(57)【要約】【課題】  金属粉末を圧縮し成形される圧粉部材と金属部材との接合強度を向上する焼結拡散接合部材の製造方法を提供する。【解決手段】  Ｓ１０２において、加圧成形部に充填された金属粉末を圧縮し圧粉部材を予備成形した後、Ｓ１０３において、予備成形された圧粉部材と金属部材とを摺動させる。このとき、圧粉部材と金属部材とが摺動する面では、金属部材の外壁に形成されている酸化膜や金属部材の外壁に付着している不純物が金属粉末によって除去されるとともに、金属粉末の表面形状が金属部材の外壁に転写される。Ｓ１０４において、圧粉部材をさらに加圧し圧粉部材と金属部材とを仮接合した後、Ｓ１０５において、仮接合された圧粉部材と金属部材とを焼結炉において焼結し、圧粉部材と金属部材とを焼結拡散接合する。これにより、圧粉部材と金属部材との接合面積を大きくし接合強度を向上することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末（８１）を圧縮し成形される圧粉部材（７）と金属部材（５）とが焼結により接合されている焼結拡散接合部材の製造方法であって、
前記圧粉部材と前記金属部材とに第一作用力（Ｐｃ）を作用させつつ前記圧粉部材及び前記金属部材の一方の部材を他方の部材に摺動させる摺動工程と、
前記摺動工程の後、第二作用力によって前記圧粉部材を加圧しつつ前記圧粉部材と前記金属部材とを仮接合する加圧工程と、
前記加圧工程の後、仮接合された前記圧粉部材と前記金属部材とを焼結させる焼結工程と、
を含むことを特徴とする焼結拡散接合部材の製造方法。
【請求項２】
圧縮した金属粉末から形成される圧粉部材（７）と金属部材（５）とが焼結により接合されている焼結拡散接合部材の製造装置（１）であって、
内部に充填される金属粉末（８１）及び樹脂粉末を前記圧粉部材に加圧成形する加圧成形部（３０）と、
前記加圧成形部に収容されている前記圧粉部材に当接するよう前記金属部材を支持する金属部材支持部（２０）と、
前記加圧成形部に収容されている前記圧粉部材及び前記金属部材支持部に支持されている前記金属部材の一方の部材を他方の部材に摺動させる駆動部（１０）と、
を備え、
前記圧粉部材と前記金属部材とを第一作用力（Ｐｃ）を作用させつつ摺動させることを特徴とする焼結拡散接合部材の製造装置。
【請求項３】
前記加圧成形部は、前記圧粉部材と前記金属部材とを第一作用力を作用させつつ摺動させるとき、前記圧粉部材と当接する前記加圧成形部の内壁（３１１）の温度が前記樹脂粉末の融点未満となるよう冷却されることを特徴とする請求項２に記載の焼結拡散接合部材の製造装置。
【請求項４】
前記金属粉末及び前記樹脂粉末が充填される前記加圧成形部の充填空間は、前記加圧成形部の径方向内側から径方向外側に向かって中心軸方向の長さが長くなることを特徴とする請求項２または３に記載の焼結拡散接合部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末を圧縮し成形される圧粉部材と金属部材とが焼結により接合されている焼結拡散接合部材の製造方法、及び、焼結拡散接合部材の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属粉末を所望の形状に圧縮し成形した圧粉部材と金属部材とを一体にし、これらの部材を焼結により接合する焼結拡散接合方法が知られている。焼結拡散接合方法では、最初に、金型成形や削り出しなどによって成形された金属部材に対して金属粉末を所望の形状に圧縮し成形される圧粉部材を仮接合する。次に、仮接合された圧粉部材と金属部材とを焼結し接合する。例えば、特許文献１には、金属部材と圧粉部材とが所定の圧力で当接しつつ相対移動することによって発生する摩擦熱を利用して金属部材と圧粉部材とを焼結拡散接合する焼結拡散接合部材の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−００２９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の焼結拡散接合部材の製造方法では、金属部材を圧粉部材に当接させつつ高速移動させることによって圧粉部材と金属部材との焼結に必要な熱源である摩擦熱を発生するため、圧粉部材及び金属部材の少なくとも一方の部材の高速移動を高精度に行うことが可能な装置が必要となり、焼結拡散接合部材の製造コストが増加する。