JP2001098301A

JP2001098301A - 高密度焼結体用造粒粉末及びこれを用いた焼結体

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Publication number: JP2001098301A
Application number: JP27592399A
Authority: JP
Inventors: Akira Horata; 亮洞田; Tetsuya Kondo; 鉄也近藤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-10
Also published as: US6348081B1; TW461837B

Abstract

(57)【要約】【課題】流動性、焼結密度に優れた高密度焼結体用造
粒粉末及びこれを用いた焼結体を提供する。【解決手段】それぞれステンレス鋼から成り、平均粒
径１〜２０μｍの小径粒子２及び平均粒径３０〜１５０
μｍの大径粒子４とを含む材料粉末を、バインダを用い
て造粒して成る造粒粉末１であって、小径粒子２は、造
粒粉末１中に３０〜７０重量％の割合で含まれていて、
かつ、小径粒子２の少なくとも一部は大径粒子４の表面
に付着して外添粒子６を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末冶金による焼
結体の製造用粉末、及びこれを用いた焼結体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の排気パイプはその途中
に触媒装置や酸素センサの取付ボス等が配設された構造
をなし、例えば、排気マニホールド側から、フロントパ
イプ、酸素センサの取付ボス、触媒装置、及びセンター
パイプが直列に接続され、センターパイプの後端はマフ
ラ側に繋がっている。この場合、フロントパイプとセン
ターパイプの前後端にはそれぞれフランジが溶接され、
このフランジを介して各パイプが前記取付ボスや触媒装
置等に接続されている。従来、上述のフランジや取付ボ
スは溶製材を加工して製造されてきたが、これらは複雑
な形状をしているため、加工費が増大してコストアップ
を招いていた。

【０００３】このようなことから、排気パイプに用いる
のと同一の材料（例えばフェライト系ステンレス鋼）か
ら成る粉末を焼結することにより、これらの部品をより
安価に製造することが行われている。その場合、所定の
金属粉末を金型の内部に充填・加圧して圧粉体とし、こ
の圧粉体を前記金属の焼結温度以上で焼成することによ
り焼結体が製造されている。

【０００４】ところで、近年のエンジンの高性能化・高
効率化に伴い、エンジンからの排気ガスの温度もより高
温となる傾向にある。このようなことから、排気パイプ
の材料として、フェライト系ステンレス鋼に比べて耐熱
性に優れ、又、腐食性の排気ガスに対して耐食性を備え
ているオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４
等）も用いられてきている。しかしながら、オーステナ
イト系ステンレス鋼製の排気パイプに上記したフェライ
ト系ステンレス鋼から成るフランジを溶接すると、各素
材の熱膨張係数に差があるために溶接品の熱疲労特性が
低下する。従って、このような場合には、フランジや取
付ボスもまた、溶接対象の排気パイプと同一の材料（オ
ーステナイト系ステンレス鋼）の粉末を焼結して製造す
ることが必要になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たフェライト系ステンレス鋼やオーステナイト系ステン
レス鋼の粉末を焼結した場合、次のような問題が生じ
る。第１の問題は、得られた焼結体の焼結密度（気密
性）が充分に高くならないという問題である。このよう
な問題は、自動車の排気系に用いる部品に高い気密性が
要求されることを考えると解決すべき課題である。特
に、焼結体の気密性を高めるためには、焼結体の表面に
通じている気孔（開放気孔）を低減させることが必要で
ある。この場合、上記した排気系部品にステンレス鋼製
の焼結体を適用する条件として、その開放気孔率を５％
以下にすることが要望されているが、このような焼結体
は未だ得られていないのが現状である。

【０００６】とりわけ、オーステナイト系ステンレス
鋼、あるいは１３Ｃｒ-２ＡｌやSUS430J１Lのようなフ
ェライト系ステンレス鋼の粉末を焼結する場合に、上記
した問題が顕著になる。例えば、オーステナイト系ステ
ンレス鋼の場合、オーステナイト中におけるＦｅの拡散
係数がフェライト中におけるＦｅの拡散係数に比べて小
さいために焼結反応が進みにくく、気密性が低下し易
い。又、上記成分を有するフェライト系ステンレス鋼粉
末の場合も、同様に焼結反応が進み難くなっている。

