(57)【要約】【課題】高精度・高密度の圧粉体を成形可能とする成形用粉末を低コストに提供する。【解決手段】主原料粉末としての鉄基粉末と、潤滑剤粉末を含む副原料粉末との混合粉末からなる圧粉体の成形用粉末であって、該粉末を画像処理することで算出される円形度のうち、累積頻度における５０％時の円形度（φａ）が０．５８≦φａ≦０．７５であると共に、最多頻度の円形度（φｍ）が０．６＜φｍ≦０．８５である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主原料粉末としての鉄基粉末と、潤滑剤粉末を含む副原料粉末との混合粉末からなる圧粉体の成形用粉末であって、該粉末を画像処理することで算出される円形度のうち、累積頻度における５０％時の円形度（φａ）が０．５８≦φａ≦０．７５であると共に、最多頻度の円形度（φｍ）が０．６＜φｍ≦０．８５であることを特徴とする圧粉体の成形用粉末。
【請求項２】
累積頻度における５０％時の円形度（φａ）が０．５８≦φａ≦０．７であると共に、最多頻度の円形度（φｍ）が０．６＜φｍ≦０．８である請求項１に記載の圧粉体の成形用粉末。
【請求項３】
流動度が３０ｓ／５０ｇ未満であると共に、見掛密度が３．７ｇ／ｃｍ3以上である請求項１又は２に記載の圧粉体の成形用粉末。
【請求項４】
前記鉄基粉末が、水アトマイズ鉄基粉末である請求項１〜３の何れか一項に記載の圧粉体の成形用粉末。
【請求項５】
主原料粉末としての鉄基粉末と、潤滑剤粉末を含む副原料粉末との混合粉末からなる圧粉体の成形用粉末を製造するに際し、該粉末を画像処理することで算出される円形度のうち、累積頻度における５０％時の円形度（φａ）および最多頻度の円形度（φｍ）のそれぞれが、０．５８≦φａ≦０．７５および０．６＜φｍ≦０．８５となるように、前記主原料粉末と前記副原料粉末とを混合しながら変形させることを特徴とする圧粉体の成形用粉末の製造方法。
【請求項６】
対流混合およびせん断混合を同時に実現可能な条件下で、前記主原料粉末と前記副原料粉末とを混合する請求項５に記載の圧粉体の成形用粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧粉体の成形用粉末およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コスト低減を主たる目的として、自動車や産業用機械等に組み込んで使用される種々の機械部品が、いわゆる溶製品から、圧粉体を加熱・焼結等することで得られる焼結金属部品へと置き換わりつつある。特に、鉄基粉末を主原料粉末とした圧粉体の成形用粉末を選択使用した場合、機械的特性に優れ、様々な分野への適用を可能とする焼結体が得られる。
【０００３】
圧粉体の成形用粉末（以下、単に「成形用粉末」ともいう）のうち、鉄基粉末を主原料粉末とするものには、通常、圧粉体の成形性を高めるための潤滑剤粉末の他、焼結体の機械的特性等を高めるための炭素粉末や他の金属粉末（以下、これらを含む概念として「副原料粉末」との語句を使用する）が配合される。しかしながら、主原料粉末と副原料粉末とでは、粉末（粒子）の形状、粒径および比重等が相互に異なるため、同種粉末が偏析し易く、また、流動性（成形金型に対する充填性）が低いという問題がある。そして、同種粉末が偏析すると、焼結体の金属組織中に粗大空孔が生じ易くなるため、焼結体の機械的特性が低下し易くなる他、焼結体相互間で機械的特性がばらつき易くなる。また、成形用粉末の流動性が低い場合、成形用粉末を成形金型に密充填することができないため、高密度・高精度の圧粉体、ひいては機械的特性等に優れた焼結体を安定的に得ることが難しくなる。そこで、上記のような問題を解消することを目的として種々の技術手段が提案されている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１では、成形用粉末にスチレン系合成ゴム共重合体もしくはその水素化物を配合し、この配合物を主原料粉末と副原料粉末との結合剤として用いることにより、副原料粉末の偏析を効果的に防止し得る成形用粉末を実現している。