また、摩擦熱が発生した後の焼結段階では確実に接合するため、高速移動する金属部材を急停止するなど複雑な制御を必要とする。また、当該摩擦熱が十分に発生しない場合、圧粉部材と金属部材との接合強度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属粉末を圧縮し成形される圧粉部材と金属部材との接合強度を向上する焼結拡散接合部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、金属粉末を圧縮し成形される圧粉部材と金属部材とが焼結により接合されている焼結拡散接合部材の製造方法であって、圧粉部材と金属部材とに第一作用力を作用させつつ圧粉部材及び金属部材の一方の部材を他方の部材に摺動させる摺動工程と、摺動工程の後、第二作用力によって圧粉部材を加圧しつつ圧粉部材と金属部材とを仮接合する加圧工程と、加圧工程の後、仮接合された圧粉部材と金属部材とを焼結させる焼結工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の焼結拡散接合部材の製造方法では、摺動工程において、第一作用力を作用させつつ圧粉部材及び金属部材の一方の部材を他方の部材に摺動させる。このとき、圧粉部材と金属部材とが摺動する界面では、金属部材の表面に形成されている酸化膜や当該表面に付着している不純物などが除去されるとともに、圧粉部材の表面形状と金属部材の表面形状とが同じ形状となるよう圧粉部材及び金属部材の一方の部材の表面形状が他方の部材の表面に転写される。これにより、圧粉部材と金属部材との接合面積が増加し、焼結工程において圧粉部材及び金属部材を焼結させるとき接合強度を向上することができる。したがって、本発明の焼結拡散接合部材の製造方法では、特許文献１に記載の焼結拡散接合部材の製造方法のように圧粉部材及び金属部材の一方の部材に対する他方の部材の移動を高精度に制御することが不要であるため、簡便に金属部材と圧粉部材との接合強度を向上することができる。
【０００８】
また、本発明は、焼結拡散接合部材の製造装置であって、加圧成形部、金属部材支持部、及び、駆動部を備える。加圧成形部は、内部に充填される金属粉末及び樹脂粉末を圧粉部材に加圧成形する。金属部材支持部は、加圧成形部に収容されている圧粉部材に当接するよう金属部材を支持する。駆動部は、加圧成形部に収容されている圧粉部材及び金属部材支持部に支持されている金属部材の一方の部材を他方の部材に摺動させる。本発明の焼結拡散接合部材の製造装置は、圧粉部材と金属部材とを第一作用力を作用させつつ摺動させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の焼結拡散接合部材の製造装置では、焼結前に圧粉部材と金属部材とを仮接合するとき、第一作用力を作用させつつ圧粉部材と金属部材とを摺動させる。これにより、圧粉部材と金属部材とが摺動する界面において、金属部材の表面に形成されている酸化膜や当該表面に付着している不純物などが除去されるとともに、圧粉部材の表面形状と金属部材の表面形状とが同じ形状となるよう圧粉部材及び金属部材の一方の部材の表面形状が他方の部材の表面に転写される。したがって、圧粉部材と金属部材との接合面積が増加し、簡便に接合強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材製造装置の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における焼結拡散接合部材製造装置の作用を説明する模式図である。
【図４】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における焼結拡散接合部材製造装置の作用を説明する模式図であって、図３とは異なる模式図である。
【図５】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における焼結拡散接合部材製造装置の作用を説明する模式図であって、図３、４とは異なる模式図である。
