WO2000062960A1

WO2000062960A1 - Materiau de moulage a base de poudre metallique et corps moule par recompression, corps fritte obtenu a partir dudit corps moule par recompression, et procedes de production y relatifs

Info

Publication number: WO2000062960A1
Application number: PCT/JP2000/001615
Authority: WO
Inventors: Takashi Yoshimura; Hiroyuki Amma; Masashi Fujinaga; Mitsumasa Iijima; Yasuo Hatai; Takayuki Matsumoto; Satoshi Uenosono; Shigeru Unami
Original assignee: Unisia Jecs Corporation; Kawasaki Steel Corporation
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2000-10-26
Also published as: TW436345B; US6503443B1; US20020159908A1; KR20010052876A; DE60030063T2; CA2334753A1; EP1097770A1; EP1097770B1; US6905530B2; CN1297389A; DE60030063D1; EP1097770A4

Description

明細書

金属質粉成形素材とその再圧縮成形体及びこの再圧縮成形体から得られる焼結体並びにそれらの製造方法技術分野

本発明は、焼結金属による各種構造用機械部品を得るために好適な、金属質粉成形素材とその再圧縮成形体及びこの再圧縮成形体から得られる焼結体並びにそれらの製造方法に関する。背景技術

焼結金属を得る工程の基本は、原料粉末の混合一圧粉成形一焼結 -後処理（熱処理等）である。前記工程のみで製品が得られる場合もあるが、多くの場合、各工程の間または後に、目的に応じて追加加工や各種処理が施される。

例えば、特開平 1 _ 1 2 3 0 0 5号公報には、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために、混合した粉末を圧粉成形して予備成形体を形成し、この予備球形体を仮焼結して成形素材を形成した後、この成形素材を再圧縮成形（冷間鍛造）し、焼結（本焼結）する製造方法が開示してある。

詳しくは、前記成形素材の再圧縮成形（冷間鍛造）工程を仮圧縮成形工程と本圧縮成形工程とから構成してなり、成形素材の表面には液状潤滑材を塗布して仮圧縮成形した後、成形素材に負圧を作用させて潤滑材を吸引除去し、その後、成形素材を本圧縮成形するようにしてある。

これによつて、前記予備成形体の内部に残留する潤滑材が予備成形体内部の微小空隙の圧潰消滅を妨げてポーラス状となることを防止することにより、製品の密度を 7 . 4〜 7 . 5 g / c m ³に高め、従来に比較して機械的強度の高い製品が得られるものである。

ところで、前記従来例にあっては、成形素材の再圧縮成形工程に着目して、この再圧縮成形での密度を高めることによって、比較的に機械的強度の高い製品を得るようにしてあるのであるが、これによつて得られる製品の機械的強度には限界がある。

そこで、更に製品の機械的強度を高めるためには、製品の炭素量、即ち金属粉に添加する黒鉛の量を増加させることが効果的であると考えられるけれども、一般には、黒鉛の量を増加させると成形素材の伸びが小さくなると共に、硬さが増すから、成形素材を再圧縮成形する場合の変形能が低下し、再圧縮成形が困難となる問題が招来することになる。

例えば、第 2回粉末冶金開発事例発表会講演テキスト（昭和 6 0年 1 1月 1 5 日、日本粉末冶金工業会発行） 9 0頁の記載によれば、炭素量が 0 . 0 5〜 0 . 5 %の成形素材において、伸びは最大でも 1 0 %であり、この場合の硬さは H R B 8 3となることが示されている。しかしながら、前記成形素材の侔びが 1 0 % 以下で、硬さが H R B 6 0を超えると、成形素材の再圧縮成形が困難となることは経験が教えるところであり、このため、更に伸びが大きく、硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有する成形素材を得ることが望まれていた。

発明者等は、焼結金属による機械的強度の高い構造用各種機械部品を得るための研究を重ねており、それによれば、予備成形体を仮焼結して成形素材を形成して、この成形素材を再圧縮成形し、本焼結することによって機械部品を得る場合に、成形素材は、再圧縮成形の容易さと、得られる機械部品の機械的性質を決定する重要な因子を担っており、このためには、所定量の黒鉛を含有し、伸びが大きく、硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有する成形素材を得ることが必要であることを認め、研究を進めた。

研究の結果、前記所定量の黒鉛を含有した成形素材の性質、とりわけ成形素材の再圧縮成形の容易さのために重要な性質である伸び及び硬さは、この成形素材を形成する前の予備成形体の密度と、この予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の組織、就中成形素材中に含まれる炭素の形態によって決定されることを知見した。発明の開示

本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体及びその再圧縮成形体から得られる焼結体並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。

そこで、請求項 1の発明は、鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7 . 3 g / c m ³以上の予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材としたことを特徴としている。

請求項 2に記載の発明は、前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 3重量％以上にしたことを特徴としている。

請求項 3に記載の発明は、前記請求項 1または 2に記載の金属質粉成形素材を、再圧縮成形して再圧縮成形体を形成したことを特徴としている。

請求項 4に記載の発明は、再圧縮成形体の製造方法であって、鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

この仮焼結工程で得られた金属質粉成形素材を再圧縮成形する再圧縮工程とからなることを特徴としている。

請求項 5に記載の発明は、前記再圧縮成形体の製造方法における予備成形工程として、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して形成されてなり、

前記成形ダイスの成形空間が、上パンチが挿入される大径部と、下パンチが挿入される小径部と、これら大径部と小径部とをつなぐテーパ部とを備え、前記上パンチ及び下パンチの一方または両方が、成形ダイスの成形空間に臨む端面の外周端部に、成形空間の容積を増大させる切欠きを備えていることを特徴としている。

請求項 6に記載の発明は、請求項 4または 5に記載の再圧縮成形体の製造方法において、前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 3重量％以上に設定したことを特徵としている。

請求項 7に記載の発明は、鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 の温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を形成し、

前記金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を形成し、

更に、前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなり、

金属粉及びその粒界に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織を有する焼結体としたことを特徴としている。

請求項 8に記載の発明は、請求項 7に記載の焼結体の前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 3重量％以上にしたことを特徴としている。

請求項 9に記載の発明は、焼結体の製造方法であって、鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7 . 3 g / c m ³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金厲質粉成形素材を得る仮焼結工程と、この仮焼結工程で得られた金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を得る再圧縮工程と、

この再圧縮工程で得られた再圧縮成形体を再焼結する再焼結工程とからなることを特徴としている。

請求項 1 0に記載の発明は、請求項 9に記載の焼結体の製造方法において、前記予備成形工程は、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して形成されてなり、

前記成形ダイスの成形空間が、上パンチが挿入される大径部と、下パンチが挿入される小径部と、これら大径部と小径部とをつなぐテ一パ部とを備え、前記上パンチ及び下パンチの一方または両方が、成形ダイスの成形空間に臨む端面の外周端部に、成形空間の容積を増大させる切欠きを備えていることを特徵としている。

請求項 1 1に記載の発明は、請求項 9または 1 0に記載の焼結体の製造方法において、前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 3重量％以上にしたことを特徵としている。

請求項 1 2に記載の発明は、鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を形成し、

更に、前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなり、

金属粉及びその粒界に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織を有する焼結体を形成し、

前記焼結体に熱処理が施されてなる焼結体であることを特徴としている。

請求項 1 3に記載の発明は、請求項 1 2に記載の焼結体において、前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 3重量％以上にしたことを特徴としている。請求項 14に記載の発明は、焼結体の製造方法として、鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 70.0〜 1 000°Cで仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

この仮焼結工程で得られた金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を得る再圧縮工程と、

この圧縮工程で得られた再圧縮成形体を再焼結して、焼結体を得る再焼結ェ程と、

この再焼結工程で得られた焼結体を熱処理する熱処理工程とからなることを特徵としている。

請求項 1 5に記載の発明は、請求項 14に記載の焼結体の製造方法として、 .前記予備成形工程は、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して形成されてなり、

請求項 1 6に記載の発明は、請求項 14または 1 5に記載の焼結体の製造方法において、前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0. 3重量％以上にしたことを特徴としている。

請求項 1 7に記載の発明は、前記請求項 1に記載の金属質粉成形素材の金属質粉に関し、この金属質粉は、モリブデン（Mo)、ニッケル（N i )、マンガン（i\i n)、銅（Cu)、クロム（C r)、タングステン（W)、バナジウム（V)、コバルト（C o) 等の、素地に固溶して強度、焼き入れ性、その他の機械的特性を向上させ、あるいは、炭化物等の析出物を生じさせて強度、硬さ、その他の機械的特性を向上させる合金元素の少なくとも一種を含有する鉄を主成分とする合金鋼粉であり、仮焼結後の組織が、金属粉の粒界に黒鉛が残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物がほとんど生じていない組織であることを特徴としている。

請求項 1 8に記載の発明は、前記請求項 1に記載の金属質粉成形素材の金属質粉に関し、この金属質粉は、リブデン（Mo)、ニッケル（N i )、マンガン（M n)、銅（Cu)、クロム（C r)、タングステン（W)、バナジウム（V)、コバル卜（C o) 等の、素地に固溶して強度、焼き入れ性、その他の機械的特性を向上させ、あるいは、炭化物等の析出物を生じさせて強度、硬さ、その他の機械的特性を向上させる合金元素を主成分とする粉末を、鉄を主成分とする金属粉に拡散付着してなる金属粉であり、仮焼結後の組織が、金属粉の粒界に黒鉛が残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物がほとんど生じていない組織であることを特徴としている。

請求項 1 9に記載の発明は、前記請求項 1に記載の金属質粉成形素材の金属質粉に関し、この金属質粉は、モリブデン（Mo)、ニッケル（N i )、マンガン（M n)、銅（Cu)、クロム（C r)、タングステン（W)、バナジウム（V：)、コバルト（C o) 等の、素地に固溶して強度、焼き入れ性、その他の機械的特性を向上させ、あるいは、炭化物等の析出物を生じさせて強度、硬さ、その他の機械的特性を向上させる合金元素を主成分とする粉末を、鉄を主成分とする金属粉に混合してなる金属粉であり、仮焼結後の組織が、金属粉の粒界に黒鉛が残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物がほとんど生じていない組織であることを特徴としている。

請求項 20に記載の発明は、請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材の前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0. 1重量％以上にしたことを特徴としている。請求項 2 1に記載の発明は、請求項 1 7〜1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を再圧縮成形して、空隙のほとんど無い緻密化した組織を有する再圧縮成形体としたことを特徴としている。

請求項 22に記載の発明は、請求項 2 1に記載の再圧縮成形体の前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0. 1重量％以上にしたとしたことを特徴としている。請求項 23に記載の発明は、再圧縮成形体の製造方法に関し、前記請求項 1 7 〜1 9に記載の各金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 700〜1000 の温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

請求項 24に記載の発明は、請求項 2 1または 22に記載の再圧縮成形体を、所定温度で再焼結し、黒鉛が拡散した組織と黒鉛が残留した組織を前記再焼結温度に応じた所定の割合で有する焼結体としたことを特徴としている。

請求項 25に記載の発明は、焼結体の製造方法に関し、前記請求項 1 7〜 1 9 に記載の各金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 700〜 1 000°Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

この再圧縮工程で得られた再圧縮成形体を再焼結する再焼結工程とからなることを特徴としている。請求項 2 6に記載の発明は、請求項 2 4に記載の焼結体を熱処理して、硬化組織を有する焼結体としたことを特徴としている。

請求項 2 7に記載の発明は、焼結体の製造方法に関し、前記請求項 1 7〜 1 9 に記載の各金属質粉を圧粉成形して、密度が 7 . . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0でで仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

この再圧縮工程で得られた再圧縮成形体を再焼結して、焼結体を得る再焼結ェ程と、

この再焼結工程で得られた焼結体を熱処理する熱処理工程とからなることを特徵とする。

請求項 2 8に記載の発明は、前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 1重量％以上にした焼結体としたことを特徴とする。

請求項 2 9に記載の発明は、金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチの挿入される小径部と、これら大径部と小径部を繋ぐテーパ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空間に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによつて形成された予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 の温度で仮焼結して請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形することによって再圧縮成形体を形成したことを特徴とする。請求項 3 0に記載の発明は、再圧縮成形体の製造方法に関し、金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチ.の挿入される小径部と、これら大径部と小径部を繋ぐテ一パ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空間に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによつて形成された予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0での温度で仮焼結して請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を形成したことを特徴とする。

請求項 3 1に記載の発明は、請求項 2 9に記載の再圧縮成形体であって、前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 1重量％以上にしたことを特徴とする。請求項 3 2に記載の発明は、金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチの挿入される小径部と、これら大径部と小径部を繋ぐテーパ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空間に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによつて形成された予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度で仮焼結して請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体し、この再圧縮成形体を再焼結して焼結体を形成したことを特徴とする。