【０００５】
また、下記の特許文献２では、専用の結合剤を使用せず、結合剤の働きを兼ねる潤滑剤を用いて合金粉末の造粒を行い、複数の合金粉末が集合した顆粒状体を得ることにより、流動性に優れた成形用粉末を実現している。
【０００６】
さらに、下記の特許文献３では、ガスアトマイズ鉄基粉末と水アトマイズ鉄基粉末とを所定の割合で混合してなる主原料粉末のうち、主に水アトマイズ鉄基粉末の表面に、潤滑剤粉末、さらにはカーボンブラックを付着させることにより、流動性や充填性に優れた成形用粉末を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２８９８４６１号公報
【特許文献２】特開平８−１４３９０１号公報
【特許文献３】特開２０１３−１９４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３の技術手段は、それぞれ、以下のような問題がある。まず、特許文献１のように、結合剤を介して成形用粉末の粒子同士が結合した結合体を形成した場合、当該結合体が粗大空孔の発生原因になり易いため、高密度の焼結体を安定的に得ることが難しいという問題がある。また、特許文献１の成形用粉末を得る際には、結合剤を有機溶剤に溶解させた後、有機溶剤を揮発させる必要があることから、手間がかかる。
【０００９】
特許文献２では、溶媒（特に有機溶媒）に対して可溶性を有する特定の潤滑剤粉末を用いる必要があるため、汎用性に欠ける。また、成形用粉末を得る際には、合金粉末、潤滑剤粉末および溶媒を混合してなる混合物から溶媒を揮発させた後、混合物を加熱・冷却等する必要があることから、より多くの工数や手間を要する。
【００１０】
特許文献３の成形用粉末は、主原料粉末としてガスアトマイズ鉄基粉末と水アトマイズ鉄基粉末の混合粉末を使用することを前提としているため、汎用性に欠ける。また、特許文献３では、主原料粉末と潤滑剤粉末との混合時、この混合粉末とカーボンブラックとの混合時、および圧粉体の成形時のそれぞれにおいて、対象物を所定温度で加熱する必要があることから、焼結体の製造コストが増大する。
【００１１】
以上の実情に鑑み、本発明の課題は、主原料粉末としての鉄基粉末や、潤滑剤粉末をはじめとする副原料粉末の種類に制限を加えたり、粉末の粒子同士を結合させる結合剤を用いたりせずとも、流動性に優れ、高精度・高密度の圧粉体を成形可能とする成形用粉末を提供し、もって機械的特性に優れた焼結金属部品を低コストに作製可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、主原料粉末としての鉄基粉末と、少なくとも潤滑剤粉末を含む副原料粉末とを混合してなる圧粉体の成形用粉末において、該粉末（粒子）の円形度を制御すれば、流動性に優れ、所定形状・精度の圧粉体を成形することのできる成形用粉末を実現し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、上記の課題を解決するために創案された本発明は、主原料粉末としての鉄基粉末と、潤滑剤粉末を含む副原料粉末との混合粉末からなる圧粉体の成形用粉末であって、該粉末を画像処理することで算出される円形度のうち、累積頻度における５０％時の円形度（φａ）が０．５８≦φａ≦０．７５であると共に、最多頻度の円形度（φｍ）が０．６＜φｍ≦０．８５であることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成を有する圧粉体の成形用粉末は、該粉末を画像処理することで算出される円形度のうち、累積頻度における５０％時の円形度（φａ）および最多頻度の円形度（φｍ）のそれぞれが、０．５８≦φａ≦０．７５および０．６＜φｍ≦０．８５となるように、主原料粉末と副原料粉末とを混合しながら変形させることで得られる。主原料粉末と副原料粉末の混合は、対流混合およびせん断混合を同時に実現可能な条件下で行うのが好ましい。
