膨張率を低減させるために添加する。その場合、１０質量％以上必要で、最終焼結部品に求められる熱膨張率に応じて決定される。しかし、３５質量％を越えると、最終的に実用に耐え得る機械的性質を持った焼結体が得られなくなる。そのため、Ｓｉは１０質量％〜３５質量％とした。
【００１４】
Ｍｇは固溶強化、さらに、Ｓｉとの共存下で時効硬化に寄与する重要な元素である。しかしながら、過剰な添加は延性、靭性を低下させるため、その量は０．２質量％〜２質量％とした。
Ｃｕも材料の強度増加に寄与する時効硬化元素として重要である。これも過剰添加による特性低下を招かない範囲の、０．２質量％〜４質量％とした。
また、残部は不可避的不純物を含むＡｌである。ここで、不可避的不純物としては、例えば、ＦｅやＺｎであり、その割合は、各々が０．５質量％以下であるのが望ましい。
【００１５】
次に、最終合金組成に至る原料粉末の組成と配合とについて述べる。
本発明のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結用部品原料粉末は、８０質量％以上を占める、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）と純Ａｌ粉（Ａ−２）との混合粉末である主原料粉末（Ａ）と、２０質量％以下を占める従原料粉末（Ｂ）とを配合する。
【００１６】
始めに主原料粉末（Ａ）について説明する。
主原料粉末（Ａ）は、Ｃｕを０．２質量％〜２質量％およびＳｉを１０質量％〜４５質量％含み、残部が不可避的不純物を含むＡｌからなるＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）５０質量％〜８０質量％と、不可避的不純物を含む純Ａｌ粉末（Ａ−２）２０質量％〜５０質量％との混合粉末である。
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）は、本発明のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の主たる合金元素ＳｉおよびＣｕを含む粉末である。
【００１７】
ＳｉはＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の熱膨張率を低減させるために有効に働く。Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末中にＳｉを混合する際、Ｓｉは単体の粉の状態で混合するより、Ａｌとの合金の状態で混合する方が、最終のＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品の延性が向上する。そのため、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）中にＳｉは１０質量％以上添加しておくことが必要である。
Ｓｉ量の増加に伴ってＡｌ−Ｓｉ系合金の熱膨張率は直線的に低下するので、低熱膨張のためには、Ｓｉ量が多い程よい。しかし、Ｓｉ量の増加に伴ってＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末の液相線温度が高くなり、粉末製造が難しくなる。このため、Ｓｉは４５質量％以下にするのが好ましい。
【００１８】
Ｃｕは材料の強度の増加に寄与する時効硬化元素として重要であり、また、適当量のＣｕを加えることによってＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末は焼結が促進され、焼結体の機械的性質、特に、延性が改善されるという効果がある。従って、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）は、Ｃｕを０．２質量％以上含むものとする。しかし、Ｃｕの量が２質量％を超えると、合金の融点が低下するので、焼結温度をより低く設定する必要が生じる。その結果、焼結が進みにくくなり、十分な強度・延性を有した焼結材が得られなくなる。このため、Ｃｕの量は２質量％以下とする必要がある。
【００１９】
尚、本発明の最終合金組成ではＭｇが必須元素となっているが、主原料粉末（Ａ）のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）がＭｇを含有していないのは次の理由による。
即ち、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）にあらかじめＭｇを合金化すると、焼結が良好に進行せず、その焼結材についてはほとんど伸びが得られないからである。このため、後述するように、Ｍｇは融解開始温度の低い従原料粉末（Ｂ）で添加するが、この点が本発明の特徴でもある。
そして、純Ａｌ粉末（Ａ−２）はアトマイズ粉末からなり、不可避的不純物としてＦｅやＺｎを含む場合がある。
【００２０】
また、主原料粉末（Ａ）におけるＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）と純Ａｌ粉末（Ａ−２）との配合割合は、５０質量％：５０質量％〜８０質量％：２０質量％の範囲であるが、その限定理由について説明する。
Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）は、Ｓｉを多量に含み、かつ、Ｃｕも添加されているため、硬質粉末になっており、成形圧縮性が悪い。この結果、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）だけでは緻密な成形体が得られず、最終的に良好な機械的性質を有するＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品を製造することが困難になる。そこで、成形圧縮性を改良するためには、軟質粉を混合することが有効であり、本発明では純Ａｌ粉末（Ａ−２）を添加する。