請求項 3 3に記載の発明は、焼結体の製造方法に関し、金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチの挿入される小径部と、これら大径部と小径部を繫ぐテ一パ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空間に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによつて形成された予備成形体を

7 0 0〜 1 0 0 0 の温度で仮焼結して請求項 1マ〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体し、この再圧縮成形体を再焼結して形成したことを特徵とする。

請求項 3 4に記載の発明は、請求項 3 2に記載の焼結体であって、前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 1重量％以上にしたことを特徵とする。

請求項 3 5に記載の発明は、請求項 7、 1 2及び 2 4に記載された焼結体の再焼結温度を 7 0 0〜 1 3 0 0でとしたことを特徵とする。

請求項 1記載の発明において、本発明の再圧縮成形体は金属質粉成形素材（以下、単に成形素材と称す）を再圧縮成形して得られ、この成形素材は、金属質粉を圧粉成形して得られる予備成形体を、 7 0 0〜 1 0 0 0での温度で仮焼結して得られる。

前記予備成形体の密度は 7 . 3 g Z c m ³以上とされる。前記予備成形体の密度を 7 . 3 g / c m ³以上とすることによって、この予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。

前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。具体的には、前記金属粉の組織は全体がフェライ卜組織か或いは黒鉛の近傍にパーライ卜が析出した組織を呈している。。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

加えて、前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって、大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を

7 . 3 g Z c m ³以上とすることにより、予備成形体を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないことになるから、黒鉛の量の影響を殆ど受けないことを示していると共に、炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材の硬さも低く抑えられることを示している。

また、前記仮焼結によって、金属粉の粒子同士の接触面における表面拡散または溶融による焼結が広範囲に亘つて生じることにより、大きな伸びが得られることになるのである。

したがって、請求項 1記載の発明によれば、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体が得られる。

また、前記金属質粉は、請求項 2記載の発明にあっては、鉄を主成分とする金属粉に 0 . 3重量％以上の黒鉛を混合して形成される。前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 3重量％以上とすることによって、高炭素鋼が製造可能な金属粉が得られる。

請求項 3に記載された発明において、本発明の再圧縮成形体は、金属質粉成形素材を再圧縮成形して得られ金属質分成形素材の機械的強度を高めることができるのである。特に、 0 . 3重量％以上の黒鉛を混合してなる金属質分成形素材を再圧縮して得られる再圧縮成形体にあっては、その機械的強度を銬鍛造材と同程度に高めることができる。

また、請求項 4記載の発明において、前記予備成形体は予備成形工程によって得られ、成形素材は予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られ、再圧縮成形体は成形素材を再圧縮工程で再圧縮成形して得られる。

前記予備成形工程で形成される予備成形体の密度は 7. 3 g/cm³以上とされる、前記予備成形体の密度を 7. 3 gZcm³以上とすることによって、この予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。

前記密度が 7. 3 gZ cm³以上の予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。

具体的には、前記金属粉の組織は全体がフェライト組織か或いは黒鉛の近傍にパーライトが析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

加えて、前記密度が 7. 3 gZ cm³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結工程での仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって、大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を 7. 3 gZcm³以上とすることにより、予備成形体を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないことになるから、黒鉛の量の影響を殆ど受けないことを示していると共に、炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材の硬さも低く抑えられることを示している。

また、前記仮焼結工程の仮焼結によって、金属粉の粒子同士の接触面における表面拡散または溶融による焼結が広範囲に亘つて生じることにより、大きな伸びが得られることになるのである。

前記仮焼結工程の仮焼結温度は、請求項 4記載の発明にあっては 7 0 0〜 1 0 0でが選択される。これによつて、前記金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有し、伸びが 1 0 %以上で、硬さが H R.B 6 0以下の、優れた変形能を有する成形素材が得られる。

請求項 5に記載の発明にあっては、前記予備成形体の予備成形工程は、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して行われる。この場合に、前記予備成形体は全体として 7 . 3 g Z c m ³以上の高密度となり、予備成形体と成形ダイスとの摩擦が大きくなるけれども、上パンチ及び下パンチの一方または両方に設けた切欠き部分で、予備成形体の密度が局部的に低密度となって摩擦が低下することになる。このため、前記予備成形体は、成形ダイスの成形空間に形成されたテーパー部の作用と相俟って、成形ダイスから容易に離型され、密度が 7 . 3 g / c m³以上の予備成形体が得られる。

前記再圧縮工程は、好ましくは常温状態において行われる。この場合に、前記成形素材は優れた変形能を有するから、容易に再圧縮成形される。

このため、前記再圧縮成形の成形荷重が小さく、寸法精度が高い再圧縮成形体が得られる。また、前記再圧縮成形体は、再圧縮成形によって成形素材の金属粒子が大きく変形して扁平化した形状の組織になっているが、この成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留した状態であるから、被切削性や潤滑性に優れたものとなる。

したがって、請求項 5記載の発明によれば、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体の製造方法が得られる。

また、前記請求項 4、 5に記載の予備成形工程で圧粉成形する金属質粉は、請求項 6に記載されている発明において、鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合して形成される。とりわけ、前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 3重量％以上とすることによって、成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に高めることができる。

請求項 7記載の発明において、焼結体は、再圧縮成形体を所定温度で再焼結して得られる。この再圧縮成形体は、金属質粉成形素材を再圧縮成形して得られ、金属質粉成形素材は、金属質粉を圧粉成形して得られる予備成形体を、 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度で仮焼結して得られる。

前記予備成形体の密度は 7 . 3 g Z c m ³以上とされ、これによつて、この予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。

また、前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。具体的には、前記金属粉の組織は、全体がフェライト組織か或いは黒鉛に近傍にパーライトが析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は、伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。加えて、前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、.空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を 7 . 3 g Z c m ³以上とすることにより、予備成形体を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないことになるから、黒鉛の量の影響を殆ど受けないことを示していると共に、炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材の硬さも低く抑えられることを示している。

前記予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の再圧縮成形、好ましくは常温状態において行われる。この場合に、前記成形素材は優れた変形能を有するから、容易に再圧縮成形され、再圧縮成形の成形荷重が小さく、寸法精度が高い再圧縮成形体が得られることになる。

前記再圧縮成形体を再焼結することによつて焼結体が得られ、この焼結体は、金属粉の粒界に存在した黒鉛がフェライト地に拡散（固溶または炭化物を成形）した状態の組織と、金属粉のフェライトまたはパーライト組織に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織とされる。この場合に、所定の割合とは、黒鈴の残留量が零の場合も含まれる。

前記黒鉛の残留率は再焼結温度によって変化し、再焼結温度が高いほど黒鉛の残留率が少なくなる。これによつて、前記焼結体は所定の強度等の機械的性質が選択され得る。

したがって、請求項 7記載の発明によれば、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体を再焼結してなる焼結体が得られる。

また、前記金属質粉は、請求項 8に記載された発明において、鉄を主成分とする金属粉に O . 3重量％以上の黒鉛を混合して形成される。前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 3重量％以上とすることによって、成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に高めることができるのである。

請求項 9記載の発明において、前記予備成形体は予備成形工程によって得られ、成形素材は予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られ、再圧縮成形体は成形素材を再圧縮工程で再圧縮成形して得られ、焼結体は再圧縮成形体を再焼結して得られる。

前記予備成形工程で形成される予備成形体の密度は 7. 3 gZ cm³以上とされる。前記予備成形体の密度を 7. 3 gZcm³以上とすることによって、この予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。

前記密度が 7. 3 g/ cm³以上の予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。具体的には、前記金属粉の組織は全体がフェライト組織か或いは黒鉛の近傍にパーライトが析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

加えて、前記密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結工程での仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって、大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を 7. 3 gZcm³以上とすることにより、予備成形体を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないことになるから、黒鉛の量の影響を殆ど受けないことを示していると共に、炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材の硬さも低く抑えられることを示している。

また、前記仮焼結工程の仮焼結によって、金厲粉の粒子同士の接触面における表面拡散または溶融による焼結が広範囲に互って生じることにより、大きな伸びが得られることになるのである。

前記仮焼結工程の仮焼結温度は、 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cが選択される。これによつて、前記金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有し、伸びが 1 0 % 以上で、硬さが H R B 6 0以下の、優れた変形能を有する成形素材が得られる。前記再圧縮工程は、好ましくは常温状態において行われる。この場合に、前記成形素材は優れた変形能を有するから、容易に再圧縮成形される。

このため、前記再圧縮成形の成形荷重が小さく、寸法精度の高い再圧縮成形体が得られる。

また、再焼結工程で再圧縮成形体を再焼結することによって焼結体が得られ、この焼結体は、金属粉の粒界に存在した黒鉛がフヱライト地に拡散（固溶または炭化物を成形）した状態の組織と、金属粉のフェライトまたはパーライト組織に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織とされる。この場合に、所定の割合とは、黒鉛の残留量が零の場合も含まれる。

前記焼結体における黒鉛の残留率は再焼結温度によって変化し、再焼結温度が高いほど黒鉛の残留率が少なくなる。これによつて、前記焼結体は所定の強度等の機械的性質が選択され得る。

したがって、請求項 9記載の発明によれば、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体を再焼結してなる焼結体の製造方法が得られる。

請求項 1 0記載の発明において、前記予備成形体の予備成形工程は、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して行われる。この場合に、前記予備成形体は、全体として 7 . 3 g Z c m ³以上の高密度となり、予備成形体と成形ダイスとの摩擦が大きくなるけれども、上パンチ及び下パンチの一方または両方に設けた切欠き部分で、予備成形体の密度が局部的に低密度となって摩擦が低下することになる。このため、前記予備成形体は成形ダイスの成形空間に形成されたテーパー部の作用と相俟って、成形ダイスから容易に離型され、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体が得られる。

また、前記金属質粉は、請求項 1 1に記載された発明において、鉄を主成分とする金属粉に 0. 3重量％以上の黒鉛を混合して形成される。前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0. 3重量％以上とすることによって、成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に高めることができるのである。

請求項 1 2記載の発明において、焼結体は、再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなる焼結体に熱処理を施して得られる。前記再圧縮成形体は金属質粉成形素材を再圧縮成形して得られ、金属質粉成形素材は、金属質粉を圧粉成形して得られる予備成形体を、所定温度で佤焼結して得られる。

前記予備成形体の密度は 7. 3 g/cm³以上とされる。前記予備成形体の密度を 7. 3 gZcm³以上とする。ことによって、この予備成形体を厚焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。

前記密度が 7. 3 gZ cm³以上の予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している、具体的には、前記金属粉の組織は全体がフェライ卜組織か或いは黒鉛に近傍にパ一ライ卜が析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

加えて、前記密度が 7. 3 g/ cm³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって、大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を

前記予備成形体を仮焼結して得られる成形素材の再圧縮成形は、好ましくは常温状態において行われる。この場合に、前記成形素材は優れた変形能を有するから、容易に再圧縮成形される。

前記再圧縮成形体を再焼結することによつて焼結体が得られ、この焼結体は、金属粉の粒界に存在した黒鉛がフェライト地に拡散（固溶または炭化物を成形）した状態の組織と、金属粉はフェライトまたはパ一ライト組織に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織とされる。この場合に、所定の割合とは、黒鉛の残留量が零の場合も含まれる。

前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなる焼結体に熱処理が施される。前記熱処理は、高周波焼き入れ、浸炭焼入れ、窒化等の各種処理、及びそれらを組合せて実施される。前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなる焼結体は、再圧縮成形によって空隙が無く高密度となっているから、熱処理による炭素の拡散は表面から内部に行くにしたがって少なくなる。このため、前記熱処理を施した焼結体は、表面近傍では硬さが増し、内部は靭性を有することになり、全体として優れた機械的性質を有することになる。したがって、請求項 1 2記載の発明において、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体を再焼結してなる焼結体に、熱処理を施した焼結体が得られる。

また、前記金属質粉は、請求項 1 3に記載された発明においては、鉄を主成分とする金属粉に 0 . 3重量％以上の黒鉛を混合して形成される。前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 3重量％以上とすることによって、成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に高めることができるのである。

請求項 1 4記載の発明において、前記予備成形工程で形成される予備成形体の密度は 7 . 3 g Z c m ³以上とされることによって、この予備成形体を仮焼結ェ程で仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることがでさる。

前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。具体的には、前記金属粉の組織は、全体がフェライ卜組織か或いは黒鉛に近傍にパーライトが析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