【００１５】
なお、本発明でいう「円形度（φ）」とは、以下に示す手順で算出されるパラメータである。
・まず、粉末を顕微鏡（例えば、キーエンス社製のマイクロスコープＶＨＸ−９００）で観察し、粉末の投影画像を撮影する。
・次に、画像処理ソフト（例えば、三谷商事社製のＷｉｎＲＯＯＦ２０１３）を用いて、上記の投影画像から粉末の二次元的な投影面積（Ｓ）および周囲長（Ｌ）を測定する。
・最後に、φ＝４πＳ／Ｌ2という関係式に上記ＳおよびＬの値を代入してφの値を算出する。
【００１６】
ここで、円形度（φ）は０よりも大きく１以下（０＜φ≦１）であり、仮に、粉末が真球形状をなし、上記の投影画像が真円の場合、円形度（φ）＝１となる。また、本発明でいう円形度φａ，φｍは、７０００〜８０００個の粒子の上記投影面積（Ｓ）および周囲長（Ｌ）の測定結果から算出している。
【００１７】
詳細は後述するが、主原料粉末と副原料粉末との混合粉末の円形度φａ，φｍの値が上記範囲内にあれば、従来のように、結合剤を用いて成形用粉末を構成する粒子同士を結合させたり、加熱しながら粉末を混合したりせずとも、同種粉末の偏析が可及的に防止され、流動性（成形金型への充填性）に優れた圧粉体の成形用粉末を実現することができる。また、本発明に係る圧粉体の成形用粉末は、上記のとおり、主原料粉末と副原料粉末とを混合しながら変形させるだけで得ることができるため、混合中に変形可能な粉末である限りにおいて、使用する鉄基粉末（主原料粉末）や副原料粉末に特段の制限を加える必要はない。そして、本発明に係る粉末は上記のような特徴を有することから、これを圧縮成形すれば、高密度・高精度の圧粉体を得ることができ、また、この圧粉体を所定温度で加熱すれば、高密度で機械的特性に優れた焼結体（具体的には、密度が７．６ｇ／ｃｍ3以上にまで高められた鉄系金属の焼結体）を得ることができる。
【００１８】
上記の混合粉末からなる成形金型への充填性を一層高めるためには、上記の円形度φａ，φｍのそれぞれが、０．５８≦φａ≦０．７および０．６＜φｍ≦０．８であるのが一層好ましい。
【００１９】
ところで、粉末の流動性は、例えば流動度および見掛密度に基づいて評価することができる。本発明に係る成形用粉末は、流動度が３０ｓ／５０ｇ未満にまで高められ、また見掛密度が３．７ｇ／ｃｍ3以上にまで高められたものとなる。
【００２０】
なお、本発明でいう「流動度」は、“ＪＩＳ  Ｚ２５０２：金属粉−流動度測定法”に基づいて測定される値をいい、具体的には、５０ｇの混合粉末がφ２．５ｍｍのオリフィスを介して流れ出るまでに要した時間の実測値（単位：ｓ／５０ｇ）とする。また、本発明でいう「見掛密度」は、“ＪＩＳ  Ｚ２５０４：金属粉−見掛密度測定方法”に基づいて測定（算出）される値をいい、具体的には、所定の容器に対してφ２．５ｍｍのオリフィスを介して混合粉末を流し込み、すり切ったときの混合粉末の重量と上記容器の容積から算出した値とする。
【００２１】
本発明の構成上、鉄基粉末は、いかなる製法で製造されたものであっても問題なく使用できるが、コスト面を考慮すると、水アトマイズ鉄基粉末（水アトマイズ法により製造された鉄基粉末）を使用するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