【図６】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における圧粉部材と金属部材との界面の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における第一面圧と接合強度との関係を示す特性図である。
【図８】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における摺動距離と接合強度との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における樹脂の含有量と接合強度との関係を示す特性図である。
【図１０】本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法における圧粉部材の成形温度と接合強度との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１２】
（一実施形態）
最初に、本発明の一実施形態による焼結拡散接合部材の製造装置について、図１を参照して説明する。
「焼結拡散接合部材の製造装置」としての仮接合装置１は、後述する焼結拡散接合部材の製造方法において、例えば、金型成形により形成された棒状の金属部材５と、金属粉末を圧縮し略円環状に成形した圧粉部材７とを図示しない焼結炉において焼結する前に仮接合する装置である。仮接合装置１は、「駆動部」としての回転駆動部１０、金属部材支持部２０、加圧成形部３０などから構成されている。以下、図１、３〜５の上側を「天側」、図１、３〜５の下側を「地側」として説明する。
【００１３】
回転駆動部１０は、下ベース部１０１、回転モータ１１、シャフト１２などから構成されている。
【００１４】
下ベース部１０１は、仮接合装置１の地側に位置する。下ベース部１０１は、金属部材支持部２０、加圧成形部３０などを天側に搭載する。下ベース部１０１には、回転モータ１１が収容されている。
【００１５】
回転モータ１１は、図示しない外部の電源より電力が供給されると回転駆動力を発生する。当該回転駆動力は、回転モータ１１の天側において回転モータ１１と連結するシャフト１２に出力される。
【００１６】
シャフト１２は、地側の端部が回転モータ１１と連結し、天側の端部が下ベース部１０１から天方向に突出している。シャフト１２の天側の端部には、金属部材５が連結する。
回転駆動部１０は、シャフト１２を介して金属部材５を回転する。回転駆動部１０が金属部材５を回転する回転速度は、比較的低速であって、例えば、６０ｒｐｍ以下である。
【００１７】
金属部材支持部２０は、上ベース部２０１、位置調整部材２１などから構成されている。
上ベース部２０１は、仮接合装置１の天側に位置する。
位置調整部材２１は、上ベース部２０１から地方向に延びるよう設けられている。位置調整部材２１の地側の端部は、金属部材５の天側の端部に当接している。位置調整部材２１は、加圧成形部３０の内部に収容されている圧粉部材７に対する金属部材５の位置を調整する。
【００１８】
加圧成形部３０は、ダイ３１、ダイ支持部３２、３３、下パンチ部３４、上パンチ部３５、ピストン部３６、圧力生成部３７などから構成されている。
【００１９】
ダイ３１は、環状の金属部材であって、下ベース部１０１と上ベース部２０１との間に設けられている。ダイ３１は、下ベース部１０１の天側に設けられ略柱状に形成されている複数のダイ支持部３２、及び、上ベース部２０１の地側に設けられ略柱状に形成されている複数のダイ支持部３３によって所定の位置、具体的には、金属部材５に対して圧粉部材７を仮接合する位置、に設けられている。ダイ３１の径方向内側の内壁３１１は、圧粉部材７を形成する金属粉末などが充填される空間を形成する。
【００２０】
また、ダイ３１は、流体を流通可能な流路３１２を有している。流路３１２には、図示しない流体供給源からダイ３１の温度を低下させる冷却用流体が供給される。
【００２１】