加えて、前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結工程での仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって、大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を 7 . 3 g Z c m ³以上とすることにより、予備成形体を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないことになるから、黒鉛の量の影響を殆ど受けないことを示していると共に、炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材の硬さも低く抑えられることを示している。

前記仮焼結工程の仮焼結温度は、 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cが選択されることによつて、前記金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有し、伸びが 1 0 %以上で、硬さが H R B 6 0以下の、優れた変形能を有する成形素材が得られる。前記再圧縮工程は、好ましくは常温状態において行われる。この場合に、前記成形素材は優れた変形能を有するから、容易に再圧縮成形される。

このため、前記再圧縮成形の成形荷重が小さく、寸法精度が高い再圧縮成形体が得られる。

前記再焼結工程で再圧縮成形体を再焼結することによって焼結体が得られ、この焼結体は、金属粉の粒界に存在した黒鉑がフェライト地に拡散（固溶または炭化物を成形）し、金属粉はフェライトまたはパーライト組織に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織とされる。この場合、所定の割合とは、黒鉛の残留量が零の場合も含まれる。

前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなる焼結体に熱処理が施される。前記熱処理は、高周波焼き入れ、浸炭焼入れ、窆化等の各種処理、及びそれらを組合せて実施される。前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなる焼結体は、再圧縮成形によって空隙が無く高密度の組織となっているから、熱処理による炭素の拡散は表面から内部に行くにしたがって少なくなる。このため、前記熱処理を施した焼結体は、表面近傍では硬さが増し、内部は靭性を有することになり、全体として優れた機械的性質を有することになる。

請求項 15に記載の発明によれば、成形ダイス.の成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して行われる。この場合に、前記予備成形体は、全体として 7. 3 gZcm³以上の高密度となり、予備成形体と成形ダイスとの摩擦が大きくなるけれども、上パンチ及び下パンチの一方または両方に設けた切欠き部分で、予備成形体の密度が局部的に低密度となって摩擦が低下することになる。このため、前記予備成形体は成形ダイスの成形空間に形成されたテーパー部の作用と相俟って、成形ダイスから容易に離型され、密度が 7. 3 g/cm³ 以上の予備成形体が得られる。

さらに、請求項 14または 15に記載の予備成形工程で圧粉成形する金属質粉は、請求項 16に記載された発明において、鉄を主成分とする金属粉に 0. 3重量％以上の黒鉛を混合して形成される。前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0. 3 重量％以上とすることによって、成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に高めることができる。

また、請求項 17〜19に記載の発明によれば、圧粉成形によって得る予備成形体の密度は 7.3 gZcm³以上であるため、この予備成形体を仮焼結して得られる成形素材は金属粉の粒界に黒鉛が確実に残留し、その結果、硬度が低く、伸びが大きくなるうえ、金属粉の粒界の潤滑性が高まり、成形能が全体的に高まる。即ち、 7. 3 gZcm³以上の高密度に形成された予備成形体においては、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっているため、仮焼結時の炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に入り込みにくく、しかも、内部の黒鉛から発生したガスが周囲に拡散しにくく、このことが炭素の拡散の抑制（黒鉛の残留）に大きく寄与する。このため、得られた成形素材の組織は、金厲粉の粒界に黒鉛が残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物がほとんど生じていない状態となつている。

具体的には、請求項 1 7にかかる成形素材の場合、フェライト、オーステナイト、あるいは、黒鉛の近傍にパーライトまたはべ一ナイトがわずかに析出した組織となっており、請求項 1 8 , 1 9にかかる成形素材の場合、フェライト、ォーステナイト、または、ニッケル（N i ) 等の未拡散の合金成分の 1種または 2種以上が混在した組織、あるいは、黒鉛の近傍にパーライトまたはべ一ナイトがわずかに析出した組織となっている。したがって、再圧縮成形の行われる前の成形素材は、炭素の拡散の影響をほとんど受けることがなくなり、その結果、硬度が低く、伸びが大きくなると共に、残留した黒鉛が金属粉の粒界を潤滑することで、成形能がさらに高まる。

また、仮焼結によって金属粉の粒子同士の接触面における拡散または溶融による焼結が広範囲に亘つて生じるため、成形素材はこの点からも大きな伸びが得られることとなる。

請求項 2 0に記載の発明によれば、合金鋼粉などの金属質粉に 0 . 1重量％以上の黒鉛を混合したため、予備成形体を仮焼結するときや、得られた金属質分成形素材を後にさらに再焼結するときに、実質的に炭素がすべて脱炭してしまうことがない。したがって、成形素材を再圧縮成形や再焼結などして得られる部材の機械的強度を充分に高めることができる。

請求項 2 1に記載の発明によれば、成形素材を冷間鍛造等によって再圧縮成形した金属質粉成形装素材は、金属粉の粒界に黒鉛が残留した状態で成形素材の空隙が圧潰され、ほとんど空隙のない緻密な組織となる。

また、ここで用いる成形素材は炭素の拡散がほとんど生じていないため、小さい成形荷重（変形抵抗）によって所定形状に容易に再圧縮成形することが可能である。つまり、成形素材に炭素の拡散が多量にある成形素材（従来の成形素材）の場合には、硬度が高く伸びも小さいうえに金属粒子間の滑りが少ないことから、再圧縮が非常に難しいが、ここで用いる金属質粉成形素材の場合、炭素の拡散がほとんどないことから、硬度が低く伸びが大きくなるうえに、粒界に残留した黒鉛によって金属粒子間の滑りが確保され、その結果として再圧縮成形を容易に行うことが可能になる。そして、再圧縮成形は、常温状態で行うことができるために、スケールの発生や変態による再圧縮成形体の寸法精度の低下が起こらず、加ェを完了した再圧縮成形体は極めて精度の高いものとなる。

さらに、金属質粉に添加した合金成分は、再圧縮成形における加工硬化の程度を高めるため、塑性加工体は合金元素を加えない場合に比較して高い硬度を得ることができるが、一方、残留黒鉛が金属粒界を潤滑するため、小さな変形抵抗によって再圧縮成形を行うことができる。特に、請求項 1 8、 1 9にかかる金属質粉成形素材の場合、合金元素の拡散が金属粉の表面付近に現れ、内部にままで進行しにくいため、より低い変形抵抗によって加工硬化した塑性加工体を得ることができる。

よって、この塑性加工体は、高強度、高精度を必要とする摺動部品への適用が可能である。

請求項 2 2に記載された発明によれば、前記各請求項 1 7〜 1 9に記載の予備成形工程で圧粉成形する金属質粉は、鉄を主成分とする金属粉に 0 . 1重量％以上の黒鉛を混合して形成される。前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 1重量％以上とすることによって、成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を高めることができる。

すなわち、ここで用いられる金属質粉は、合金鋼粉に 0 . 1重量％以上の黒鉛を混合したため、予備成形体を佤焼結するときや、得られた金属質粉成形素材を後にさらに再焼結するときに、実質的に炭素がすべて脱炭してしまうことがない。したがって、成形素材を再圧縮成形や再焼結等して得られる部材の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に充分に高めることができる。

請求項 2 3の発明によれば、予備成形工程で形成される予備成形体の密度は 7 . 3 g / c m ³以上とされることによって、この予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。

前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。

具体的には、前記金属粉の組織は全体がフェライト組織か或いは黒鉛に近傍にパーライトが析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

加えて、前記密度が 7 . 3 g / c m ³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結工程での仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって、大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を 7 . 3 g / c m ³以上とすることにより、予備成形体を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないことになるから、黒鉛の量の影響を殆ど受けないことを示していると共に、炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材の硬さも低く抑えられることを示している。

さらに、前記仮焼結工程の仮焼結温度が 7 0 0〜 1 0 0 °Cが選択されることによって、前記金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有し、伸びが 1 0 % 以上で、硬さが H R B 6 0以下の、優れた変形能を有する金属質分成形素材が得られる。

また、この金属質分成形素材を再圧縮成形したことにより、空隙のほとんどない緻密化した組織を有する再圧縮成形体が得られる。

さらに、冷間鍛造などによって再圧縮成形されて前記再圧縮成形体は、金属粉の粒界に黒鉛が残留した状態で成形素材の空隙が圧潰され、ほとんど空隙のない緻密な組織となる。

請求項 2 4の発明によれば、再圧縮成形体は、再焼結によって金属粉の接触面における表面拡散または溶融による焼結と同時に、金属粉の粒界に存在した黒鉛がフェライト地に拡散（固溶または炭化物を形成）される。金属粉は、フェライト、パーライト、オーステナイト、または、ニッケル（N i ) 等の未拡散の合金成分の 1種または 2種以上が混在した組織からなり、黒鉛が残留する場合には、金属粉内部に黒鉛が点在する組織となる。

さらに、再焼結においては、素地に固溶する合金元素は、より均質に素地に固溶し、炭化物等の析出物を生じる合金元素は、析出物を生じることにより、添加した合金元素による機械的特性の向上の効果がマクロ的な組織に反映される。これらにより、焼結体は再圧縮成形体よりも強度が高くなり、硬化層を特に必要としない铸鍛造材と同等以上の機械的強度を得ることができる。

また、この焼結体は、再圧縮成形の後に再焼結したため、結晶粒径がほぼ 2 0 i m程度またはそれ以下の再結晶組織となり、これによつて単に強度が高くなるばかりでなく、伸びや衝撃値が大きくなり、疲労強度も高まる。

請求項 2 5に記載の発明において、前記予備成形工程で形成される予備成形体の密度は 7 . 3 g / c m ³以上とされることによって、この予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。

前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。具体的には、前記金属粉の組織は全体がフェライト組織か或いは黒鉛の近傍にパーライトが析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

また、前記仮焼結工程の仮焼結によって、金属粉の粒子同士の接触面における表面拡散または溶融による焼結が広範囲に亙って生じることにより、大きな伸びが得られることになるのである。

このため、前記再圧縮成形の成形荷重が小さく、寸法精度が高い再圧縮成形体が得られる。また、再焼結工程で再圧縮成形体を再焼結することによって焼結体が得られ、この焼結体は、金属粉の粒界に存在した黒鉛がフェライト地に拡散（固溶または炭化物を成形）した状態の組織と、金属粉のフェライトまたはパーライト組織に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織とされる。この場合に、所定の割合とは、黒鉛の残留量が零の場合も含まれる。

したがって、請求項 2 5に記載の発明によれば、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体を再焼結してなる焼結体の製造方法が得られる。

請求項 2 6に記載の発明によれば、焼き入れ等によって熱処理された焼結体は、過飽和に黒鉛を固溶し、または、微細な炭化物を析出させ、あるいは、窒化物を析出させて硬化層を形成する。このため、この焼結体は、熱処理による炭素の拡散は内部ほど少なくなり、内部は靭性を有したまま、表面近傍のみ熱処理により高硬度とされる。

請求項 2 7に記載の発明によれば、予備成形工程で形成される予備成形体の密度は 7 . 3 g Z c m ³以上とすることによって、この予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の伸びを大きく、かつ硬さを低くすることができる。前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を仮焼結工程で仮焼結して得られる成形素材の組織は、金属粉の粒界に黒鉛が残留している組織とされる。これは、前記金属粉の結晶内部に炭素が殆ど拡散しておらず、少なくとも黒鉛が結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態にないことを示している。具体的には、前記金属粉の組織は全体がフェライト組織か或いは黒鉛に近傍にパ一ライトが析出した組織を呈している。このため、前記成形素材は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。加えて、前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体では、金属粉の粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結工程での仮焼結後の伸びが大きい成形素材が得られる。即ち、前記金属粉の粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時に炉内の雰囲気ガスが予備成形体の内部に侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止されることによって、大きな伸びが得られることになる。このことは、前記成形素材の伸びは、密度を 7 . 3 g Z c m ³以上とすることにより、予備成形体を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないことになるから、黒铅の量の影響を殆ど受けないことを示していると共に、炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材の硬さも低く抑えられることを示している。

前記再焼結工程で再圧縮成形体を再焼結することによって焼結体が得られ、この焼結体は、金属粉の粒界に存在した黒鉛がフェライ卜地に拡散（固溶または炭化物を成形）し、金属粉はフェライトまたはパーライト組織に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織とされる。この場合、所定の割合とは、黒鉛の残留量が零の場合も含まれる。前記焼結体における黒鉛の残留率は再焼結温度によって変化し、再焼結温度が高いほど黒鉛の残留率が少なくなる。これによつて、前記焼結体は所定の強度等の機械的性質が選択され得る。