以上より、本発明によれば、主原料粉末としての鉄基粉末や、潤滑剤粉末をはじめとする副原料粉末の種類に制限を加えたり、粉末の粒子同士を結合させる結合剤を用いたりせずとも、同種粉末の偏析が可及的に防止されると共に流動性に優れ、高精度・高密度の圧粉体を成形可能とする圧粉体の成形用粉末を実現することができる。従って、この成形用粉末を圧縮成形すれば、高精度・高密度の圧粉体、ひいては機械的特性に優れた鉄系金属の焼結体（鉄系の焼結金属部品）を低コストに作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る圧粉体の成形用粉末を用いて作製される焼結金属製の歯車の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す歯車の部分拡大断面図である。
【図３】本発明に係る成形用粉末の拡大写真である。
【図４】図３に示す成形用粉末の基材の拡大写真である。
【図５】実施例で使用する鉄基粉末の粒度分布を示す図である。
【図６】試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１に、本発明に係る圧粉体の成形用粉末を用いて作製し得る焼結金属部品Ａの一例を示す。同図に示す焼結金属部品Ａは、鉄系金属の焼結体からなり、外周部に凹部と凸部が交互に配置された歯面２を有する歯車１である。図２に示すように、この歯車（焼結歯車）１の表層部には、焼結後の高強度化処理により形成された硬化層３が設けられている。また、歯車１の各部の硬度は、表面が最も高く、芯部（厚さ方向の中央部）に向けて徐々に低下している。従って、歯面２の機械的強度や耐摩耗性等は、歯車１を構成する各部のうちで最も高められている。
【００２６】
上記構成を有する焼結歯車１は、例えば、混合工程、圧縮成形工程、焼結工程および高強度化工程を順に経て製造される。以下、各工程について詳述する。
【００２７】
混合工程では、主原料粉末としての鉄基粉末と、後述する副原料粉末とを混合することにより、これらの混合粉末からなる圧粉体の成形用粉末、より詳細には、該粉末を画像処理することで算出される円形度のうち、累積頻度における５０％時の円形度φａが０．５８≦φａ≦０．７５（より好ましくは、０．５８≦φａ≦０．７）であると共に、最多頻度の円形度φｍが０．６＜φｍ≦０．８５（より好ましくは、０．６＜φｍ≦０．８）である成形用粉末を得る工程である。成形用粉末が上記の円形度φａ，φｍを有することにより、成形用粉末は、図３に示すように、凹凸状の表面ではなく、比較的滑らかな表面を有する球状をなすものとなる。以下、まず、使用可能な主原料粉末（鉄基粉末）、およびこの主原料粉末に添加・混合される副原料粉末について述べてから、具体的な混合方法について述べる。
【００２８】
［主原料粉末］
主原料粉末は、上記のとおり、鉄を主成分とする鉄基粉末である。鉄基粉末としては、純鉄粉末の他、Ｆｅと他の金属が完全に合金化した完全合金粉末、Ｆｅ粒子（又はＦｅ合金粒子）の表面にＮｉ，Ｍｏ等の他の金属粒子が部分拡散した部分拡散合金粉末等を使用可能である。部分拡散合金粉末としては、例えば、Ｆｅ−Ｍｏ合金粒子の周囲にＮｉ粒子が部分拡散したものを使用することができる。このような部分拡散合金粉末であれば、例えば、ＦｅとＮｉとが完全に合金化した粉末に比べて焼結前の粉末硬さが低いため、圧粉体の成形性を高めることができる。また、鉄基粉末としては、どのような製法で製造されたものであっても問題なく使用可能である。すなわち、例えば、ガスアトマイズや水アトマイズ等のアトマイズ法により製造されるアトマイズ粉末、還元法により製造される還元粉末、電解法により製造される電解粉末、カルボニル法により製造されるカルボニル粉末などが使用できる。本実施形態では、この中でも、低コストで成形性に優れた水アトマイズ粉末（水アトマイズ鉄基粉末）、すなわち水アトマイズ法により製造された鉄基粉末を使用する。なお、当該混合工程において、副原料粉末と混合される前の水アトマイズ粉末は、図４に示すように、凹凸状の表面を有する不規則形状をなしている。
【００２９】
［副原料粉末］