【０００７】第２の問題は、これらの粉末を圧粉した場
合、得られた圧粉体の圧粉強度が充分であるとはいえ
ず、又、クラックや破損が生じて最終製品の歩留まりが
低下する傾向を示すという問題である。なお、一般に粉
末の流動度が低いと加圧時に型の内部を粉末が均一に流
動せず、圧粉密度（粉末の充填密度）の均一性が低下
し、そのため圧粉体の強度が低下することが知られてい
る。

【０００８】そこで、第２の問題に対しては、例えば特
開昭６３−２９３１０２号公報、あるいは特開平２−１
６６２０１号公報には、粗粒と細粒から成る混合粉末を
型に充填して粗粒同士の隙間に細粒を配置させることに
より、圧粉密度を向上させる技術が開示されている。
又、特開平７−９０３０１号公報には、主成分に従成分
を複合一体化して造粒粉末にして流動度の優れた粉末を
製造し、圧粉体の強度を向上させる技術が開示されてい
る。

【０００９】しかし、ステンレス鋼の粉末、とりわけ、
オーステナイト系ステンレス鋼や１３Ｃｒ-２ＡｌやSUS
430J１Lのようなフェライト系ステンレス鋼の粉末の場
合、上述のようにその焼結反応が抑制される傾向がある
ため、従来技術を適用して圧粉時の圧粉密度を高めても
なお、焼結体の焼結密度（気密性）を向上させる点では
不充分である。

【００１０】本発明は、ステンレス鋼粉末の焼結におけ
る上記した問題を解決し、圧粉体の製造時に型の内部に
おける流動度が優れているために得られた圧粉体の圧粉
強度が優れ、従って焼結体の焼結密度を向上せしめる高
密度焼結体用造粒粉末及びこれを用いた焼結体の提供を
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、まず、粉末の
粒径が小さいほど焼結密度が高まることに着目してなさ
れたものであって、具体的には、小径粒子を一定割合以
上含む粉末を焼結に用いる材料粉末とする。しかしなが
ら、一方では、粉末に含まれる小径粒子が多くなりすぎ
ると、この小径粒子が相互に凝集して表面凹凸が顕著で
流動度の劣る不定形な粗大粒子を形成し、粉末全体の流
動度を低下させ、ひいては圧粉体の強度を低下させるこ
とが判明している。

【００１２】上記したことを勘案し、本発明では、小径
粒子の一部を大径粒子に付着させて流動度の高い外添粒
子にすることで、粉末全体の流動度の低下を防止する。
つまり、本発明は、小径粒子を用いることで焼結体の焼
結密度を高め、同時に小径粒子を用いたときの欠点であ
る流動度を改善したことを技術思想としている。そし
て、上記した目的を達成するために、請求項１に記載の
本発明に係る高密度焼結体用造粒粉末は、それぞれステ
ンレス鋼から成り、平均粒径１〜２０μｍの小径粒子及
び平均粒径３０〜１５０μｍの大径粒子を含む材料粉末
を、バインダを用いて造粒して成り、前記小径粒子は、
前記造粒粉末中に３０〜７０重量％の割合で含まれてい
て、かつ、前記小径粒子の少なくとも一部は前記大径粒
子の表面に付着して外添粒子を形成していることを特徴
とする。

【００１３】前記バインダは潤滑性を備えたものである
ことが好ましい（請求項２）。又、前記造粒粉末の流動
度は、ＪＩＳＺ２５０４に規定するオリフィス径を５
ｍｍとした流動度試験による値で１５秒／５０ｇ以下で
あることが好ましい（請求項３）。さらに、前記造粒粉
末を焼結温度１１００〜１３５０℃で焼結することを特
徴とする高密度焼結体の製造方法が提供される（請求項
４）。