前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなる焼結体に熱処理が施される。前記熱処理は、高周波焼き入れ、浸炭焼入れ、窒化等の各種処理、及びそれらを組合せて実施される。前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなる焼結体は、再圧縮成形によって空隙が無く高密度の組織となっているから、熱処理による炭素の拡散は表面から内部に行くにしたがって少なくなる。このため、前記熱処理を施した焼結体は、表面近傍では硬さが増し、内部は靭性を有することになり、全体として優れた機械的性質を有することになる。

請求項 2 8に記載の発明によれば、前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 1重量％以上とすることによって、金属質粉成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、銬鍛造材と同程度に高めることができるのである。請求項 2 9に記載の発明によれば、成形素材を成形するための予備成形体は、全体として 7 . 3 g Z c m ³以上の高密度にする必要があるため、予備成形体の離型時には抜き取りのための摩擦が大きくなるものと考えられるが，ここで用いられる装置は、上パンチ及び下パンチの一方または両方に設けた切欠き部分で、予備成形体の密度を局部的に低密度にして離型の摩擦を低下させることができる。このため、予備成形体は成形ダイスの成形空間に形成されたテーパ部の作用と相俟つて、成形ダイスから容易に離型されることとなり、密度が 7 . 3 g / c m ³以上の予備成形体が容易に得られる。

そして、この予備成形体を仮焼結した金属質粉成形素材は、予備成形体の密度が確実に高密度になることから、金属粉の粒界に残留した黒鉛を充分に含みつつも、炭素の拡散のほとんどない状態に成形され、その後の再圧縮成形は容易に行われるようになる。したがって、再圧縮成形された再圧縮成形体は、空隙のほとんどない緻密な組織となり、しかも、常温での再圧縮成形が容易になることから高精度に成形される。

請求項 3 0に記載の発明によれば、前記請求項 2 9に記載した再圧縮成形体の製造方法に関するもので、かかる製造方法によって請求項 2 9に記載した特異な作用効果を有する再圧縮成形体が容易に得られる.。

請求項 3 1に記載の発明によれば、前記請求項 2 9に記載の再圧縮成形体において、金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 1重量％以上とすることによって、金属質粉成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に高めることができるのである。

請求項 3 2に記載の発明によれば、成形素材を成形するための予備成形体は全体として 7 . 3 g Z c m ³以上の高密度にする必要があるため、予備成形体の離型時には抜き取りのための摩擦が大きくなるものと考えられるが、ここで用いられる装置は、上パンチ及び下パンチの一方または両方に設けた切欠き部分で、予備成形体の密度を局部的に低密度にして離型の摩擦を低下させることができる。このため、予備成形体は成形ダイスの成形空間に形成されたテーパ部の作用と相俟つて、成形ダイスから容易に離型されることとなり、密度が 7 . 3 g / c m ³以上の予備成形体が容易に得られる。

また、この予備成形体を仮焼結した金属質粉成形素材は、予備成形体の密度が確実に高密度になることから、金属粉の粒界に残留した黒鉛を充分に含みつつも、炭素の拡散のほとんどない状態に成形され、その後の再圧縮成形は容易に行われるようになる。したがって、再圧縮成形された再圧縮成形体は、空隙のほとんどない緻密な組織となり、しかも、常温での再圧縮成形が容易になることから高精度に成形される。

そして、前記再圧縮成形体を再焼結することによって焼結体が得られ、この焼結体は、金属粉の粒界に存在した黒鉛がフェライ卜地に拡散（固溶または炭化物を成形）した状態の組織と、金属粉のフェライ卜またはパーライト組織に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織とされる。この場合に、所定の割合とは、黒鉛の残留量が零の場合も含まれる。

前記黒鉛の残留率は再焼結温度によって変化し、再焼結温度が高いほど黒鉛の残留率が少なくなる。これによつて、前記焼結体は所定の強度等の機械的性質が選択され得る。したがって、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材の再圧縮成形体を再焼結してなる焼結体が得られる。

請求項 3 3に記載の発明によれば、前記請求項 3 2に記載した焼結体の製造方法に関するもので、かかる製造方法によって請求項 3 2に記載した特異な作用効果を有する再圧縮成形体が容易に得られる。

請求項 3 4に記載の発明によれば、前記金属粉に添加する黒鉛の量を 0 . 1重量％以上とすることによって、金属質粉成形素材を再圧縮成形、再焼結して得られる焼結体の機械的強度を、铸鍛造材と同程度に高めることができるのである。請求項 3 5記載の発明によれば、前記請求項 7、 1 2、 2 4にそれぞれ記載の再焼結工程の再焼結温度は、 7 0 0〜 1 3 0 0 °Cが選択される。これによつて、前記再焼結温度の低温域では黒鉛の拡散が少なく黒鉛の残存率多い状態の焼結体が得られ、再焼結温度の高温域では多くの黒鉛が拡散して残存率が少なく、かつ結晶の再成長が小さく最も強度の大きい状態の焼結体が得られる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の実施の形態における金属質粉成形素材の再圧縮成形体及びその再圧縮成形体から得られる焼結体の製造工程説明図である。

図 2は予備成形体の製造工程を、成形ダイスの成形空間内に金属質粉を充填した状態（a )、金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧した状態（b )、加圧完了後予備成形体の取出しのために成形ダイスを下降させ始めた状態（c )、予備成形体を取り出す状態（cl ) で示す説明図である。

図 3は黒鉛を 0 . 5重量％混合した金属質粉から形成した予備成形体を 8 0 0でで仮焼結して得られた成形素材の密度と伸びとの関係を、データ（a：)、及びグラフ（b) で示す図面である。

図 4は成形素材の組織を示す図面である。

図 5は密度が 7. 3 gZcm³の成形素材について、黒鉛量と仮焼結温度とを変化させた場合の伸びの変化を、データ（a)、及びグラフ（b) で示す図面、図 6は密度が 7. 5 gZcm³の成形素材について、黒鉛量と仮焼結温度とを変化させた場合の伸びの変化を、データ（a)、及びグラフ（b) で示す図面である。

図 7は密度が 7. 3 gZcm³の成形素材について、黒鉛量と仮焼結温度とを変化させた場合の硬さの変化を、デ一夕（a；)、及びグラフ（b) で示す図面である。

図 8は密度が 7. 5 gZcm³の成形素材について、黒鉛量と仮焼結温度とを変化させた場合の硬さの変化を、デ一夕（a)、及びグラフ（b) で示す図面である。

図 9は粒径が 20 の黒鉛を 0. 5重量％混合した金属質粉から形成した、密度が 7. S gZcm³及び 7. 5 gZc m³の成形素材について、仮焼結温度と降伏応力との関係を、データ（a)、及びグラフ（b) で示す図面である。

図 1 0は粒径が 5 imの黒鉛を 0. 5重量％混合した金属質粉から形成した、密度が 7. 3 gZcm³及び 7. 5 gZcm³の成形素材について、仮焼結温度と降伏応力との関係を、データ（a)、及びグラフ（b) で示す図面である。

図 1 1は再圧縮成形体の組織を、再圧縮成形が軽度の場合（a)、更に再圧縮成形した場合（b) で示す図面である。

図 1 2は焼結体の組織を示す図面、図 1 3は再焼結温度を変化させた場合の黒鉛残留率の変化を、データ（a)、及びグラフ（b) で示す図面である。

図 14は再焼結温度を変化させた場合の引張強度の変化を、データ（a)、及びグラフ（b) で示す図面である。図 1 5は再焼結温度を変化させた場合の硬さの変化を、データ（a；)、及びグラフ（b ) で示す図面である。

図 1 6は再焼結温度を変化して得られた焼結体を所定条件で熱処理した場合の再締結温度と引張強度との関係を、データ（a )、 .及びグラフ（b ) で示す図面である。

図 1 7は所定の条件で熱処理した熱処理体の表面からの距離と硬さとの関係を、データ（a )、及びグラフ（b ) で示す図面である。

図 1 8は請求項 1 7以下の実施形態における実施例 1または 2に対応する予備成形体を仮焼結して形成した成形素材の組織を示す図面である。

図 1 9は実施例 1に対応する成形素材について、仮焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の伸びの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 2 0は実施例 2に対応する成形素材について、仮焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の伸びの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 2 1は実施例 1に対応する成形素材について、仮焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の硬さの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 2 2実施例 2に対応する成形素材について、仮焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の硬さの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 2 3は実施例 1に対応する成形素材を再圧縮成形（冷間鍛造）したときの、単位時間当たりの成形荷重（変形抵抗）をデータ及びグラフで示す図面である。図 2 4は実施例 2に対応する成形素材を再圧縮成形（冷間鍛造）したときの、単位時間当たりの成形荷重（変形抵抗）をデータ及びグラフで示す図面である。図 2 5は実施例 1に対応する塑性加工体について、仮焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の引張り強度の変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 2 6は実施例 2に対応する塑性加工体について、仮焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の引張り強度の変化をデ一夕及びグラフで示す図面である。

図 2 7は実施例 1に対応する塑性加工体について、 ί反焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の硬さの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 2 8は実施例 2に対応する塑性加工体について、仮焼結温度と黒鉛量を変化させた場合の硬さの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 2 9は実施例 1または 2に対応する成形素材を、比較的小さい断面減少率（変形量）でもって再圧縮成形（冷間鍛造）した組成加工体の組織を示す図面である。図 3 0は実施例 1または 2に対応する成形素材を、比較的大きい断面減少率でもって再圧縮成形（冷間鍛造）した組成加工体の組織を示す図面である。

図 3 1は実施例 1または 2に対応する再焼結加工体の組織を示す図面である。図 3 2は実施例 1に対応する再焼結加工体について、再焼結温度と再焼結時間とを変化させた場合の黒鉛残留率の変化をデータ及びグラフで示す図面である。図 3 3は実施例 1に対応する再焼結加工体について、再焼結温度を変化させた場合の引張り強度の変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 3 4は実施例 2に対応する再焼結加工体について、再焼結温度を変化させた場合の引張り強度の変化をデータ及びグラフで示す図面である。

' 図 3 5は実施例 1に対応する再焼結加工体について、再焼結温度を変化させた場合の硬さの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 3 6は実施例 2に対応する再焼結加工体について、再焼結温度を変化させた場合の硬さの変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 3 7は実施例 1に対応する熱処理加工体について、再焼結温度を変化させた場合の引張り強度の変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 3 8は実施例 2に対応する熱処理加工体について、再焼結温度を変化させた場合の引張り強度の変化をデータ及びグラフで示す図面である。

図 3 9は実施例 2に対応する熱処理加工体の内部硬さ分布と、同じ金属質粉を密度 7 . 0 g Z c m ³に仮圧縮成形してその後に実施例 2と同様の条件下で加工を施して得た熱処理加工体（従来法）の内部硬さ分布と、をデータ及びグラフで示す図面である。発明を実施するための最良の形態

〔第 1の実施形態〕

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。

図 1において 1は予備成形工程、 2は仮焼結工程、 3は再圧縮工程、 4は再焼結工程、 5は熱処理工程である。

前記予備成形工程 1では金属質粉 7を圧粉成形して予備成形体 8が得られ、仮焼結工程 2では予備成形体 8を仮焼結して成形素材 9が得られ、再圧縮工程 3では成形素材 9を再圧縮成形して再圧縮成形体 1 0が得られる。また、前記再焼結工程 4では再圧縮成形体 1 0を再焼結して焼結体 1 1が得られ、熱処理工程 5では焼結体 1 1に熱処理が施される。

先ず、前記予備成形工程 1は金属質粉 7を圧粉成形して予備成形体 8を得るェ程で、この実施の形態においては、図 2 ( a ) 〜（d ) に示すように、金属質粉 7を成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に充填し、上パンチ 1 6及び下パンチ 1 7 で加圧され、これによつて予備成形体 8が得られる。この場合に、前記金属質粉 7及び成形ダイス 1 4は常温状態にある。

詳しくは、前記金属質粉 7は鉄を主成分とする金属粉 7 aに 0 . 3重量％以上の黒鉛 7 bを混合して形成される。前記金属質粉 7に添加する黒鉛 7 bの量を 0 . 3重量％以上とすることによって、成形素材 9を再圧縮成形して得られる再圧縮成形体 1 0や、この再圧縮成形体 1 , 0を再焼結して得られる焼結体 1 1の機械的強度を、铸锻造材と同程度に高めることができるのである。前記金属質粉 7が充填される成形ダイス 1 4の成形空間 1 5は、上パンチ 1 6が挿入される大径部 1 9と、下パンチ 1 7が挿入される小径部 2 0と、これら大径部 1 9と小径部 2 0とを繋ぐテーパ部 2 1とを備えている。