副原料粉末は、圧粉体の成形性を高めるための潤滑剤粉末を含み、さらに、焼結体の機械的特性等を高めるための炭素粉末や他の金属粉末（鉄を合金化するための合金化粉末）を含む。なお、炭素粉末や合金化粉末は必要に応じて使用すれば良く、必ずしも使用する必要はないが、本実施形態では、少なくとも潤滑剤粉末および炭素粉末（黒鉛粉末）を使用する。
【００３０】
使用する潤滑剤粉末に特段の制限はなく、一般的に入手可能なものであれば問題なく使用することができる。具体的には、例えば、ステアリン酸やラウリン酸等の長鎖脂肪酸とＬｉ，Ｃａ，Ｚｎ等の金属とで構成される金属石けんの粉末、ステアリン酸アミドやエチレンビスステアリンアミド（ＥＢＳ）等に代表されるアミドワックスを含む粉末、二硫化モリブデンを含む粉末などの群から選択される一種又は二種以上を使用することができる。また、使用する炭素粉末にも特段の制限はなく、例えば、黒鉛粉末、カーボンブラック、フラーレン、ナノカーボン粉末などを使用できるが、本実施形態では、入手性やコスト面を考慮して黒鉛粉末を使用する。さらに、他の金属粉末（合金化粉末）としては、主に焼入れ性や機械的特性を高めることのできる金属の粉末、例えば、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕの群から選択される一種又は二種以上の金属粉末を使用することができる。
【００３１】
［混合方法］
詳細な図示は省略するが、本発明では、Ｖ型混合機やダブルコーン型混合機等を用いて実施される一般的な対流混合方法ではなく、対流混合およびせん断混合を同時に実現可能な混合方法を用いて主原料粉末（本実施形態では、水アトマイズ鉄基粉末）と副原料粉末とを混合する。これは、対流混合では、粉末の混合時に、二次元的な上下方向のみへしか粉末を流動させることができないため、鉄基粉末と潤滑剤粉末のように比重や粒径等が相互に異なる二種以上の粉末を十分に（均一に）混合することができないためである。これに対し、対流混合およびせん断混合を同時に実現可能な混合方法であれば、粉末の混合時には、粉末が上下方向のみならず左右方向にも流動する（粉末が三次元的に混合される）ので、比重や粒径が相互に異なる粉末を均一に混合することができる。なお、このような混合方法を実施し得る混合機として、例えば、日本コークス社製のＭＰ５Ｂ／Ｉ型マルチパーパスミキサを使用することができる。
【００３２】
そして、対流混合およびせん断混合を同時に実現可能な混合方法により主原料粉末と副原料粉末とを混合すれば、混合時に大きなエネルギーを各粉末に付与することができるため、混合に伴って各粉末を変形させる（各粉末の表面形状を調整する）ことができる。そのため、上記の主原料粉末と副原料粉末とを上記態様で混合して得られた成形用粉末（特に主原料粉末としての水アトマイズ鉄基粉末）は、図４に示すような不規則形状ではなく、図３に示すような略球状の形態を有する。なお、ここでは、上記態様で主原料粉末と副原料粉末とを混合するのに伴って上記の円形度φａ，φｍを有する成形用粉末を得ることができるように、混合条件（混合機の回転数や運転時間）を調整する。
【００３３】
図示は省略するが、圧縮成形工程では、上記の混合工程で得られた成形用粉末を成形金型で圧縮成形することにより、目的形状、ここでは歯車１の形状に対応した略完成品形状の圧粉体を得る。本実施形態では、成形金型および成形用粉末の何れか一方又は双方を室温以上の所定温度に加熱する、いわゆる温間成形法は採用せず、室温環境で圧粉体を成形する。また、成形圧力は、これを高めるほど圧粉体を高密度化することができるが、成形圧力が高過ぎると、圧粉体の内部に密度ムラによるラミネーション（層状剥離）が生じ易くなる他、成形金型に過剰な負荷がかかって金型寿命が低下する。そのため、成形圧力は、例えば９００〜１５００ＭＰａ程度とするのが好ましい。
【００３４】
なお、成形金型としては、その成形面（粉末充填部の画成面）がＤＬＣ被膜やＴｉ系被膜等の硬質被膜で被覆されたものを用いても良い。
【００３５】