【００１４】そして、ステンレス鋼から成り、その開放
気孔率が５％以下であることを特徴とする高密度焼結体
が提供される（請求項５）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１に基づいて本発明に係
る高密度焼結体用造粒粉末１について説明する。この造
粒粉末１は、主に小径粒子２を含む微粉、及び、ある粒
度分布を持ち、大径粒子４と小径粒子２とをそれぞれ所
定の割合で含む粗粉とを混合・造粒して製造されてい
る。そして、微粉と粗粉の混合割合を適宜調整すること
により、造粒粉末１に対する小径粒子２の含有割合が規
定されている。そして、この造粒粉末１が型の内部に充
填・加圧されて圧粉体が作製され、次にこの圧粉体が焼
成されて最終製品である焼結体が製造される。

【００１６】なお、造粒粉末１中には、上記した小径粒
子２や大径粒子４の他にも種々の大きさの粒子が適宜含
まれている。図１は、造粒粉末１に含まれる代表的な粒
子を模式的に表したものである。図１において、造粒粉
末１には小径粒子２と大径粒子４が含まれ、小径粒子２
の一部は大径粒子４の表面にバインダを介して付着し、
外添粒子６を形成している。又、残余の小径粒子２は、
その一部が単独で存在し、他は相互に適宜凝集して中径
の凝集粒子２０として存在している。

【００１７】ステンレス鋼から成る小径粒子２は、小径
であるために圧粉時に各粒子が相互に隙間を生じること
なく密に配置される。このようにすると焼結が起こり易
くなるので、得られた焼結体の焼結密度は向上する。つ
まり、一般に焼結反応は粒子間の接触点を介して各粒子
が成長・結合することにより進行するが、粒子が小径に
なるほど粒子の単位体積当りの接触面積は大きくなり、
そのため焼結反応が促進される。特に、Ｆｅの拡散係数
が小さく焼結が進みにくいオーステナイト系ステンレス
鋼粉末において、かかる小径粒子を用いる効果は大であ
る。

【００１８】このようなことから、小径粒子２としては
その平均粒径が１〜２０μｍになっているものを用いる
ことが必要になる。ここで、平均粒径とは５０％粒径
（メジアン径）をいう。平均粒径は小さい方が焼結体の
焼結密度や開放気孔率を改善する点では好ましいが、平
均粒径があまり小さいと製造コストが上昇するととも
に、造粒作業が困難になる虞があるので、平均粒径を１
μｍ以上とする。一方、平均粒径が２０μｍを超えた場
合は、焼結時における粒子間の接触面積が減少し、焼結
反応が抑制されるので、平均粒径を２０μｍ以下とす
る。好ましくは、平均粒径を５〜１５μｍとする。

【００１９】そして、この小径粒子２は、造粒粉末全体
に対して３０〜７０重量％の割合で含まれていることが
必要である。小径粒子の含有割合が３０重量％未満であ
る場合は、上記した焼結反応の促進効果が不充分であ
り、７０重量％を超えた場合は、上述の粗大粒子が生じ
易くなるからである。好ましくは、３０〜５０重量％と
する。

【００２０】大径粒子４は、小径粒子に用いたのと略同
一組成のステンレス鋼から成り、造粒の際にその表面に
小径粒子２を付着させて外添粒子６を形成する。この外
添粒子６は、より詳しくは図２に示すように、小径粒子
で覆われているためにその表面が比較的滑らかになって
いる。つまり、外添粒子６はその流動度が高く、そのた
め造粒粉末全体の流動度を向上させる。

【００２１】このようなことから、大径粒子４としては
その平均粒径が３０〜１５０μｍとなっているものを用
いることが必要になる。平均粒径が３０μｍ未満である
場合は、この大径粒子から形成される外添粒子の流動度
が充分高くならず、そのため造粒粉末の流動度も向上し
ないからである。又、平均粒径が１５０μｍを超えた場
合は、焼結時に大径粒子（外添粒子）間に隙間が生じて
接触面積が減少し、焼結反応が抑制されるからである。
なお、ここでいう平均粒径とは、上述した小径粒子の場
合と同様である。好ましくは、平均粒径を４０〜１００
μｍとする。