前記成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に挿入される上パンチ 1 6及び下パンチ 1 7の一方または両方、この実施の形態においては上パンチ 1 6には、成形ダイス 1 4の成形空間 1 5に臨む端面 2 2の外周端部に、成形空間 1 5の容積を増大させる切欠き 2 3が形成してある。前記切欠き 2 3は、この実施の形態において断面が鈎形で環状に形成してある。

2 4は前記成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に挿入されるコアで、このコア 2 4によって、成形空間 1 5内で形成される予備成形体 8は楕円筒状に形成されることになる。

前記予備成形工程 1は、先ず、成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に鉄を主成分とする金属粉 7 aに 0 . 3重量％以上の黒鉛 7 bを混合してなる金属質粉 7を充填する（図 2 ( a ) 参照）。

次に、前記成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に上パンチ 1 6及び下パンチ 1 7 を挿入して金属質粉 7を加圧する。詳しくは、前記上パンチ 1 6が成形空間 1 5 の大径部 1 9内に挿入され、下パンチ 1 7が成形空間 1 5の小径部 2 0内に挿入されて加圧される。このとき、前記切欠き 2 3が形成された上パンチ 1 6は大径部 1 9内で停止するようになっている（図 2 ( b ) 参照）。

前記金属質粉 7が加圧され、圧粉成形された後、上パンチ 1 6を後退（上昇）させると共に、成形ダイス 1 4を下降させ（図 2 ( c ) 参照）、圧粉成形された予備成形体 8を成形空間 1 5内から取出す（図 2 ( d ) 参照）。

ところで、一般に、金属質粉を圧粉成形する場合には、圧粉成形品の密度が高くなるに連れて、圧粉成形品と成形型との間の摩擦が増大することや、圧粉成形品のスプリングバック等によって、成形型内から圧粉成形品を取出すことが困難となる。このため、高密度の圧粉成形晶を得ることが困難であるとされているところ、前記成形工程 1においてはこれが有利に解決される。

即ち、前記成形ダイス 1 4の成形空間 1 5はテーパ部 2 1を備えているから、このテ一パ部 2 1が所謂抜き勾配となって、圧粉成形された予備成形体 8の取出しが容易に行える。また、前記上パンチ 1 6には、成形ダイス 1 4の成形空間 1 5に臨む端面 2 2の外周端部に、成形空間 1 5の容積を拡大させる切欠き 2 3が形成してあるから、この切欠き 2 3の部分で局部的に予備成形体 8の密度が低くなり、予備成形体 8と成形ダイス 14との間の摩擦や、予備成形体 8のスプリングバック等が低く抑えられ、予備成形体 8の取出しが容易になる。

これによつて、前記密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体 8を容易に得ることができる。

前記予備成形体 8の密度を 7. 3 g/cm³以上とすることによって、この予備成形体 8を仮焼結工程 2で仮焼結して得られるところの成形素材 9 (後に詳述する）の伸びを大きくすることができる。即ち、図 3に示すように、前記予備成形体 8の密度を 7. 3 g/cm³以上とすることによって、成形素材 9の伸びを 1 0 %以上とすることができるのである。

次に、前記成形工程 1で得られた予備成形体 8を仮焼結工程 2で仮焼結する。これによつて、図 4に示すように、金属粉 7 aの粒界に黒鉛 7 bが残留している状態の組織を持った成形素材 9が得られる。前記金属粉 7 aの粒界に黒鉛 7 bの全部が残留している場合には、金属粉 7 aの組織は全体がフェライト（F) 組織であり、黒鉛 7 bの一部が残留している場合には、金属粉 7 aの組織は、フェライト地に、黒鉛 7 bの近傍にパーライト（P) が析出した組織を呈する。少なくとも、前記黒鉛 7 bが結晶粒内にすべて拡散して固溶されたり、炭化物を形成した状態の組織とはなっていない。このため、前記成形素材 9は伸びが大きく、かつ硬さが低い性質を有し、優れた変形能を有することになる。

加えて、前記密度が 7. 3 gZ cm³以上の予備成形体 8では金属粉 7 aの粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、これによつて、仮焼結後に伸びが大きな成形素材 9が得られる。即ち、前記金属粉 7 aの粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結に炉内の雰囲気ガスが空隙を介して予備成形体 8の内部に深く侵入することに加えて、内部の黒鉛から発生するガスが周囲に拡散して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立しているから、これが有利に防止きれることによって大きな伸びが得られる。このことは、前記成形素材 9 の伸びは、密度を 7. 3 gZ cm³以上とすることにより、黒鉛 7 bの量の影響を殆ど受けないことを示している。これは、前記予備成形体 8を仮焼結するときに、炭素の拡散が殆ど生じないからである。また、前記予備成形体 8を仮焼結するときに炭素の拡散が殆ど生じないのであるから、仮焼結して得られる成形素材 9の硬さも低く抑えられることになる。

また、前記焼結工程 2によって、金属粉 7 aの粒子同士の接触面における表面拡散または溶融による焼結が広範囲に亙って生じることにより、大きな伸び、好ましくは 1 0 %以上の伸びが得られることになるのである。

前記仮焼結工程 2の仮焼結温度は、好ましくは 8 0 0〜 1 0 0 0 の温度が選択される。前記仮焼結工程 2の仮焼結温度を 8 0 0〜 1 0 0 0 °Cとすることにより、この仮焼結工程 2を経て得られる成形素材 9を再圧縮成形して再圧縮成形体 1 0を得る場合に、この再圧縮成形での変形抵抗を小さくして成形加工を容易にするために、成形素材 9に優れた変形能が付与される。

即ち、図 5及び図 6に示すように、前記予備成形体 8を 8 0 0〜 1 0 0 0での温度で仮焼結することによって、伸びが 1 0 %以上の成形素材 9が得られる。また、図 7及び図 8に示すように、 8 0 0〜 1 0 0 0 °Cで仮焼結することによって、硬さが H R B 6 0以下の成形素材 9が得られる。前記成形素材 9の H R B 6 0以下の硬さは、炭素量が 0 . 2 %程度の低炭素鋼を焼鈍して得られる硬さよりも軟らかいものである。

また、前記成形素材 9の降伏応力は、図 9及び図 1 0に示すように、仮焼結温度が 8 0 0〜 1 0 0 0。Cの範囲において 2 0 2〜 2 7 2 M P aとなり、この値は、炭素量が 0 . 2 %程度の低炭素鋼の降伏応力よりも小さな値となる。

次に、前記仮焼結工程 2で得られた成形素材 9を再圧縮工程 3で再圧縮成形して、再圧縮成形体 1 0を得る。前記成形素材 9の再圧縮成形は、好ましくは常温状態において行われる。この場合に、前記成形素材 9は優れた変形能を有するから容易に再圧縮成形され、また、スケールの発生もない。

これによつて、前記再圧縮成形の成形荷重が小さく、寸法精度が高い再圧縮成形体 1 0が得られる。

前記再圧縮成形体 1 0は、金属粉 7 aの粒界に黒鉛 7 bが残留している組織を持っており、図 1 1に示すように、再圧縮成形の程度に応じて、金属粉 7 aの粒子が扁平化した形状になっている。即ち、軽度の再圧縮成形では金属分 7 aの粒子がやや扁平化して粒子間の空隙の多くが無くなった組織となっており（図 1 1 ( a ) 参照）、更に再圧縮成形されることによって、金属粉 7 aの粒子は大きく扁平化し、粒子間の空隙が略無くなった組織となっている（図 1 1 ( b ) 参照）。前記再圧縮成形体 1 0は、成形素材 9 g金属粉 7 aの粒子が大きく変形して扁平化した形状の組織になっているが、この成形素材 9の組織は金属粉 7 aの粒界に黒鉛 7 bが残留した状態であるから、被切削性や潤滑性に優れたものとなっている。

したがって、焼給金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金属質粉成形素材 9の再圧縮成形体 1 0及びその製造方法が得られる。

また、前記予備成形工程 1の成形ダイス 1 4にテーパ部 2 1を形成すると共に、上パンチ 1 6に切欠き 2 3を形成したことにより、密度が 7 . S g Z c m ³以上の予備成形体 8を容易に得ることができる。

また、前記仮焼結工程 2の仮焼結温度を 8 0 0〜 1 0 0 0 °Cとすることにより、金属粉 7 aの粒界に黒鉛 7 bが残留している状態の組織を有し、伸びが 1 0 %以上で、硬さが H R B 6 0以下となり、より優れた変形能を有する成形素材 9が得られる。

次に、前記再圧縮工程 3で得られた再圧縮成形体 1 0を、再焼結工程 4で再焼結して焼結体 1 1を得る。前記焼結体 1 1は、図 1 2に示すように、金属粉 7 a の粒界に存在した黒鉛 7 bがフェライ卜地に拡散（固溶または炭化物を形成）した状態の組織と、金属粉 7 aのフェライ卜またはパーライト組織に所定の割合で黒鉛 7 bが拡散及び残留している状態の組織とされる。なお、この場合に、前記黒鉛 7 bの残留量が零の場合もあり得る。

前記焼結体 1 1における黒鉛 7 bの残留率は再焼結温度によって変化し、再焼結温度が高いほど黒鉛 7 bの残留率が少なくなる（図 1 3参照）。これによつて、前記焼結体 1 1は所定の強度等の機械的性質が選択され得る。

前記再焼結工程 4の再焼結温度は、好ましくは 7 0 0〜 1 3 0 0 °Cが選択される。これによつて、前記再焼結温度の低温領域では黒鉛 7 bの拡散が少なく、黒鉛 7 bの残存率が多い状態の焼結体 1 1が得られ、再焼結温度の高温域では多くの黒鉛 7 bが拡散して残存率が少なく、かつ結晶の再成長が小さく、最も強度の大きい状態の焼結体 1 1が得られる。

詳しくは、図 1 4及び図 1 5に示すように、再焼結温度が 7 0 0〜 1 0 0 0での比較的低温である場合には、再圧縮工程 3で生じた加工硬化の回復が生じるが、黒鉛 7 bの拡散が進行し始めると共に、軽度の再焼結により結晶粒の微細な組織が得られるので、強度が大きく、硬さが増す。なお、前記再圧縮工程 3での再圧縮成形の形状によっては、加工硬化の回復の程度が大きく、緩やかに軟化した後、 1 0 0 o °c近くで再び硬化する場合もある。

また、前記再焼結温度が 1 0 0 0〜 1 3 0 0 °Cの比較的高温である場合には、黒鉛 7 bの残留率が少なくなり、黒鉛 7 bがフェライト地に拡散（固溶または炭化物を形成）するので、更に強度が増し、硬さも増す。しかし、前記再焼結温度が 1 1 0 0 °Cを超えると、脱炭量の増加に伴う総炭素量の減少や、結晶粒の再成長による強度及び硬さの低下する傾向が現れ始め、 1 3 0 0 °Cを超えると、結晶粒の過剰成長による粗大な組織が発生するので、強度、硬さ共に大きく低下してくる。このため、前記再僥結温度は、 7 0 0〜 1 3 0 0 °Cの範囲とするのが望ましく、安定した組織を得るには 9 0 0〜 1， 2 0 0 °Cの範囲とするのが最も好ましいものである。

したがって、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金厲質粉成形素材 9の再圧縮成形体 1 0を再焼結してなる焼結体 1 1及びその製造方法が得られる。

また、前記再焼結工程の再焼結温度を 7 0 0〜 1 3 0 o r:としたことにより、この再焼結温度を選択することによって、黒鉛 7 bの拡散が少なく黒鉛 7 bの残存率が多い状態の焼結体 1 1及び、多くの黒鉛 7 bが拡散して残存率が少なく、かつ結晶の再成長が小さく最も強度の大きい状態の焼結体 1 1が得られる。

次に、前記熱処理工程 5で、焼結体 1 1に熱処理が施される。前記熱処理工程 5による熱処理は、高周波焼入れ、浸炭焼入れ、窒化等の各種処理、及びそれらを組合せて実施される。これによつて、前記熱処理した焼結体 1 1は、過飽和に黒鉛 7 bを固溶し、または微細な炭化物や窒化物が析出して硬化層が形成され、優れた機械的性質が付与される。

詳しくは、図 1 6に示すように、熱処理した焼結体 1 1は硬化層の形成により、再焼結した状態の焼結体 1 1よりも大きな引張強度が得られる。また、前記再圧縮成形体 1 0を所定温度で再焼結してなる焼結体 1 1は、再圧縮工程 3の再圧縮成形によって空隙が無く高密度の組織となっているから、炭素の拡散は表面から内部に行くにしたがって少なくなる。このため、前記熱処理を施した焼結体 1 1は、図 1 7に示すように、表面近傍では硬さが増し、内部は靭性を有することになり、全体として優れた機械的性質を有することになる。