焼結工程では、圧縮成形工程で得られた圧粉体を所定温度以上で加熱することにより、主原料粉末（鉄基粉末）の粒子同士がネック結合した焼結体を得る。本実施形態の圧粉体は、鉄基粉末を主体とすることから、加熱温度（焼結炉の炉内温度）は例えば１０００〜１３００℃程度に設定し、炉内雰囲気は不活性雰囲気（例えば、アルゴンガス雰囲気やＲＸガス雰囲気）、もしくは真空とする。圧粉体が炭素粉末（黒鉛粉末）を含む場合、圧粉体を焼結するのに伴って圧粉体中の黒鉛粉末が鉄基粉末内に固溶するため、焼結体のうち、圧粉体の段階で黒鉛粉末が存在していた箇所は空孔となるが、圧粉体を焼結するのに伴って圧粉体は全体的に収縮する。そして、上記の空孔が形成されることによる密度低下分よりも、圧粉体の収縮に伴う密度向上分が上回るため、焼結体の密度は圧粉体の密度よりも高くなる。その結果、密度が７．６ｇ／ｃｍ3以上、好ましくは７．６２ｇ／ｃｍ3以上にまで高められた鉄系金属の焼結体が得られる。
【００３６】
高強度化工程では、焼結工程で得られた焼結体に適当な高強度化処理を施し、焼結体の表層部に硬化層３（図２参照）を形成する。これにより、焼結歯車１の機械的強度や耐摩耗性が一層高められる。高強度化処理の方法に特段の制約はなく、浸炭焼入れ、ずぶ焼入れ、高周波焼入れなどに代表される熱処理、もしくはショットピーニングや冷間加工（冷間鍛造）等の塑性加工を採用することができる。高強度化処理として熱処理を採用する場合には、歯車１に高い靭性を併せて付与するため、焼入れ後に焼戻し処理を実施するのが好ましい。
【００３７】
なお、高強度化処理の手法は、熱処理や塑性加工に限らず、窒化、軟窒化、浸硫、めっき処理、硬質被膜（例えばＤＬＣ被膜）の形成処理、スチーム処理をはじめとする防錆処理等を採用することもできる。
【００３８】
以上で説明した各工程を経て、図１および図２に示す焼結金属部品Ａとしての歯車１が完成する。なお、焼結工程での収縮に伴い、焼結体の形状精度に狂いが生じた場合には、高強度化処理の実施前に、焼結体の形状精度を高める処理（例えば、サイジング）を焼結体に施しても良い。また、焼結金属部品Ａを、その内部空孔に潤滑油を含浸させた状態で使用する場合には、高強度化処理工程の実施後に含油工程を設け、この含油工程で焼結金属部品Ａの内部空孔に潤滑油を含浸させる含油処理を実施する。
【００３９】
以上、本発明に係る成形用粉末を用いて製造される焼結金属部品Ａとしての歯車１およびその製造方法の一例を説明したが、本発明に係る成形用粉末は、その他の焼結金属部品、例えば焼結金属製のすべり軸受やカム等を作製する際に用いることも可能である。また、本発明に係る成形用粉末は、上記の高強度化処理を実施せずに得られる焼結金属部品Ａを作製する際に用いることも可能である。
【００４０】
本発明の有用性（本発明により奏される作用効果）は、以下に示す実施例に基づき明らかになる。
【実施例】
【００４１】
本発明の有用性を確認するため、粉末の混合方法（混合条件）を変更して複数種の成形用粉末を得てから、各成形用粉末について『円形度（より詳細には、累積頻度における５０％時の円形度φａおよび最多頻度の円形度φｍ）』、『流動度』および『見掛密度』を前述した手順で算出・測定した。『流動度』および『見掛密度』については、測定値に基づいて「×」、「○」および「◎」の三段階で良否を評価した。『流動度』および『見掛密度』の具体的な評価基準は以下のとおりである。
［流動度の評価基準］
×：３０ｓ／５０ｇ以上
○：２５ｓ／５０ｇ以上３０ｓ／５０ｇ未満
◎：２５ｓ／５０ｇ以下
［見掛密度の評価基準］
×：３．７ｇ／ｃｍ3未満
○：３．７ｇ／ｃｍ3以上３．９ｇ／ｃｍ3未満
◎：３．９ｇ／ｃｍ3以上
【００４２】