【００２２】この大径粒子４は、造粒粉末全体に対して
３０〜７０重量％の割合で含まれているのが好ましい。
大径粒子の含有割合が３０重量％未満である場合は、生
成する外添粒子が少ないために造粒粉末の流動度を向上
させる効果が不充分となり、７０重量％を超えた場合
は、焼結時に大径粒子（外添粒子）間に隙間が生じて焼
結反応が抑制されるからである。

【００２３】小径粒子２や大径粒子４の製造には、フェ
ライト系ステンレス鋼やオーステナイト系ステンレス鋼
を用いることができる。まず、オーステナイト系ステン
レス鋼としては、例えば、Ｃ：０．１５重量％以下、Ｓ
ｉ：３重量％以下、Ｍｎ：２重量％以下、Ｎｉ：６重量
％以上、Ｃｒ：１２〜２６重量％、Ｍｏ：５重量％以下
を含有し、残部Ｆｅの組成のものを挙げることができ
る。又、上記成分の他、例えばＣｕ、Ｎｂ、Ｓｎを添加
してもよい。

【００２４】上記材料において、Ｃ含有量を０．１５重
量％以下にするのは、０．１５重量％を超えると、粉末
が硬化して圧粉密度の低下を招き、又、得られた焼結体
の耐食性の劣化が著しくなる虞があるからである。より
好ましくは０．１０重量％以下とする。又、Ｓｉ含有量
を３重量％以下にするのは、３重量％を超えると粉末が
硬化して圧粉密度の低下を招き、成形性を劣化させる虞
があるからである。より好ましくは１．５重量％以下と
する。

【００２５】Ｍｎ含有量は２重量％以下にする。２重量
％を超えると粉末中の酸素含有量が多くなって圧粉時の
成形性が低下する虞があるからである。より好ましくは
０．５重量％以下とする。Ｎｉ含有量を６重量％以上に
するのは、６重量％未満であると、粉末がマルテンサイ
ト化して硬くなり、圧粉密度が著しく低下する虞がある
からである。

【００２６】Ｃｒ含有量は１２〜２６重量％にする。１
２重量％未満であると充分な耐食性を得ることができ
ず、又、２６重量％を超えると、粉末が硬くなって圧粉
密度が低下するとともに伸びが小さくなる虞があるから
である。より好ましくは１６〜２０重量％とする。Ｍｏ
含有量を５重量％以下にするのは、５重量％を超えると
粉末が硬化して、成形性を劣化させる虞があるからであ
る。

【００２７】このような成分を有するオーステナイト系
ステンレス鋼としては、例えば、SUS304、SUS316、SUS3
10S、SUS317等を挙げることができる。又、本発明に用
いるフェライト系ステンレス鋼としては、例えば、１３
Ｃｒ-２ＡｌやSUS430J１Lを挙げることができる。小径
粒子２や大径粒子４を含んだ上述の微粉や粗粉を製造す
る方法としては、例えば水アトマイズ、ガスアトマイズ
等の公知の方法を用いることができる。又、このように
して得られた微粉や粗粉を適宜分級して造粒粉末の製造
に供してもよい。

【００２８】そして、上述の小径粒子２を主に含む微
粉、及び小径粒子２と大径粒子４とを所定の割合で含む
粗粉を混合してバインダにより造粒し、本発明の造粒粉
末１を製造する。バインダとしては、例えば、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシ
ウム、エチレンビスステアロアシド、ポリビニルアルコ
ール、メチルセルロース、エチレンビニル共重合体、エ
チレン−メタクリル酸共重合体等を挙げることができ
る。このバインダは、造粒粉末に対して例えば、０．８
〜２．５重量％の配合割合となるように添加すればよ
い。特に、バインダが潤滑性を備えていると、造粒粉末
としての流動度が向上するのでより好ましい。潤滑性を
備えたバインダとしては、例えばステアリン酸亜鉛、ス
テアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、エチレ
ンビスステアロアシドを単独で、又はこれらを複合して
用いることができる。