したがって、焼結金属による機械的強度の高い機械部品を得るために好適な、優れた変形能を有する金白質粉成形素材の再圧縮成形体を再焼結してなる焼結体に、熱処理を施してなる焼結体及びその製造方法が得られる。

次に、請求項 1 7以下に記載した発明の実施の形態を詳述する。

すなわち、各発明における実施の形態の金属質粉成形素材や再圧縮成形体及び焼結体の製造工程は前記図 1に示すものと同じであり、また、予備成形体の製造工程も前記図 2に示すものと全く同一であって、図 1において、予備成形工程 1 では、この実施の形態において図 2 ( a ) 〜（cl ) に示すように、後述する金属質粉 7を成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に充填し、上パンチ 1 6及び下パンチ 1 7で加圧して、密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体 8を得る。この場合、前記金属質粉 7及び成形ダイス 1 4は常温状態にある。

成形ダイス 1 4の成形空間 1 5は、上パンチ 1 6が挿入される大径部 1 9と、下パンチ 1 7が挿入される小径部 2 0と、これら大径部 1 9と小径部 2 0とを繋ぐテーパ部 2 1とを備えている。

前記成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に挿入される上パンチ 1 6及び下パンチ 7の一方または両方、この実施の形態においては上パンチ 1 6には、成形ダイス 1 4の成形空間 1 5に臨む端面 2 2の外周端部に、成形空間 1 5の容積を増大させる切欠き 2 3が形成してある。前記切欠き 2 3はこの実施の形態において断面が駒形で環状に形成してある。

2 4は前記成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に挿入されるコアで、このコア 2 4によって、成形空間 1 5内で成形される予備成形体 8は略円筒状に造形されることになる。

予備成形工程 1では、先ず、図 2 ( a ) に示すように、成形ダイス 1 4の成形空間 1 5内に金属質粉 7を充填する。ここで充填される金属質粉 7は、以下の金属粉に、 0 . 1重量％以上の黒鉛を混合したものが用いられる。

即ち、ここで用いられる金属粉は、モリブデン（M o )、ニッケル（N i )、マンガン（M n )、銅（C u )、クロム（C r )、タングステン（W)、バナジウム（V )、コバルト（C o ) 等の合金元素の一種若しくは二種以上を含有し、残部が鉄及び少量の不可避不純物によって構成されているもの（請求項 1 7に対応の金属粉）、または、前記合金元素を主成分とする粉末を鉄を主成分とする金属粉に拡散付着したもの（請求項 1 8に対応の金属粉）、若しくは、混合したもの（請求項 1 9に対応の金属粉）が用いられる。

前記金属質粉 7が加圧され、圧粉成形された後、上パンチ 1 6を後退（上昇）させると共に、成形ダイス 1 4を下降させ（図 2 . ( c ) 参照）、圧粉成形された予備成形体 8を成形空間 1 5内から取り出す（図 2 ( d ) 参照）。

ところで、一般に、金属質粉を圧粉成形する場合には、圧粉成形品の密度が高くなるにつれて、圧粉成形品と成形型との間の摩擦が増大することや、圧粉成形品のスプリングバック等によって、成形型内から圧粉成形品を取り出すことが困難となる。このため、高密度の圧粉成形品を得ることが困難であるとされているところ、前記予備成形工程 1においてはこれが有利に解決される。

即ち、前記成形ダイス 1 4の成形空間 1 5はテ一パ部 2 1を備えているから、このテーパ部 2 1が所謂抜き勾配となって、圧粉成形された予備成形体 8の取り出しが容易に行える。また、前記上パンチ 1 6には、成形ダイス 1 4の成形空間 1 5に臨む端面 2 2の外周端部に、成形空間 1 5の容積を増大させる切欠き 2 3 が形成してあるから、この切欠き 2 3の部分で局部的に予備成形体 8の密度が低くなり、予備成形体 8と成形ダイス 1 4との間の摩擦や、予備成形体 8のスプリングバック等が低く抑えられ、予備成形体 8の取り出しが容易になる。

これによつて、前記密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体 8を容易に得ることができる。

次に、前記予備成形工程 1で得られた予備成形体 8を仮焼結工程 2で仮焼結する。これによつて、図 1 8に示すように、金属粉 3 aの粒界に黒鉛 3 bが残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物のほとんど生じない組織を持った成形素材が得られる。

即ち、請求項 1 7に対応の金厲粉 3 aを用いた場合、金屈粉 3 aの粒界に黒鉛 3 bの全部が残留した（黒鉛 3 bの拡散がまったくなかった）のであれば、金厲粉 3 aの組織は、全体がフェライ卜（F )、または、オーステナイ卜（A ) の組織となり、黒鉛 3 bの一部が拡散したのであれば、金属粉 3 aの組織は、黒鉛 3 b の近傍にパーライト（P ) またはべイナイト（B ) がわずかに析出した組織となる。また、請求項 1 8または 1 9に対応の金属粉 3 aを用いた場合には、金属粉 3 aの粒界に黒鉛 3 bの全部が残留したときには、全体がフェライト（F )、または、オーステナイト（A) の組織、若しくは、ニッケル（N i ) 等の未拡散の合金成分を持った組織となり、黒鉛 3 bの一部が拡散したときには黒鉛 3 bの近傍にパーライト（P ) またはべイナイト（B ) がわずかに析出した組織となる。つまり、少なくとも、前記金属粉 3 aの全体がパーライト（P ) やべイナィト（B ) の組織とはなっていない。このため、前記成形素材は硬さが低く、かつ、伸びが大きい性質を有し、優れた変形能を有することになる。

さらに説明すると、予備成形体 8は密度が 7 . 3 g Z c m ³以上であることから、金属粉 3 aの粒子間の空隙が連続せず、孤立した状態となっており、このことが大きく原因して、仮焼結後に硬度が低く、伸びが大きい成形素材が得られることとなる。即ち、金属粉 3 aの粒子間の空隙が連続している場合には、仮焼結時の炉内の雰囲気ガス及び黒鉛から発生するガスが空隙を介して予備成形体 8の内部に深く侵入して浸炭が促進されることになるけれども、空隙が孤立していることから、これらが有利に防止され、硬度が低く抑えられると共に大きな伸びが得られることとなる。したがって、成形素材の硬度や伸びは黒鉛 3 bの量の影響をほとんど受けることがない。

また、前記仮焼結工程 2によって、金属粉 3 aの粒子同士の接触面における表面拡散または溶融による焼結が広範囲に亘つて生じることからも、より大きな伸びが得られる。

仮焼結工程 2での焼結温度は、 7 0 0 °C未満では焼結による金属粉の結合が進行せず、 1 0 0 0でを超えると、黒鉛 3 bが過剰に拡散されて硬度が高くなりすぎてしまうため、 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの範囲が選択される。この焼結温度は、通常、 8 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度が選択されるが、クロム（C r ) 等の炭化物を容易に生成する合金元素を含む場合は、 8 0 0 °Cを超えると合金元素の炭化物等の析出物が生じて硬度が高くなることから、 7 0 0〜8 0 0 °Cの温度範囲が選択される。

ここで、図 1 9は、後述する実施例 1の場合の仮焼結温度と成形素材の伸びの関係を調べた試験データとグラフであり、図 2 0は、後述する実施例 2の場合の図 1 9と同様の試験データとグラフである。そして、図 2 1は、実施例 1の場合の仮焼結温度と成形素材の硬さの関係を調べた試験データとグラフであり、図 2 2は、実施例 2の場合の図 2 1と同様のデータとグラフである。

これらのデータとグラフから明らかなように、仮焼結温度を 7 0 0〜 1 0 0 0での範囲で選択すれば、少なくとも成形素材の伸びは 5 %以上、硬さは H R B 6 0前後に維持することができる。因みに、この H R B 6 0という値は、高強度の冷間鍛造鋼材に焼鈍したときの硬度と同程度のものであるが、本願発明にかかるこの成形素材においては焼鈍を行うことなく、この H R b 6 0の前後の値を得ることができる。

また、仮焼結工程 2で得られた成形素材は、次の再圧縮工程 3において再圧縮成形（冷間鍛造等）が行われる。ここで得られる塑性加工体は、金属粉 3 aの粒界に黒鉛 3 bが残留した成形素材に対して組織の空隙を圧潰して緻密化するため、ほとんど空隙を有しない組織となっている。

そして、塑性加工体は、成形素材の金属粉 3 aの粒界に黒鉛 3 bが残留し、炭素の拡散がほとんど生じていないため、図 2 3，図 2 4に示すように成形荷重（変形抵抗）を非常に小さくすることができる。つまり、成形素材は炭素の拡散がほとんどないことから、硬度が低く、かつ、伸びが大きい特性となり、さらに、金属粉粒界に存在する黒鉛が金属粉相互の滑りを促進するように機能するため、再圧縮成形時の成形荷重は小さくなり、塑性加工体は所定の形状に容易に形成される。尚、図 2 3は実施例 1の場合、図 2 4は実施例 2の場合について夫々成形荷重を調べたものである。また、仮燒結時の温度については、 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの範囲を選択すれば、前記塑性加工体は、図 2 5 , 図 2 6に示すように充分な引張り強度を確保することができ、さらに、図 2 7 , 図 2 8に示すように充分な硬さをも確保することができる。ただし、図 2 5，図 2 7は実施例 1の場合、図 2 6，図 2 8は実施例 2 の場合について調べたものである。したがって、塑性加工体は、引張り強度や硬さが铸锻造材に匹敵するものとなり、機械的強度は充分に高くなる。

比較的小さな変形を伴う再圧縮成形の場合には、再変形、即ち、再度の塑性加ェを容易に行うことができ、大きな変形を伴う再圧縮成形の場合には、加工硬化により、高い硬度が得られる。

図 2 9 , 図 3 0は、比較的小さな変形を伴う再圧縮成形により形成された場合と、大きな変形を伴う再圧縮成形により形成された場合の夫々の塑性加工体の組織を示すものである。いずれも、金属粉 3 aの粒界に黒鉛 3 bが残留した組織であり、金属粉 3 aの組織は、請求項 1 7に対応するものであれば、フェライト（F )、オーステナイ卜（A)、あるいは、黒鉛 3 bの近傍にパーライト（P ) またはべィナイト（B ) がわずかに析出した組織、請求項 1 8 , 1 9に対応するものであれば、フェライト（F )、オーステナイト（A )、または、ニッケル（N i ) 等の未拡散の合金成分の、一種または二種以上が混在した組織、或いは、黒鉛 3 bの近傍にパーライト（P ) またはべイナイト（B ) がわずかに析出した組織となっているが、図 2 9に示されたものは、空隙はほとんどなく、金属粉 3 aはやや変形した形状となっており、図 3 0に示されたものは、ほぼ完全に空隙がなくなり、金属粉 3 aは大きく変形して扁平な形状となっている。

さらに、再圧縮成形は常温状態で行うため、スケールの発生や変態による寸法精度の低下が起こらず、しかも、成形素材を低い成形荷重で成形することができるため、鍛造材と比較してスプリングバックが小さく、再圧縮成形によつて塑性加工体の全体が実質的に真密度となる。このため、従来の焼結体よりも密度のばらつきが少なく、寸法変化のばらつきも小さい。したがって、成形素材を再圧縮して得られる塑性加工体は寸法精度の高いものとなる。

よって、こうして得られた塑性加工体は、高強度、高精度を必要とする摺動部品への適用が可能である。

さらに、塑性加工体は、次の再焼結工程 4において再焼結が行われる。ここで、得られた再焼結加工体は、金属粉の接触面における表面拡散または溶融による焼結と同時に、金属粉 3 aの粒界に存在した黒鉛 3 bをフェライト地に拡散（固溶または炭化物を形成）させるものであり、図 3 1に示すように、金属粉 3 aは、請求項 1に対応するものであれば、フェライト（F )、パーライト（P )、ベイナィト（B )、オーステナイト（A) 等組織からなり、請求項 1 8 , 1 9に対応するものであれば、フェライト（F )、パーライト（P )、ベイナイト（B )、オーステナイト（A)、または、ニッケル（N i ) 等の未拡散の合金成分の一種または二種以上が混在した組織からなる。そして、黒鉛 3 bが残留する場合には、金属粉 3 aの内部または粒界に黒鉛 3 が点在する組織となる。