下パンチ部３４は、下ベース部１０１の天側に設けられている略筒状の金属部材である。下パンチ部３４は、仮接合装置１の中心軸ＣＡ１の方向に沿って貫通孔３４２が形成されている。貫通孔３４２には、シャフト１２が挿通されている。下パンチ部３４の天側の端面３４１は、図３から図５に示すように、径方向内側の端部から径方向外側の端部に向かって地側に傾斜するよう形成されている。
【００２２】
上パンチ部３５は、上ベース部２０１の地側に設けられている略筒状の金属部材である。上パンチ部３５は、図３から図５に示すように天地方向に往復移動可能なよう設けられている。上パンチ部３５は、中心軸ＣＡ１の方向に沿って貫通孔３５２が形成されている。貫通孔３５２には、位置調整部材２１が挿通されている。上パンチ部３５の地側の端面３５１は、図３から図５に示すように、径方向内側の端部から径方向外側の端部に向かって天側に傾斜するよう形成されている。
【００２３】
後述する焼結拡散接合部材の製造方法における圧粉部材７の予備成形では、下パンチ部３４と上パンチ部３５とが最も接近すると、図４、５に示すように、圧粉部材７が形成される空間の中心軸ＣＡ１を含む断面の形状は、台形状となる。このとき、図４、５に示すように、当該空間の断面形状は、圧粉部材７と金属部材５とが当接する側とは反対側である径方向外側の圧粉部材７が加圧される方向、すなわち、中心軸ＣＡ１の方向の長さＤ２が、圧粉部材７と金属部材５とが当接する側である径方向内側の中心軸ＣＡ１の方向の長さＤ１より大きく、長さＤ２は長さＤ１の１．３倍以下である。
【００２４】
圧力生成部３７は、上ベース部２０１の天側に位置している。圧力生成部３７は、ピストン部３６を介して上パンチ部３５と連結している。圧力生成部３７は、上パンチ部３５を天地方向に移動するとともに、圧粉部材７を加圧成形する圧力を上パンチ部３５に作用させる。
【００２５】
次に、一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法について説明する。図２に焼結拡散接合部材の製造方法のフローチャートを示す。図３から図５には、図２に示すフローチャートに沿って焼結拡散接合部材を製造するときの仮接合装置１の要部拡大図（図１のＩＩＩ部）を示す。
【００２６】
最初に、ステップ（以下、「Ｓ」という）１０１において、圧粉部材７を形成する金属粉末８１（図６参照）や加圧成形時のスプリングバックを小さくする樹脂粉末などの圧粉材料８及び金属部材５を仮接合装置１にセットする。Ｓ１０１においては、先に、例えば、鍛造によって形成され炭化水素系洗浄液で洗浄された金属部材５をシャフト１２の天側の端部と連結するよう仮接合装置１にセットし、位置調整部材２１によって金属部材５の位置を調整する。次に、金属部材５の径方向外側の外壁６、下パンチ部３４の端面３４１、及び、ダイ３１の内壁３１１により形成される略円環状の空間に、例えば、金属粉末としてＦｅ−Ｃｕ−Ｃ系金属粉末、及び、樹脂粉末としてステアリン酸亜鉛の粉末を圧粉材料８として充填する（図３）。
【００２７】
次に、Ｓ１０２において、充填した圧粉材料８を予備成形する。Ｓ１０２において、圧力生成部３７が出力する圧力を上パンチ部３５に作用させ、圧粉材料８を下パンチ部３４と上パンチ部３５との間に挟み込み、第一面圧Ｐ１によって加圧する（図４）。第一面圧Ｐ１は、例えば、４００ＭＰａとする。これにより、ある程度の大きさの力が作用しても破損することなく略円環状の形状を維持可能な圧粉部材７が予備成形される。
【００２８】
次に、Ｓ１０３において、摺動工程として、予備成形された圧粉部材７と金属部材５とを摺動させる。具体的には、Ｓ１０２において圧粉部材７に第一面圧Ｐ１を作用させたまま回転モータ１１を駆動する。回転モータ１１が出力する回転駆動力によって金属部材５が図５中の白抜き矢印Ｒ１のように回転する。このときの回転速度は、比較的低速、例えば、１０ｒｐｍであって、回転時間は、４秒間である。すなわち、圧粉部材７に対して金属部材５の回転は一回未満である。このときの圧粉部材７に対する金属部材５の「移動距離」としての摺動距離は、３００ｍｍ以下とする。
【００２９】
図６に予備成形された圧粉部材７と金属部材５とが摺動しているときの圧粉部材７と金属部材５との界面の断面図を示す。