【００２９】この場合、得られた造粒粉末１の流動度
は、ＪＩＳＺ２５０４に規定するオリフィス径を５ｍ
ｍとした流動度試験による値で１５秒／５０ｇ以下であ
ることが好ましい。造粒粉末の流動度がこのような値に
なっていると、圧粉時に粉末は型の内部を均一に流動
し、圧粉体の強度が高くなるので、クラックや破損によ
る製品の歩留り低下が防止される。

【００３０】次に、上述の造粒粉末１を用いて焼結体を
製造する方法について説明する。まず、この造粒粉末
を、最終製品と略同形の内部空間を備えた型の内部に充
填し、粉末を例えば上パンチにより３〜１０ton／cm²程
度の圧力で加圧して圧縮成形し、圧粉体とする。そし
て、この圧粉体を型から取り出して、真空中又は水素ガ
スやアンモニア分解ガス等の雰囲気中で、温度：1100〜
1350℃、15〜120分の条件で焼結して焼結体を製造す
る。1100℃未満であると、焼結が充分に進行しない虞が
あり、又、1350℃を超えた場合には、焼結の過程で収縮
が顕著になり、製品の寸法精度の劣化を招く虞があるか
らである。焼結温度を1200〜1300度とするとより好まし
い。

【００３１】このようにして製造された本発明に係る高
密度焼結体は、ステンレス鋼から成り、その開放気孔率
が５％以下であるので、自動車の排気系部品等の気密性
を要求される用途に好適に使用できる。ここで、開放気
孔率とは、ＪＩＳＺ２５０６に規定する有効多孔率を
示し、焼結体に形成されている気孔のうちその表面に通
じている気孔（開放気孔）の体積が焼結体全体の体積に
対して占める割合をいう。なお、上述した造粒粉末を焼
結することで、圧粉時の圧粉体の強度を高め、又、焼結
時の焼結密度を向上させることができ、その結果、その
開放気孔率を５％以下にした焼結体が得られる。

【００３２】そして、焼結体の開放気孔率が５％以下で
ある場合、気孔による隙間腐食等の発生を抑制すること
ができるので、焼結体の耐食性は向上し、素材（ステン
レス鋼）それ自体の耐食性に近い値となる。又、本発明
の焼結体は、小径粒子を材料粉末として焼結されて製造
されているので、焼結密度が８９〜９８％と高く、強度
や延性にも優れている。

【００３３】

【実施例】実施例１〜６，比較例１，２ 1.造粒粉末の製造大径粒子４と小径粒子２を表１に示す割合で含む粗粉
（DAP304L）ｂ、及び、それぞれ表２に示す平均粒径の
小径粒子２から成る微粉ａ₁〜ａ₆とを用意した。そし
て、各微粉ａ₁〜ａ₆に対して粗粉ｂを１：１の重量割合
で混合し、この混合粉末に対して約１〜２重量％のバイ
ンダを添加して造粒を行い、造粒粉末Ａ₁〜Ａ₆を得た。
バインダとしては、エチレンビスステロアミド（ＥＢ
Ｓ）系の潤滑剤（ＭＸ-731Ａ；アデカファインケミカル
社製）を用いた。粗粉ｂと微粉ａ₁〜ａ₆の化学組成をそ
れぞれ表３に示す。

【００３４】なお、粗粉ｂのうち約３０重量％以下のも
のは、その粒度が３０μｍ以下となっていて、その中に
各微粉ａ₁〜ａ₆と同径の微粒子を含んでいる。しかし、
小径粒子をほぼ１００％含む微粉とこの粗粉ｂとを混合
した場合、得られた造粒粉末の５０％は前記微粉を含ん
でいることになるので、上記した粗粉ｂ中の微粒子の量
を無視しても差し支えない。従って、以下の実施例で
は、造粒粉末に対する小径粒子の含有量を５０重量％と
見なすことにする。