【００２１】
純Ａｌ粉末（Ａ−２）を添加しない場合および添加した場合について圧粉成形比較試験を行い、図１の結果を得た。
図１において、Ａは、Ｃｕが１質量％で、Ｓｉが３０質量％で、残部がＡｌのＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）６０質量％と、純Ａｌ粉末（Ａ−２）４０質量％とを混合した特性曲線、Ｂは、Ｃｕが１質量％で、Ｓｉが３０質量％で、残部がＡｌのＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）８０質量％と、純Ａｌ粉末（Ａ−２）２０質量％とを混合した特性曲線、Ｃは、Ｃｕが１質量％で、Ｓｉが３０質量％で、残部がＡｌのＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（Ａ−１）１００質量％〔純Ａｌ粉末（Ａ−２）０質量％〕の特性曲線を示す。
図１に示すように、軟質の純Ａｌ粉末（Ａ−２）の配合割合が２０質量％（特性曲線Ｂ）になると、同一成形圧で比較した場合の理論密度比は特性曲線Ｃよりも約５％高くなり、緻密な成形体が得られるようになる。一方、特性曲線Ａに示すように、純Ａｌ粉末（Ａ−２）の添加量を増していくと、成形圧縮性はよくなるものの、合金元素の均一化に要する焼結時間が長くなり、コスト高になるという問題がある。このため、純Ａｌ粉末（Ａ−２）の配合割合の上限を５０質量％とした。
【００２２】
次に、従原料粉末（Ｂ）について説明する。
従原料粉末（Ｂ）を用いる目的は、主原料粉末（Ａ）からの合金元素の供給だけでは最終焼結部品の組成に対して足りない合金元素を供給すると同時に、焼結中に適当量の液相を生じさせ、いわゆる、液相焼結によって焼結を進行させることにある。
Ａｌ−Ｓｉ系合金は低融点の共晶をつくるため、焼結温度を十分高くすることができず、そのために拡散・焼結を十分に進行させてやることが難しい。本発明ではこの問題を解決すべく液相焼結を利用している。
【００２３】
即ち、自ら低融点であり、また、主原料粉末（Ａ）との反応でより低融点の共晶をつくる従原料粉末（Ｂ）を混合させることにより、焼結中に適当量の液相を生じさせ、その濡れ広がりを利用して焼結を進行させるものである。
この時の液相の量が少ないと、効果がないが、多すぎると、発汗現象などが起こってＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品としての形状を保てなくなる。このため、良好な液相焼結を行わせるために従原料粉末（Ｂ）は全体の２０質量％以下の配合率とする。
また、焼結の際に適当量の液相を生じさせるため、従原料粉末（Ｂ）の融解開始温度をは４５０℃〜５５０℃とするのが望ましい。
【００２４】
ここで、従原料粉末（Ｂ）の具体的内容として、以下の粉末（ａ）〜（ｇ）の利点、選択理由について述べる。
Ｓｉ粉末（ａ）は、最終組成のＳｉ量に調整する目的で添加する。
Ａｌ−Ｍｇ合金粉末（ｂ）およびＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末（ｄ）はＭｇの添加を目的としたものであり、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉと合金化することにより、純Ｍｇ粉末よりも融解開始温度を低く調整でき、また、Ｍｇ濃度を変えることによってＡｌ−Ｍｇ合金粉末（ｂ）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末（ｄ）の量、即ち、焼結初期に現われる液相の量を調整することができる。
【００２５】
Ａｌ−Ｃｕ合金粉末（ｃ）、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（ｅ）は、Ｃｕの添加を目的としたものであり、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉと合金化することにより、純Ｃｕ粉末よりも融解開始温度を低く調整でき、また、Ｃｕ濃度を変えることによってＡｌ−Ｃｕ合金粉末（ｃ）、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金粉末（ｅ）の量、即ち、焼結初期に現われる液相の量を調整することができる。
Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金粉末（ｆ）、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ合金粉末（ｇ）はＣｕ、Ｍｇの同時添加を目的としたもので、純金属添加の場合よりも融解開始温度を低く調整でき、また、Ｃｕ、Ｍｇ濃度を変えることによって液相の量を調整することができる。
【００２６】
また、さらに細かく液相の発生量を調整する、あるいは、入手し易い組成の粉末を利用し、それらを組み合わせて最終合金組成に調整するといった目的から２種以上を混合して用いることも可能である。
尚、主原料粉末（Ａ）、従原料粉末（Ｂ）に用いる粉末の粒度は、５０メッシュ以下６３５メッシュ以上が９０％以上であることが望ましい。これは、５０メッシュよりも大きい粉末が多いと、金型への充填性が悪く、一方、６３５メッシュ未満の粉末が多いと、流動性を害し、さらに、成形時に金型の隙間に入り込んでカジリを生じ易いためである。
【００２７】
そして、主原料粉末（Ａ）、従原料粉末（Ｂ）は、母合金の粉砕、あるいは、アトマイズ法によって作製することができる。