さらに、請求項 1 7〜 1 9のいずれに対応するものの場合にも、図 3 2に示すように、添加した黒鉛 3 bの残留率（総炭素に占める未拡散の黒鉛量の割合）は再焼結温度が高いほど小さくなつており、黒鉛 3 bが拡散した状態の組織と，黒鉛 3 bが残留した状態の組織とが再焼結温度に応じた所定の割合で形成される。尚、再燒結温度が高温の場合には黒鉛の残留率は同図に示すように 0となり、黒鉛 3 bの残留した組織は無くなる。

また、再焼結において素地に固溶する合金元素にあっては、より均質に素地に固溶し、炭化物等の析出物を生じる合金元素にあっては、析出物を生じることにより、添加した合金元素による機械的特性の向上の効果がマクロ的な組織に反映され、再焼結加工体全体としての機械的特性が向上する。

このため、塑性加工体よりも強度が充分に高くなり、また、黒鉛 3 bの拡散量を変えることによって、強度、潤滑性、その他の要求される機械的特性に応じた再焼結加工体を得ることができるようになる。そして、所定温度で再焼結された再焼結加工体は、引張り強度が大きく、硬度も高くなり、硬化層を特に必要としない铸鍛造材と同等以上の機械的強度が得られる。

また、再焼結加工体は,再圧縮成形後に再焼結することにより、結晶粒径がほぼ

2 0 m程度またはそれ以下の再結晶組織となり、従来の焼結体の結晶粒径である 4 0〜 5 0 mよりも結晶粒径が微細になる。このため、強度がより高くなるうえ、伸びが大きく、疲労強度が高く、衝撃値が高いものとなり、優れた機械的特性を有するものとなる。

ところで、再焼結温度は、 7 0 0 °C未満では黒鉛 3 bの拡散が進行せず、 1 3 0 0 °Cを超えると、浸炭、脱炭、結晶粒の粗大化等が生じることから、 7 0 0〜 1 3 0 0 °Cの範囲に設定する。

また、図 3 3〜図 3 6に示すように、再焼結温度が 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの比較的低温である場合は、一方では加工硬化の回復によって軟化するが、他方では黒鉛 3 bの拡散が進行し始めると共に、軽度の再結晶により結晶粒の微細な組織が得られるので、強度が大きくなると共に、高硬度になる。ただし、形状によって加工硬化の回復の程度が大きく、緩やかに軟化してから、 1 0 0 0 °C近くで再び硬化傾向に転じる場合もある。

さらに、 1 0 0 0〜 1 3 0 0 °Cの高温である場合は、黒鉛 3 bの残留率が小さく、即ち、黒鉛 3 bが素地に拡散するので、さらに強度は大きく、高硬度になる。しかし、 1 1 0 0 ^eCを超えると脱炭量の増加に伴う総炭素量の低下や結晶粒の再成長による強度及び硬さの低下の傾向がみられ、特に 1 3 0 0 °Cを超えると機械的特性が大きく低下する。したがって、再焼結温度は 9 0 0〜 1 3 0 0 °Cの温度範囲にすることが望ましい。

また、再焼結加工体は、最後に熱処理工程 1 0 5において、高周波焼入れ、浸炭焼入れ、窒化及びその他の組み合わせなどの熱処理が行われる。これにより、過飽和に黒鉛 3 bが固溶し、または、微細な炭化物が析出して、硬化層が形成される。図 3 7 ,図 3 8に示すように、硬化層の形成により、再焼結加工体よりも大きな引張り強度が得られ、図 3 9に示す表面からの距離と硬さの関係からわかるように、本発明にかかるものの場合、実質的に真密度であるので熱処理による炭素の拡散は内部ほど少なく、このために内部は靭性を有したまま、表面近傍のみが熱処理により高硬度となる。したがって、全体として優れた機械的特性を有している。一方、従来法による熱処理加工体では，内部まで炭素の拡散が進行し、全体が高い硬度にはなっているが、空隙を有するので、脆く、靭性及び剛性も低いものとなっている。

即ち、空隙を有する従来法の熱処理加工体では、全体が熱処理され、高強度、高靭性を得ることは困難であつたが、本発明にかかる熱処理加工体は、一般の焼結品よりも高強度、高靭性であることに加え、高剛性であり、錶鍛造材と同様に要求される機械的特性に応じた熱処理を行うことが可能である。また、素地に固溶して焼入れ性等の熱処理性を向上させる合金元素を添加している場合には、さらに優れた機械的特性を有するものが得られる。

よって、こうして得られた熱処理加工体は、カムシャフト、ロー夕部品等の自動車エンジン部品、プロペラシャフトジョイント部部品、ドライブシャフト部品、クラツチ部品、ミツション部品等の駆動部品、パワーステアリングギヤ部品、ァンチロックブレーキ部品等の操舵部品、懸架部品、その他各種ベアリング及びポンプ構成部品等の、高強度、高靭性、摺動性が要求される機械部品に適用したときに、安価にこれらを得ることができる。

以上、一つの実施の形態について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、例えば、前記予備成形体 8は、金属質粉 7及び成形型を所定温度に加熱して、金属質粉 7の降伏点を低下させた状態で行う、所謂温間成形によって形成するようにしても良い。

また、前記上パンチ 1 6に、成形空間 1 5の容積を拡大させる切欠き 2 3を形成した実施の形態について述べたが、この切欠き 2 3は下パンチ 1 7に設けても良く、また、上パンチ 1 6及び下パンチ 1 7の両方に設けても良い。

実施例 1 ：

モリブデン（Mo) 0. 2重量％の成分を含有し、残部は鉄（F e) 及び少量の不可避不純物である合金鋼粉に、 0. 3重量％の黒鉛を混合して金属質粉を形成し. この金属質粉を圧粉成形して、密度が 7.4 gZ cm³の予備成形体を形成して、この予備成形体を窒素ガス雰囲気の炉内において 800^で 60分間仮焼結して成形素材を作った。この成形素材の伸びは 1 1. 2 %、硬さは HRB 53. 3であった（図 1 9，図 2 1参照）。

そして、この後前記成形素材を断面減少率（変形量） 60 %で後方押し出しにより、カップ状に再圧縮成形（冷間鍛造）して、塑性加工体を得た。

その結果、前記塑性加工体を得たときの成形荷重（変形抵抗）は、 2078 M P aであり（図 23参照）、前記塑性加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 692 MP a、硬さは HRB 75であった（図 2 5, 図 27参照）。尚、前記塑性加工体の密度は、 7. 7 1 gZc m³であった。

また、この後前記塑性加工体を窒素ガス及び水素ガスの混合雰囲気の炉内において 1 1 50°Cで再焼結して再焼結加工体を得た。その再焼結加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 676 MP a、硬さは HRB 7 1であった（図 3 3, 図 3 5参照）。尚、前記再焼結加工体の密度は、 7. 7 1 gZcm³であった。さらにこの後、前記再焼結加工体をカーボンポテンシャル 1. 0 %の雰囲気の炉内において最高 860°Cで浸炭して、 90°Cで油焼入れし、 1 50°Cで焼戻し、熱処理加工体を得た。その結果、熱処理加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 1 1 85MP a (図 37参照）、表面の固さは HRC 59であり、内部（表面から 2mmの部分）の硬さは HRC 33 (HV 330 ) であった。

実施例 2 ：

鉄（F e) 及び少量の不可避不純物である鉄粉表面に、ニッケル（N i ) 2. 0重量％、モリブデン（Mo) 1. 0重量％が拡散付着されている合金鋼粉に、 0. 3重量％の黒鉛を混合して金属質粉を形成し、この金属質粉を圧粉成形して密度が 7. 4 g/cm³の予備成形体を形成し、この予備成形体を窒素ガス雰囲気の炉内において 800°Cで 60分間仮焼結して成形素材を作った。この成形素材の伸びは 1 1. 8%、硬さは HRB 52であった（図 20，図 22参照）。この後、前記成形素材を断面減少率（変形量） 60%で後方押し出しにより、カップ状に再圧縮成形（冷間鍛造）して、塑性加工体を得た。

前記塑性加工体を得たときの成形荷重（変形抵抗）は、 2428MP aであり (図 24参照）、前記塑性加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 706 MP a, 硬さは HRB 96であった（図 26，図 28参照）。そして、前記塑性加ェ体の密度は、 7. 70 gZcm³であった。

この後、前記塑性加工体を窒素ガス及び水素ガスの混合雰囲気の炉内において 1 1 50°Cで再焼結した。このとき、再焼結加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 784 MP a、硬さは HRB 1 00であり（図 34，図 36参照）、密度は、 7. 70 g/cm³であった。

また、この後前記再焼結加工体をカーボンポテンシャル 1. 0%の雰囲気の炉内において最高 860 °Cで浸炭して、 90°Cで油焼入れし、 1 50°Cで焼戻し，熱処理加工体を得た。その結果、熱処理加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 1 678 MP a、表面の固さは HRC 62であり、内部（表面から 2 m mの部分）の硬さは HRC 41 (HV 400) であった（図 38，図 39参照）。実施例 3 ：

鉄（F e) 及び少量の不可避不純物である鉄粉表面に、 2. 0重量％の銅（C u) と 0. 3重量％の黒鉛を混合して金属質粉を形成し、この金属質粉を圧粉成形して、密度が 7. 4 g/c m'³の予備成形体を形成し、この予備成形体を窒素ガス雰囲気の炉内において 800 °Cで 60間仮焼結して成形素材を作った。この成形素材の伸びは 1 2. 0 %、硬さ HRB 47であった。

次に、この成形素材を断面減少率 60 %で後方押し出しにより、カップ状に再圧縮成形（冷間鍛造）して、塑性加工体を得た。

前記塑性加工体を得たときの成形荷重（変形抵抗）は、 1 96 OMP aであり、前記塑性加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 5 1 0MP a、硬さは HRB 7 5であった。そして、前記塑性加工体の密度は、 7. 70 gZcm³でめった。

この後、前記塑性加工体を窒素ガス及び水素ガスの混合雰囲気の炉内において 1 1 50°Cで再焼結した。このとき、再焼結加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 7 35 MP a、硬さは HRB 80であり、密度は、 7. 7 5 g/c m³であった。

また、この後前記再焼結加工体をカーボンポテンシャル 1. 0 %の雰囲気の炉内において最高 860°Cで浸炭して、 90 で油焼入れし、 1 50°Cで焼戻し、熱処理加工体を得た。その結果、熱処理加工体の引張り強度（圧環強度からの換算値）は 98 OMP a、表面の固さは HRC 42であり、内部（表面から 2 mm の部分）の硬さは HRB 9 1であった。

以下、つづけて実施例 4〜 7について説明するが、これらの実施例は、上述実施例 1に対して合金鋼粉の構成のみが異なり、合金鋼粉に混合する黒鉛の量（0. 3重量％)、予備成形体の密度（7. 4 g/cm³), 仮焼結の際の条件（窒素ガスの炉内で 800^CC 60分間）、再圧縮成形の際の条件（断面減少率 60パーセント）、再焼結の際の条件（窒素ガス及び水素ガスの混合雰囲気の炉内で 1 1 50°C)、熱処理の際の条件（カーボンポテンシャル 1.0 %の雰囲気の炉内で最高 860°C で浸炭、 90°Cで油焼入れ、 1 50°Cで焼き戻し）等はすべて同様としている。したがって、以下の実施例については、合金の構成と、試験結果のみを記載するものとする。

実施例 4 ：

合金鋼粉は、ニッケル（N i ) 1. 0重量％、モリブデン（λΐο) 0. 3重量％、銅（C u) 0. 3重量％の成分を含有し、残部が鉄（F e) と不可避不純物からなる構成にした。

(ィ）再圧縮成形の際の成形荷重 • 2 1 95 MP a

(口）塑性加工体の引張り強度 • 725 MP a

(八）塑性加工体の硬さ •HRB 8.2

(二）塑性加工体の密度 - 7. 74 g/ c m³

(ホ）再焼結加工体の引張り強度 • 755 MP a

(へ）再焼結加工体の硬さ •HRB 85

(ト）再焼結加工体の密度 • 7. 74 g / c m³

(チ）熱処理加工体の引張り強度 • 1 235 MP a

(リ）熱処理加工体の表面硬さ •HR C 60

(ヌ）熱処理加工体の内部の硬さ •HR C 33 (HV 326)

実施例 5 ：

合金鋼粉は、クロム（C r) 1. ◦重量％、マンガン（Mn) 0. 7重量％、モリブデン（Mo) 0. 3重量％の成分を含有し、残部が鉄（F e) と不可避不純物からなる構成にした。