図６に示すように、加圧成形部３０の内部において比較的位置が固定されている圧粉部材７に対して回転する金属部材５の外壁６は、圧粉部材７に含まれる金属粉末８１によって、外壁６の表面が新生化される。具体的には、外壁６上に形成されている酸化膜や離型剤などの不純物が除去され、金属粉末８１の表面形状に沿うよう外壁６の表面にうねりが形成される。
【００３０】
また、圧粉部材７と金属部材５とが摺動しているとき、ダイ３１が有する流路３１２には、ダイ３１が圧粉部材７と当接する内壁３１１の温度が圧粉部材７に含まれているステアリン酸亜鉛の融点より低い温度となるよう、例えば、水などの冷却用流体が流れる。なお、図１には、冷却用流体の流れを矢印Ｆで示す。
【００３１】
次に、Ｓ１０４において、加圧工程として、圧粉部材７をさらに加圧する。具体的には、圧力生成部３７によって上パンチ部３５が圧粉部材７に作用する「第二作用力」としての第二面圧を７００ＭＰとし、圧粉部材７の温度を６０℃以上としつつ圧粉部材７を所望の密度とするよう加圧し、圧粉部材７と金属部材５とを仮接合する。
【００３２】
次に、Ｓ１０５において、仮接合された圧粉部材７と金属部材５とを図示しない真空焼結炉にセットし、温度１２００℃の環境下で１時間焼結する。これにより、圧粉部材７と金属部材５とが焼結拡散接合し、焼結拡散接合部材が形成される。
【００３３】
（実験結果１）
本願の発明者らは、仮接合装置１において、摺動工程において圧粉部材７に作用する第一面圧の変化に対する焼結工程後の圧粉部材７と金属部材５との接合強度の変化を調べる実験を行った。その結果を図７に示す。図７には、横軸に摺動工程において圧粉部材７に作用する第一面圧Ｐ１を示し、縦軸に焼結工程後の圧粉部材７と金属部材５との接合強度Ｓｊを示す。
図７に示すように、第一面圧Ｐ１が０ＭＰａのとき、接合強度Ｓｊは、２０ＭＰａ程度の比較的小さい値となるが、第一面圧Ｐ１が、１００、２００、３００、４００、５００ＭＰａのとき、接合強度Ｓｊは、１６０〜２２０ＭＰａ程度の比較的大きな値となることが明らかとなった。
【００３４】
（実験結果２）
また、本願の発明者らは、仮接合装置１において、圧粉部材７に対する金属部材５の摺動距離と接合強度との関係を調べる実験を行った。その結果を図８に示す。図８には、横軸に圧粉部材７に対する金属部材５の摺動距離Ｌｃを示し、縦軸に焼結工程後の圧粉部材７と金属部材５との接合強度Ｓｊを示す。ここで、摺動距離Ｌｃとは、固定されている圧粉部材７に対して金属部材５が圧粉部材７に当接しつつ移動する距離である。
図８に示すように、摺動距離Ｌｃが０ｍｍのとき、接合強度Ｓｊは、２０ＭＰａ程度となるが、摺動距離Ｌｃが０ｍｍより大きくかつ３００ｍｍ以下であると、接合強度Ｓｊは、５０ＭＰａを超える値となることが明らかとなった。また、摺動距離Ｌｃが４００ｍｍになると、接合強度Ｓｊは低下することが明らかとなった。
【００３５】
（実験結果３）
また、本願の発明者らは、仮接合装置１において、圧粉材料８に含まれるステアリン酸亜鉛の量と接合強度との関係を調べる実験を行った。その結果を図９に示す。図９には、横軸に圧粉部材７に含まれるステアリン酸亜鉛の量Ｍｒｃを示し、縦軸に焼結工程後の圧粉部材７と金属部材５との接合強度Ｓｊを示す。
図９に示すように、ステアリン酸亜鉛の量Ｍｒｃが０重量％から０．３重量％まで増加すると、接合強度Ｓｊは増加する。特にステアリン酸亜鉛の量Ｍｒｃが０．１、０．２、０．３重量％では、ステアリン酸亜鉛の量Ｍｒｃが０重量％に比べ、接合強度Ｓｊが約２．５〜３倍となる。一方、ステアリン酸亜鉛の量Ｍｒｃが０．３重量％より大きい０．４、０．５重量％では、接合強度Ｓｊがほぼ０となることが明らかとなった。
【００３６】
（実験結果４）
また、本願の発明者らは、仮接合装置１において、摺動工程及び加圧工程における圧粉部材７の成形温度と接合強度との関係を調べる実験を行った。その結果を図１０に示す。図１０には、横軸に摺動工程及び加圧工程における圧粉部材７の径方向内側の温度を成形温度Ｔｆとして示し、縦軸に焼結工程後の圧粉部材７と金属部材５との接合強度Ｓｊを示す。
図１０に示すように、圧粉部材７の成形温度Ｔｆが０、３０℃では、接合強度Ｓｊは、２０ＭＰａ程度となるが、成形温度Ｔｆが６０℃以上になると、接合強度が５０〜６０ＭＰａ程度に大きくなることが明らかとなった。