【００３５】このような各造粒粉末Ａ₁〜Ａ₆の見掛け密
度を常法によって測定し、さらにその流動度をＪＩＳ
Ｚ２５０４に規定するオリフィス径を５ｍｍとした流動
度試験に基づいて測定・評価した。これらの値を表４に
示す。比較として、小径粒子の平均粒径を２２．３μｍ
としたことの他は、実施例１〜６と同様にして造粒粉末
を製造した。これらを比較例１とする。又、造粒を行わ
ずに、平均粒径１０．３μｍの小径粉末を大径粉末に混
合したものを比較例２とする。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】2.圧粉体の特性評価各造粒粉末Ａ₁〜Ａ₆を所定の型に充填し、加圧力８ton
／cm²で加圧して円柱状（１１mmφ）の圧粉体を作製し
た。圧粉体の強度をＪＳＰＭ標準４−６９に規定するラ
トラ試験に基づいて評価し、又、この圧粉体の圧粉密度
を測定した。ラトラ試験値は試験前後での試験片の重量
減少率を示し、その値が小さいほど圧粉強度に優れてい
る。 3.焼結体の特性評価上記した各圧粉体を型から取り出し、大気中で400℃×3
0分間加熱して脱バインダ（脱ろう）処理を施した後、
真空中で1250℃×60分間の焼結を行った。焼結体の焼結
密度を測定し、さらに、その開放気孔率をＪＩＳＺ２
５０６に規定する有効多孔率の試験法に基づいて測定・
評価した。開放気孔率の値が小さいほど、焼結体の気密
性に優れている。これらの評価結果を表５、及び図３に
示す。

【００４１】

【表５】

【００４２】表５、及び図３から明らかなように、実施
例１〜６の造粒粉末は流動度が高くて圧粉時の圧粉密度
に優れ、又、焼結時の焼結密度に優れ、焼結体の開放気
孔率も小さくなっている。なお、開放気孔率は小径粒子
の平均粒径が小さいほど小さく、焼結密度と圧粉密度は
小径粒子の平均粒径が小さいほど高くなる傾向にある。

【００４３】小径粒子の平均粒径が実施例１〜６の造粒
粉末に比べて大きい比較例１の場合は、焼結密度が低下
するとともに、焼結体の開放気孔率が大きなものとなっ
ている。このようなことから、小径粒子の平均粒径を２
０μｍ以下とすることが必要である。小径粒子と大径粒
子を混合しただけで造粒を行わなかった比較例２の場合
は、流動性が低下して圧粉体の密度が低下し、得られた
焼結体の開放気孔率が増大した。

【００４４】実施例７〜１１，比較例３〜５ 1.造粒粉末の製造平均粒径８μｍの小径粒子から成る微粉ｃ、及び実施例
１〜６と同一の粗粉ｂを用意した。そして、微粉ｃに対
して粗粉ｂを所定の重量割合で混合し、この混合粉末に
対して約１〜２．７重量％のバインダを添加して造粒を
行い、小径粒子をそれぞれ表７に示す割合で含む造粒粉
末Ｂ₇〜Ｂ₁₁を得た。バインダは、実施例１〜６と同一
のものを用いた。微粉ｃの化学組成を表６に示す。

【００４５】各造粒粉末Ｂ₇〜Ｂ₁₁の見掛け密度と流動
度を実施例１〜６と同様にして測定した。これらの値を
表７に示す。比較として、造粒粉末に対する小径粒子の
含有割合をそれぞれ０、２０、８０重量％としたことの
他は、実施例７〜１１と同様にして造粒粉末を製造し
た。これらをそれぞれ比較例３〜５とする。

【００４６】

【表６】

【００４７】

【表７】

【００４８】2.圧粉体の特性評価実施例１〜６と同様にして、各造粒粉末Ｂ₇〜Ｂ₁₁を用
いて圧粉体を作製した。なお、加圧力は６ton／cm²、及
び７ton／cm²の２条件とした。そして、圧粉体の圧粉密
度とラトラ試験値を評価した。図４に示すように、ラト
ラ値と圧粉密度の間には相関が見られる。 3.焼結体の特性評価上記した各圧粉体を型から取り出し、実施例１〜６と同
様にして焼結を行った。焼結体の焼結密度と開放気孔率
を測定・評価した。これらの評価結果を表８、及び図５
に示す。