(ィ）再圧縮成形の際の成形荷重 • 2333 M P a

(口）塑性加工体の引張り強度 • 706 MP a

ひ、）塑性加工体の硬さ •HR B 80

(二）塑性加工体の密度 •7. り 6 gZcm³

(ホ）再焼結加工体の引張り強度 • 794 M P a

(へ）再焼結加工体の硬さ •HR B 90

(ト）再焼結加工体の密度 • 7. 66 g / c m ³

(チ）熱処理加工体の引張り強度 • 1 32 3 M P a

(リ）熱処理加工体の表面硬さ H R C 60

(ヌ）熱処理加工体の内部の硬さ HR C 42 (H V 4 S )

実施例 6 ：

oo 合金鋼粉は、クロム（C r) 1. 0重量％、モリブデン（Mo) 0. 3重量％、バナジウム（V) 0. 3重量％の成分を含有し、残部が鉄（F e) と不可避不純物からなる構成にした。

(ィ）再圧縮成形の際の成形荷重 2362 M P a

(口）塑性加工体の引張り強度 725 M P a

(ノ、) 塑性加工体の硬さ 82 HRB

(二）塑性加工体の密度 7. 65 g / c m³

(ホ）再焼結加工体の引張り強度 804 M P a

(へ）再焼結加工体の硬さ HRB 88

(ト）再焼結加工体の密度 7.寸 65 gZcm³

(チ）熱処理加工体の引張り強度 1 33 ο 3 M P a

(リ）熱処理加工体の表面硬さ HR C 63

(ヌ）熱処理加工体の内部の硬さ HR C 43 (HV 42 1 )

実施例 7 ：

合金鋼粉は、コバルト（C o) 6 5重量％、クロム（C r) 8. 0重量％、タングステン（W) 2. 0重量％、モリブデン（Mo) 0. 5重量％の成分を含有し、残部が鉄（F e) と不可避不純物からなる構成にした。

(ィ）再圧縮成形の際の成形荷重 a

(口）塑性加工体の引張り強度 •••696 MP a

(ハ）塑性加工体の硬さ •••HRB 95

(二）塑性加工体の密度 -7. 60 g/ c m ³

(ホ）再焼結加工体の引張り強度 -· 784 MP a

(へ）再焼結加工体の硬さ •••HRB 1 00

(ト）再焼結加工体の密度 … 7 · 60 g/ c m ^:i

(チ）熱処理加工体の引張り強度 ··· 1 1 76 MP a

(リ）熱処理加工体の表面硬さ •••HR C 66 (ヌ）熱処理加工体の内部の硬さ一H R C 4 5 (H V 4 5 0 )

以上、詳細に説明したように、本発明にかかる金属質粉成形素材は、機械的強度の高い部材を得るのに好適な所定量の黒鉛を含み、しかも、再圧縮成形に有利な硬度が低く、伸びの大きい性質（変形能）を有する。

また、本発明にかかる再圧縮成形体は、硬度や疲労強度その他の機械的特性を確実に高めることができるうえ、寸法精度をも高めることができる。産業上の利用可能性

本発明は、前記実施の形態の構成に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、前記予備成形体 8は、金属質粉 7及び成形型を所定温度に加熱して、金属質粉 7の降伏点を低下させた状態で行う、いわゆる温間成形によつて形成するようにしてもよい。

また、前記予備成形工程 1において、上パンチ 1 6に、成形空間 1 5の容積を拡大させる切欠き 2 3を形成した実施の形態について述べたが、この切欠き 2 3 は下パンチ 1 7に設けてもよく、また、上パンチ 1 7及び下パンチ 1 7の両方に設けてもよい。

Claims

請求の範囲

1. 鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7. 3 g/cm³以上の予備成形体を 7 00〜1 000°Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有することを特徴とする金属質粉成形素材。

2. 前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0. 3重量％以上にしたことを特徴とする請求項 1に記載の金属質粉成形素材。

3. 前記請求項 1または 2に記載の金属質粉成形素材を、再圧縮成形してなることを特徴とする再圧縮成形体。

4. 鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、この予備成形工程で得られた予備成形体を 700〜 1 000°Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

この仮焼結工程で得られた金属質粉成形素材を再圧縮成形する再圧縮工程とからなることを特徵とする再圧縮成形体の製造方法。

5. 前記予備成形工程は、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して形成されてなり、

前記成形ダイスの成形空間が、上パンチが挿入される大径部と、下パンチが揷入される小径部と、これら大径部と小径部とをつなぐテーパ部とを備え、前記上パンチ及び下パンチの一方または両方が、成形ダイスの成形空間に臨む端面の外周端部に、成形空間の容積を増大させる切欠きを備えていることを特徴とする請求項 4記載の再圧縮成形体の製造方法。

6. 前記金厲粉に混合される黒鉛の量を、 0. 3重量％以上に設定したことを特徴とする請求項 4または 5に記載の再圧縮成形体の製造方法。

7 . 鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0での温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を形成し、

更に、前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなり、

金属粉及びその粒界に所定の割合で黒鉛が拡散及び残留している状態の組織を有することを特徴とする焼結体。

8 . 前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 3重量％以上にしたことを特徴とする請求項 7に記載の焼結体。

9 . 鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7 . 3 g Z c m ³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、この予備成形工程で得られた予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

この再圧縮工程で得られた再圧縮成形体を再焼結する再焼結工程とからなることを特徴とする焼結体の製造方法。

1 0 . 前記予備成形工程は、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して形成されてなり、

前記成形ダイスの成形空間が、上パンチが挿入される大径部と、下パンチが挿入される小径部と、これら大径部と小径部とをつなぐテーパ部とを備え、前記上パンチ及び下パンチの一方または両方が、成形ダイスの成形空間に臨む端面の外周端部に、成形空間の容積を増大させる切欠きを備えていることを特徴とする請求項 9に記載の焼結体の製造方法。

11. 前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0. 3重量％以上にしたことを特徵とする請求項 9または 10に記載の焼結体の製造方法。

12. 鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体を 700〜1000での温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を形成し、

更に、前記再圧縮成形体を所定温度で再焼結してなり、

前記焼結体に熱処理が施されてなることを特徴とする焼結体。

13. 前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0. 3重量％以上にしたことを特徵とする請求項 12に記載の焼結体。

14. 鉄を主成分とする金属粉に黒鉛を混合してなる金属質粉を圧粉成形して、密度が 7. 3 gZ cm³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 700〜 1000でで仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

この再焼結工程で得られた焼結体を熱処理する熱処理工程とからなることを特徴とする焼結体の製造方法。

15. 前記予備成形工程は、成形ダイスの成形空間内に充填した金属質粉を上パンチ及び下パンチで加圧して形成されてなり、前記成形ダイスの成形空間が、上パンチが挿入される大径部と、下パンチが挿入される小径部と、これら大径部と小径部と'をつなぐテ一パ部とを備え、前記上パンチ及び下パンチの一方または両方が、成形ダイスの成形空間に臨む端面の外周端部に、成形空間の容積を増大させる切欠きを備えていることを特徴とする請求項 14に記載の焼結体の製造方法。

1 6. 前記金属粉に混合される黒鉛の量を、 0. 3重量％以上にしたことを特徴とする請求項 14または 1 5に記載の焼結体の製造方法。

17. 前記請求項 1に記載の金属質粉は、モリブデン（Mo)、ニッケル（N i )、マンガン（Mn)、銅（Cu)、クロム（C r)、タングステン W)、バナジウム

(V)、コバルト（Co) 等の、素地に固溶して強度、焼き入れ性、その他の機械的特性を向上させ、あるいは、炭化物等の析出物を生じさせて強度、硬さ、その他の機械的特性を向上させる合金元素の少なくとも一種を含有する鉄を主成分とする合金鋼粉であり、仮焼結後の組織が、金属粉の粒界に黒鉛が残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物がほとんど生じていない組織であることを特徴とする金属質粉成形素材。

1 8. 前記請求項 1に記載の金属質粉は、モリブデン（Mo)、ニッケル（N i )、マンガン（Mn)、銅（Cu)、クロム（C r)、タングステン（W)、バナジウム

(V)、コバルト（C o) 等の、素地に固溶して強度、焼き入れ性、その他の機械的特性を向上させ、あるいは、炭化物等の析出物を生じさせて強度、硬さ、その他の機械的特性を向上させる合金元素を主成分とする粉末を、鉄を主成分とする金属粉に拡散付着してなる金属粉であり、仮焼結後の組織が、 '金属粉の粒界に黒鉛が残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物がほとんど生じていない組織であることを特徴とする金属質粉成形素材。

1 9. 前記請求項 1に記載の金厲質粉は、モリブデン（λΙο)、ニッケル（N i )、マンガン（Mn)、銅（C u)、クロム（C r)、タングステン（W)、バナジウム

(V)、コバルト（C o) 等の、素地に固溶して強度、焼き入れ性、その他の機械的特性を向上させ、あるいは、炭化物等の析出物を生じさせて強度、硬さ、その他の機械的特性を向上させる合金元素を主成分とする粉末を、鉄を主成分とする金属粉に混合してなる金属粉であり、仮焼結後の組織が、金属粉の粒界に黒鉛が残留し、鉄や合金元素の炭化物等の析出物がほとんど生じていない組織であることを特徴とする金属質粉成形素材。

20. 前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0. 1重量％以上にしたことを特徴とする請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材。

2 1. 請求項 1 7〜1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を再圧縮成形して、空隙のほとんど無い緻密化した組織を有することを特徴とする再圧縮成形体。

22. 前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0. 1重量％以上にしたことを特徴とする請求項 21に記載の再圧縮成形体。

23. 前記請求項 1 7〜 1 9に記載の各金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この仮焼結工程で得られた金属質粉成形素材を再圧縮成形する再圧縮工程とからなることを特徴とする再圧縮成形体の製造方法。

24. 請求項 2 1または 22に記載の再圧縮成形体を、所定温度で再焼結し、黒鉛が拡散した組織と黒鉛が残留した組織を前記再焼結温度に応じた所定の割合で有することを特徴とする焼結体。

25. 前記請求項 1 7〜 1 9に記載の各金属質粉を圧粉成形して得られた、密度が 7. 3 gZcm³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 700〜 1 000°Cの温度にて仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金厲質粉成形素材を得る ί反焼結工程と、この仮焼結工程で得られた金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を得る再圧縮工程と、

2 6 . 請求項 2 4に記載の焼結体を熱処理して、硬化組織を有することを特徴とする焼結体。

2 7 . 前記請求項 1 7〜 1 9に記載の各金属質粉を圧粉成形して、密度が 7 .

3 c m ³以上の予備成形体を得る予備成形工程と、

この予備成形工程で得られた予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cで仮焼結して、金属粉の粒界に黒鉛が残留している状態の組織を有する金属質粉成形素材を得る仮焼結工程と、

2 8 . 前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 1重量％以上にしたことを特徴とする請求項 2 4または 2 6に記載の焼結体。

2 9 . 金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチの挿入される小径部と、これら大怪部と小径部を繋ぐテーパ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空問に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによって形成された予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0での温度で仮焼結して請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形することによって形成したことを特徴とする再圧縮成形体。

3 0 . 金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下.パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチの挿入される小径部と、これら大径部と小径部を繋ぐテーパ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空間に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによって形成された予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度で仮焼結して請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を形成したことを特徴とする再圧縮成形体の製造方法。

3 1 . 前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 1重量％以上にしたことを特徴とする請求項 2 9に記載の再圧縮成形体。

3 2 . 金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチの挿入される小径部と、これら大径部と小径部を繋ぐテーパ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空間に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによって形成された予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度で仮焼結して請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を形成し、この再圧縮成形体を再焼結して形成したことを特徴とする焼結体。

3 3 . 金属質粉が充填される成形空間を有する成形ダイスと、この成形ダイスに挿入されて金属質粉を加工する上パンチ及び下パンチを備え、かつ前記成形ダイスの成形空間には、前記上パンチの挿入される大径部と、前記下パンチの挿入される小径部と、これら大径部と小径部を繋ぐテ一パ部が形成されると共に、前記上パンチと下パンチの一方または両方の前記成形空間に臨む端面に成形空間の容積を増大させる切欠きが形成された装置によって予備成形体を形成し、これによって形成された予備成形体を 7 0 0〜 1 0 0 0での温度で仮焼結して請求項 1 7〜 1 9のいずれかに記載の金属質粉成形素材を形成し、この金属質粉成形素材を再圧縮成形して再圧縮成形体を形成し、この再圧縮成形体を再焼結して形成したことを特徴とする焼結体の製造方法。

3 4 . 前記金属質粉に混合される黒鉛の量を、 0 . 1重量％以上にしたことを特徴とする請求項 3 2に記載の焼結体。

3 5 . 請求項 7、 1 2及び 2 4に記載された前記再焼結温度を 7 0 0〜 1 3 0 0でとしたことを特徴とする焼結体。