【００３７】
一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法では、金属部材５と圧粉部材７とを摺動させるとき、第一面圧Ｐ１の大きさと因果関係がある「第一作用力」としての摺動面圧Ｐｃが金属部材５と圧粉部材７との界面に作用する。ここで、摺動面圧Ｐｃとは、上パンチ部３５による圧粉部材７への加圧によって中心軸ＣＡ１に略垂直な方向に金属部材５と圧粉部材７との間に作用する面圧である（図５参照）。この摺動面圧Ｐｃによって金属部材５の外壁６の表面に形成されている酸化膜や付着している離型剤などのコンタミが除去される。
また、摺動面圧Ｐｃが作用している状態において回転数１０ｒｐｍ程度の比較的低速で圧粉部材７が金属部材５の外壁６に押し付けられると、図６に示すように、圧粉部材７を構成する金属粉末８１の表面の形状が金属部材５の外壁に転写される。これにより、仮接合されたときの圧粉部材７と金属部材５とが当接する面積が広くなる。
このように、一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法では、圧粉部材７と金属部材５とが接合する界面において、金属部材５の表面を新生化し、かつ、接合面積を増やすことで焼結拡散接合による接合強度を向上することができる。
【００３８】
また、一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法では、第一面圧Ｐ１の約半分となる２００ＭＰａ程度の摺動面圧Ｐｃを圧粉部材７と金属部材５との界面に作用させつつ、圧粉部材７に対する金属部材５の摺動を比較的低速で行う。これにより、図７に示すように、圧粉部材７と金属部材５との接合強度を向上することができる。したがって、金属部材を圧粉部材に対して急停止を含む高速で摺動させるよう高精度に制御する駆動部を備える特許文献１に記載の焼結拡散接合部材の製造方法と異なり、焼結拡散接合部材の製造を簡便に行うことができる。また、高精度に制御する駆動部が不要であるため、焼結拡散接合部材の製造コストを低減することができる。
【００３９】
一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法では、摺動工程において圧粉部材７に対する金属部材５の摺動距離を３００ｍｍ以下としている。これにより、図８に示すように、圧粉部材７と金属部材５との接合強度を向上することができる。
【００４０】
一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法では、圧粉部材７の成形温度を６０℃以上としている。これにより、棒状の金属部材５が挿通される圧粉部材７が径内方向に広がるよう成形されるため、金属部材５と確実に仮接合される。したがって、図１０に示すように、圧粉部材７と金属部材５との接合強度を向上することができる。
【００４１】
一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法では、圧粉材料８として金属粉末８１の他にステアリン酸亜鉛の粉末が含まれている。ステアリン酸亜鉛の粉末は、金属粉末に比べスプリングバックが大きいため、多く含まれていると加圧成形後に圧粉部材を取り出したとき、圧粉部材が変形しやすい。
一実施形態による焼結拡散接合部材の製造方法では、図９に示すように、ステアリン酸亜鉛の含有量を０．３重量％以下とすることによってスプリングバックによる変形を抑制しつつ接合強度を向上することができる。
【００４２】
一実施形態による仮接合装置１では、ダイ３１が有する流路３１２を利用して摺動工程及び加圧工程におけるダイ３１の内壁３１１の温度をステアリン酸亜鉛の融点未満である６０℃未満としつつ、圧粉部材７を金属部材５に仮接合する。これにより、圧粉部材７の径方向外側に含まれるステアリン酸亜鉛の粉末が液体になることを防止し、圧粉部材７の内部における金属粉末８１の流動を抑制することができる。したがって、金属部材と圧粉部材との接合強度を向上することができる。
【００４３】