また、各成形用粉末を用いて圧粉体を成形し、該圧粉体の『成形精度』を確認・評価してから圧粉体を焼結することにより、実施例又は比較例に係る焼結体を得、各焼結体について『焼結密度』を算出・確認した。『成形精度』については、成形後の圧粉体表面を目視観察し、クラックや欠けがあるものを「×」、ないものを「○」で評価した。一方、『焼結密度』については、ＪＩＳ  Ｚ２５０１に規定の方法に則って算出し、算出値に基づいて「×」、「○」および「◎」の三段階で良否を評価した。具体的な評価基準は以下のとおりである。
［焼結密度の評価基準］
×：７．６ｇ／ｃｍ3未満
○：７．６ｇ／ｃｍ3以上７．６２ｇ／ｃｍ3未満
◎：７．６２ｇ／ｃｍ3以上
【００４３】
次に、実施例１−６および比較例１−８に係る試験体（焼結体）の作製手順を述べる。
［実施例１に係る焼結体］
（１）まず、主原料粉末として、２ｗｔ％のＮｉおよび１ｗｔ％のＭｏを含み、残部をＦｅおよび不可避的不純物とする部分拡散合金粉末であって、水アトマイズ法により製造されたもの（ＪＦＥスチール社製のシグマロイ２０１０：平均粒径１００μｍ程度）を５００ｇ準備し、この主原料粉末の粒度分布を篩分けにより調査した。この篩分けにより調査した粒度分布を図５に示す。
（２）次に、上記の主原料粉末と、副原料粉末としての０．２ｗｔ％の黒鉛粉末（ＴＩＭＣＡＬ社製のＴＩＭＲＥＸ  Ｆ−１０）、および０．３ｗｔ％の潤滑剤粉末（ロンザジャパン社製のＡｃｒａｗａｘＣ（“Ａｃｒａｗａｘ”は登録商標））とを対流混合およびせん断混合を同時に実現できる混合機（日本コークス社製ＭＰ５Ｂ／Ｉ型マルチパーパスミキサ）に投入してから、この混合機を１０００ｍｉｎ-1×６０分間運転することにより、上記３種類の粉末の混合粉末からなる成形用粉末（実施例１に係る成形用粉末）を得た。
（３）次に、成形金型に充填した上記の成形用粉末を１２００ＭＰａの成形圧で圧縮することにより、外径２３．２ｍｍ×内径１６．４ｍｍ×軸方向寸法７ｍｍの円筒状圧粉体を成形した。なお、成形金型や成形用粉末は加熱せず、室温環境（２５℃）で上記圧粉体を成形した。
（４）最後に、上記圧粉体を焼結炉に投入し、炉内の最高温度：１２５０℃、最高温度の保持時間：１５０分の条件で上記圧粉体を加熱・焼結することにより、実施例１に係る焼結体を得た。
［実施例２に係る焼結体］
混合機の運転条件を２０００ｍｉｎ-1×１０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［実施例３に係る焼結体］
混合機の運転条件を２０００ｍｉｎ-1×３０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［実施例４に係る焼結体］
混合機の運転条件を２０００ｍｉｎ-1×６０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［実施例５に係る焼結体］
混合機の運転条件を３０００ｍｉｎ-1×１０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［実施例６に係る焼結体］
混合機の運転条件を３０００ｍｉｎ-1×３０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［比較例１に係る焼結体］
上記の主原料粉末と副原料粉末とを混合するための混合機として、対流混合のみが実施される混合機（筒井理化学器械社製のＶ型混合機Ｓ−３型）を用いた点、また、当該混合機を７０ｍｉｎ-1×３０分間運転することで上記粉末を混合した点以外は、実施例１に係る焼結体と同様。
［比較例２に係る焼結体］
圧粉体の成形温度を８０℃に変更した以外は比較例１に係る焼結体と同様。
［比較例３に係る焼結体］
混合機の運転条件を１０００ｍｉｎ-1×１０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［比較例４に係る焼結体］
混合機の運転条件を１０００ｍｉｎ-1×３０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［比較例５に係る焼結体］