【００４９】

【表８】

【００５０】表８、及び図５から明らかなように、実施
例７〜１１の造粒粉末は流動度が高く、圧粉時の圧粉密
度に優れ、又、焼結時の焼結密度に優れ、焼結体の開放
気孔率も小さくなっている。なお、焼結密度は小径粒子
の含有割合が多いほど高くなり、開放気孔率は小径粒子
の含有割合が多いほど小さくなる傾向にある。そして、
圧粉密度は小径粒子の含有割合に対して極大値を有す
る。

【００５１】造粒粉末に対する小径粒子の含有割合が実
施例７〜１１に比べて少ない比較例３、４の場合は、焼
結体の焼結密度が低下し、開放気孔率が大きなものとな
っている。又、圧粉密度も実施例に比べて低いものとな
っている。造粒粉末に対する小径粒子の含有割合が実施
例７〜１１に比べて多い比較例５の場合は、焼結体の焼
結密度と開放気孔率は良好であるが、圧粉密度が劣った
ものとなっている。このようなことから、造粒粉末に対
する小径粒子の含有割合を３０〜７０重量％とすること
が必要である。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
高密度焼結体用造粒粉末は、小径粒子の一部を大径粒子
の表面に付着させて流動性の良好な外添粒子としている
ため、造粒粉末の流動度を高くすることができる。その
結果、圧粉強度を高めてクラックや破損を防止し、最終
製品の歩留まりを向上させることができる。

【００５３】又、この造粒粉末は、小径粒子を所定の割
合で含んでいるため、従来の焼結粉末に比べて焼結密度
（気密性）を大幅に向上させることができる。特に、本
来は焼結反応が進みにくいオーステナイト系ステンレス
鋼や特定の組成を有するフェライト系ステンレス鋼にお
いて、その効果は大である。そして、圧粉密度が高くな
る結果、焼結体の焼結密度もさらに向上する。

【００５４】さらに、本発明の高密度焼結体はその開放
気孔率が５％以下であり、従来の焼結材に比べてその値
が著しく低減しているので、気密性、焼結密度に優れる
とともに耐食性が向上し、素材本来の耐食性を発揮する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高密度焼結体用造粒粉末を示す模
式図である。

【図２】本発明に係る高密度焼結体用造粒粉末のＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡）像を示す図面代用写真である。

【図３】造粒粉末中の小径粒子の粒径を横軸にとり、圧
粉密度、ラトラ値、焼結密度、及び焼結体の開放気孔率
をそれぞれ縦軸にとったグラフである。

【図４】造粒粉末中の小径粒子の含有割合を５０重量％
としたときの、圧粉密度とラトラ値の関係を示すグラフ
である。

【図５】造粒粉末中の小径粒子の含有割合を横軸にと
り、圧粉密度、ラトラ値、焼結密度、及び焼結体の開放
気孔率をそれぞれ縦軸にとったグラフである。

【符号の説明】

１造粒粉末２小径粒子４大径粒子６外添粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれステンレス鋼から成り、平均粒
径１〜２０μｍの小径粒子及び平均粒径３０〜１５０μ
ｍの大径粒子を含む材料粉末を、バインダを用いて造粒
して成る造粒粉末であって、前記小径粒子は、前記造粒粉末中に３０〜７０重量％の
割合で含まれていて、かつ、前記小径粒子の少なくとも一部は前記大径粒子の
表面に付着して外添粒子を形成していることを特徴とす
る高密度焼結体用造粒粉末。
【請求項２】前記バインダは潤滑性を備えたものであ
ることを特徴とする請求項１に記載の高密度焼結体用造
粒粉末。
【請求項３】前記造粒粉末の流動度は、ＪＩＳＺ２
５０４に規定するオリフィス径を５ｍｍとした流動度試
験による値で１５秒／５０ｇ以下であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の高密度焼結体用造粒粉末。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の造粒粉
末を焼結温度１１００〜１３５０℃で焼結することを特
徴とする高密度焼結体の製造方法。
【請求項５】ステンレス鋼から成り、その開放気孔率
が５％以下であることを特徴とする高密度焼結体。