また、仮接合装置１では、圧粉部材７の予備成形において下パンチ部３４と上パンチ部３５とが最も接近すると、下パンチ部３４の天側の端面３４１と上パンチ部３５の地側の端面３５１とが形成する空間の中心軸ＣＡ１を含む断面の形状は、径方向内側から径方向外側に向かって中心軸ＣＡ１方向の長さが長くなる。下パンチ部３４の天側の端面３４１と上パンチ部３５の地側の端面３５１とが形成する空間に充填された圧粉部材７が加圧成形されるとき、圧粉部材７の径方向外側の部位は径方向内側の部位に比べ金属粉末及びステアリン酸亜鉛の粉末の密度が小さくなる。このとき、離型剤として作用するステアリン酸亜鉛の粉末が加圧成形部３０の径方向内側から径方向外側に移動するため、圧粉部材７の径方向外側を確実に加圧成形部３０から外すことができる。
【００４４】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、金属粉末としてＦｅ−Ｃｕ−Ｃ系金属粉末を使用し、樹脂粉末としてステアリン酸亜鉛の粉末を使用した。しかしながら、圧粉部材を構成する金属粉末及び樹脂粉末はこれに限定されない。
【００４５】
（イ）上述の実施形態では、金属部材の形状は棒状であるとした。また、圧粉部材の形状は、棒状の金属部材が挿通される貫通孔を有する略円環状であるとした。しかしながら、金属部材及び圧粉部材の形状はこれに限定されない。
【００４６】
（ウ）上述の実施形態では、仮接合装置が備えるダイは、冷却用流体が流れる流路を有し、圧粉部材と当接するダイの内壁の温度をステアリン酸亜鉛の融点未満とした。しかしながら、流路はなくてもよいし、圧粉部材と当接するダイの内壁の温度をステアリン酸亜鉛の融点以上としてもよい。
【００４７】
（エ）上述の実施形態では、第一面圧は、４００ＭＰａであるとした。しかしながら、第一面圧の大きさはこれに限定されない。図７に示すように、第一面圧の約半分である摺動面圧が１００ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下の面圧であると接合強度は比較的大きく向上するが、摺動面圧はこの範囲には限定されない。
【００４８】
（オ）上述の実施形態では、摺動工程において圧粉部材に対して金属部材を回転することによって金属部材と圧粉部材とを摺動させるとした。しかしながら、圧粉部材に対して金属部材を摺動させる方法はこれに限定されない。往復移動であってもよい。
【００４９】
（カ）上述の実施形態では、摺動工程において金属部材の回転速度は、比較的低速の１０ｒｐｍであって、回転時間を４秒間とした。しかしながら、金属部材の回転速度及び回転時間はこれに限定されない。６０ｒｐｍ以下の比較的低い回転速度で回転してもよい。
【００５０】
（キ）上述の実施形態では、金属部材が圧粉部材に対して回転するとした。しかしながら、相対移動の関係はこれに限定されない。固定されている金属部材に対して圧粉部材が移動してもよいし、金属部材及び圧粉部材のいずれもが移動してもよい。
【００５１】
（ク）上述の実施形態では、加圧行程における圧粉部材の成形温度は６０℃以上であるとした。しかしながら、成形温度の下限は６０℃に限定されない。
【００５２】
（ケ）上述の実施形態では、圧粉部材の予備成形をするとき、下パンチ部と上パンチ部とが最も接近すると、圧粉部材が形成される空間の中心軸を含む断面の形状は、台形状となるとした。しかしながら、圧粉部材が形成される空間の中心軸を含む断面の形状は、これに限定されない。例えば、断面形状は矩形状であってもよい。
【００５３】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１    ・・・仮接合装置（焼結拡散接合部材の製造装置）、
５    ・・・金属部材、
７    ・・・圧粉部材、
１０  ・・・回転駆動部（駆動部）、
２０  ・・・金属部材支持部、
３０  ・・・加圧成形部、
８１  ・・・金属粉末、
３１１・・・内壁。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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