また、上記粉末に潤滑剤を混合してもよい。その量は、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末の量に対して０．５質量％未満では潤滑効果が不十分であり、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末の量に対して２質量％よりも多いと、潤滑効果が飽和するだけでなく、粉末の流動性・成形性を害する。さらに、潤滑剤は焼結時に揮発飛散し、材料特性に有害な影響のないものが好ましい。このような観点から金属塩系の潤滑剤（例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸アルミニウムなど）よりもアミド系潤滑剤が望ましく、例えば、エチレンビスステアロアマイド等を挙げることができる。
【００２８】
次に、製造条件について述べる。
成形圧は２ｔｏｎ／ｃｍ2未満では成形体の緻密化が足りず、粉末同士の接触が不十分で、良好な焼結体強度・延性が得られない。従って、２ｔｏｎ／ｃｍ2以上で成形する必要がある。さらに、成形体の密度を上げるため、より高い圧力で成形する場合、金型の寿命、ラミネ−ションの発生、金型へのカジリ等の問題が生じる。そのため、実操業上８ｔｏｎ／ｃｍ2を超える成形圧は不適である。
【００２９】
焼結雰囲気については、活性なＡｌ合金粉末粒子の酸化を防いで十分に焼結を進行させるため、非酸化性雰囲気、すなわち真空、窒素ガス雰囲気、あるいは、アルゴンガス等の不活性雰囲気中で焼結させる必要がある。真空で焼結する場合、その真空度は１３Ｐａ以下、望ましくは１．３Ｐａ以下にするのがよい。また、焼結炉の内部を真空置換後、減圧下で窒素ガス等の不活性ガスを少量流しながら焼結させることも、焼結体から発生するガス成分を除去する効果を高める。
尚、窒素ガスあるいはアルゴンガス等の不活性雰囲気中で焼結させる場合は、ガスの純度が重要である。特に、ガス中に含まれる水分は焼結部品の特性に悪影響を及ぼすため、露点を十分低く管理する必要があり、望ましくは−４０℃以下に保つ必要がある。
【００３０】
焼結温度が５００℃より低いと、元素の拡散が不十分であり、粉末同士の焼結が不十分となる。しかし、焼結温度が５７０℃よりも高いと、多量の液相が生成し、昇温と共に部品形状を保てなくなる。このため、焼結は５００℃以上、５７０℃以下で行うのが望ましい。
【００３１】
また、こうして得られた焼結体を再圧縮することによって組織を緻密化させて機械的性質を一層向上させることができる。一般に再圧縮では寸法出し（サイジング）を目的とする場合が多く、それと併せて再圧縮条件を選定するが、通常は、３ｔｏｎ／ｃｍ2〜１１ｔｏｎ／ｃｍ2の範囲の再圧縮圧とする。
さらに、再焼結させることによって機械的性質、特に、延性を改善することができ、再圧縮によって緻密化した組織を再度焼結させることにより、拡散・焼結を一層進行させることができる。その際の条件は、基本的には焼結の場合と同じである。
また、これら焼結体の合金成分であるＣｕ、Ｍｇ、Ｓｉは本来熱処理によって機械的性質の向上に寄与するものである。従って、通常のＡｌ合金同様、溶体化−時効熱処理を施して、その機械的性質を調整、向上させることは有効である。
【００３２】
〔実施例１〜実施例７〕
以下、本発明の実施例１〜実施例７について説明する。
大気アトマイズ法によって製造した１００メッシュ〜３２５メッシュの表１に示す主原料粉末（Ａ−１ａ〜Ａ−１ｄ）と、大気アトマイズ法によって製造した１００メッシュ〜３２５メッシュの表２に示す従原料粉末（Ｂ１〜Ｂ７）と、大気アトマイズ法によって製造した５０メッシュ〜３２５メッシュの純Ａｌ粉末（Ａ−２）とを、表３に示す割合で配合してＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末とした。そして、このＡｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末に、潤滑剤としてアミド系潤滑剤を、Ａｌ−Ｓｉ系合金焼結部品用原料粉末の量に対して１質量％添加した。これをＪＩＳ  Ｚ２５５０の引張試験片形状に成形圧４ｔｏｎ／ｃｍ2で成形し、それを１．３Ｐａの真空、５５０℃で焼結させた。この焼結体にＴ４熱処理を施し、引張試験に供した。その結果を比較例と共に表３に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
【表２】
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【００３５】
【表３】
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【００３６】
本発明によるＡｌ−Ｓｉ系焼結合金は良好な引張強度と伸びを示し、実用材料として十分な特性を有している。これに対し、比較例は引張強度と伸びが劣っており、主原料粉末（Ａ−１）にＣｕを含まない場合、あるいは、主原料粉末（Ａ−１）にＭｇを含んでいる場合には十分な特性が得られない。本発明のＡｌ−Ｓｉ系焼結合金は、機械部品、特にモーターの軸受け部品として用いるのに適している。
【００３７】
〔実施例１１、実施例１５〜実施例１７〕
以下、本発明の実施例１１、実施例１５〜実施例１７について説明する。
実施例１、実施例５〜実施例７の焼結体について、焼結後５ｔｏｎ／ｃｍ2で再圧縮し、さらに、焼結条件と同条件で再焼結させた。この焼結体にＴ４処理を施し、引張試験を行った。その結果を表４に、実施例１１（実施例１に対応）、実施例１５（実施例５に対応）、実施例１６（実施例６に対応）〜実施例１７（実施例７に対応）として示す。再圧縮、再焼結により機械的性質は改善された。
【００３８】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】主原料粉末の配合割合を変えた時の、成形圧と成形体の理論密度比との関係を示す図である。
【図１】
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