混合機の運転条件を３０００ｍｉｎ-1×６０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［比較例６に係る焼結体］
混合機の運転条件を５０００ｍｉｎ-1×１０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［比較例７に係る焼結体］
混合機の運転条件を５０００ｍｉｎ-1×３０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
［比較例８に係る焼結体］
混合機の運転条件を２０００ｍｉｎ-1×６０分間に変更した以外は実施例１に係る焼結体と同様。
【００４４】
各成形用粉末の混合条件の他、各成形用粉末の『円形度φａ，φｍ』、各成形用粉末の『流動度』および『見掛密度』の評価、各圧粉体の『成形精度』の評価、並びに各焼結体の『焼結密度』の評価を図６にまとめて示す。
【００４５】
図６に示すように、一定以上の条件で混合されることにより、累積頻度における５０％時の円形度φａおよび最多頻度の円形度φｍの双方が、比較例１−４に係る粉末よりも十分に高められた実施例１−６に係る粉末は、粉体特性（流動度および見掛密度）が向上した。これに伴い、実施例１−６に係る焼結体は高密度となった。
【００４６】
なお、比較例２に係る粉末は、上記円形度φａ，φｍが十分に高まるように混合されたものではないため、流動度および見掛密度の評価は低いが、比較例２に係る焼結体は、いわゆる温間成形により成形された圧粉体を焼結することで得られたものであるため、密度は十分に高まっていた。逆に言えば、実施例１−６に係る焼結体（特に実施例３に係る焼結体）は、温間成形を採用せずともその密度が比較例２に係る焼結体の密度と同程度にまで高まっていることから、上記円形度φａ，φｍが所定値以上に高められた粉末を用いれば、製造コストの増大を招来する温間成形を採用せずとも、高精度・高密度の圧粉体、ひいては高密度で高強度の焼結体を得ることができることがわかる。これは、上記円形度φａ，φｍが適度に高められた（粉末表面の凹凸が適度に少なくなった）結果、粉末充填時における粉末同士の絡み合いの程度が減じられ、細密充填が促進されたためであると推察される。
【００４７】
一方、比較例５−８に係る粉末は、実施例１−６に係る粉末よりも粉末混合時の回転数および／または粉末混合の処理時間を増加させた結果、上記の円形度φａ，φｍが実施例１−６に係る粉末よりも高められているため、流動度および見掛密度は十分に高まっているが、圧粉体の成形精度が低下するという致命的な欠陥が生じた。これは、上記円形度φａ，φｍが過剰に高まった結果、粉末同士の絡み合いが極端に減じられたためであると推察される。従って、上記円形度φａ，φｍの双方を所定の数値範囲、具体的には、０．５８≦φａ≦０．７５で、かつ０．６＜φｍ≦０．８５とするのが好ましく、０．５８≦φａ≦０．７で、かつ０．６＜φｍ≦０．８とするのが一層好ましい。
【００４８】
以上から、本発明によれば、主原料粉末としての鉄基粉末や、潤滑剤粉末をはじめとする副原料粉末の種類に制限を加えたり、粉末の粒子同士を結合させる結合剤を用いたりせずとも、さらには、コスト増大を招来する温間成形等を採用せずとも、高精度・高密度の圧粉体、ひいては高密度で機械的特性に優れた焼結体を作製可能とする成形用粉末を実現することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１        歯車
２        歯面
Ａ        焼結金属部品
【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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