烧结制品以及用于烧结制品的激光标记方法与流程

本发明涉及通过烧结压粉成形体获得的烧结制品以及在烧结制品上进行激光标记的方法。

本申请要求于2017年7月18日提交的日本专利申请no.2017-139182的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。

背景技术：

通过烧结铁粉等金属粉末的成形体而获得的烧结体(烧结合金)被用作汽车部件或机械部件。由这种烧结合金形成的制品(下文中简称为“烧结制品”)包括(例如)链轮、转子、齿轮、环、法兰、滑轮、叶片和轴承等。

一般来说，通过如下方式制造烧结制品：对包含金属粉末的原料粉末进行加压成形以制造压粉成形体；并对该压粉成形体进行烧结。在烧结后，根据需要进行任何精加工。

专利文献1披露了用于粉末煅烧制品的标记方法，该方法包括：对金属粉末或陶瓷粉末与有机粘结剂的混合物进行注射成型；在成形体上进行激光标记；对成形体进行脱粘结剂；以及对成形体进行烧结。

根据专利文献1中披露的标记方法，在成形体或随后的脱粘结剂制品上进行激光标记。其有利之处在于：能够用小功率激光快速地对制品进行标记，并且提高了中间制品的易管理性。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利公开no.5-185714

技术实现要素：

(1)根据本发明的一个方面的方法为用于包含金属粉末的压粉成形体的激光标记方法，该方法包括：第一步骤，其中用具有较弱的第一功率的激光扫描压粉成形体的表面中的预定区域，以使预定区域的内部熔融并平滑；以及第二步骤，其中用具有较大的第二功率的激光进行扫描，以在预定区域中的预定位置形成由预定深度的凹部形成的点。

(8)根据本发明的一个方面的烧结制品为通过烧结包含金属粉末的压粉成形体获得的烧结制品，所述烧结制品包括：二维码，该二维码包括通过在压粉成形体的表面上进行激光标记而标记的多个点。烧结制品的表面中的点附近处的氧含量为2重量％以下。

附图说明

[图1]图1为根据本发明的实施方案的压粉成形体和烧结制品的透视图。

[图2]图2为标记工序中所包括的步骤的说明图。

[图3]图3为示出激光的扫描图案对于烧结体上的二维码的读取性的影响的说明图。

[图4]图4为示出二维码的外观的转变的说明图。

[图5]图5为示出实施标记工序(第一步骤至第三步骤)中的激光的适当参数的表格。

[图6]图6为存留于烧结制品上的二维码的一部分的放大图。

[图7]图7为图6中的矩形部分的放大图。

[图8]图8为图7中的矩形部分的放大图。

[图9]图9为图8中的矩形部分的放大图。

[图10]图10为存留于未经精整的烧结制品上的二维码的放大图。

[图11]图11为存留于未经精整的烧结制品上的点部分(第二步骤部分)的放大图。

[图12]图12为存留于未经精整的烧结制品上的非点部分(第三步骤部分)的放大图。

[图13]图13为未经精整的烧结制品的未处理部分(第一步骤区域之外)的放大图。

[图14]图14为存留于经过精整的烧结制品上的二维码的放大图。

[图15]图15为存留于经过精整的烧结制品上的点部分(第二步骤部分)的放大图。

[图16]图16为存留于经过精整的烧结制品上的非点部分(第三步骤部分)的放大图。

[图17]图17为经过精整的烧结制品的未处理部分(第一步骤区域之外)的放大图。

[图18]图18示出了经过标记以及随后的烧结工序的烧结体的点部分的eds分析结果。

[图19]图19示出了经过标记以及随后的烧结工序的烧结体的点部分的eds分析结果。

[图20]图20示出了烧结体的标记目标部分之外的区域的eds分析结果。

[图21]图21示出了烧结体的标记目标部分之外的区域的eds分析结果。

[图22]图22示出了经过了烧结并随后经过标记的烧结体的点部分的eds分析结果。

[图23]图23示出了经过了烧结并随后经过标记的烧结体的点部分的eds分析结果。

具体实施方式

<技术问题>

在包含金属粉末的成形体中，原料粉末的平均粒径落在约20μm至200μm(含端值)的范围内。因此，在金属粉末的聚集中，可能存在较大的空隙。当这种空隙与点基本上一样大时，可能会造成读码器的读取误差。专利文献1未解决该问题。

鉴于前述常规问题，本公开的目的是提供一种形成点的激光标记方法，当在压粉成形体上标记预定的识别显示时，该方法能够将读码器的读取误差降至最低。

<发明的有利效果>

本公开在压粉成形体上标记预定的识别显示时，所形成的点在超过1000℃的烧结工序之后能够确实地读取。

<问题的解决方案>

在下文中，将列出本发明的实施方案的概要。

(1)根据本实施方案的方法为用于包含金属粉末的压粉成形体的激光标记方法，其包括：第一步骤，其中用具有较弱的第一功率的激光扫描压粉成形体的表面中的预定区域，以使该预定区域的内部熔融并平滑；以及第二步骤，其中用具有较大的第二功率的激光进行扫描，以在该预定区域中的预定位置形成由预定深度的凹部形成的点。

根据本实施方案的激光标记方法包括第一步骤和第二步骤。因此，在通过第一步骤使可能存在于预定区域中的空隙缩小后，通过第二步骤在预定区域中形成了点。

如此，在压粉成形体的表面中的预定区域内形成了点，所述点可将读码器的读取误差降至最低。

(2)在根据本实施方案的激光标记方法中，第二步骤优选包括进行多次旋转照射的步骤，该旋转照射为利用激光在预定区域中的单元格内部由外侧向内侧以螺旋方式进行旋转照射。

其原因如下。通过多次进行旋转照射，使得能够通过基本上呈圆形的点的凹部处的光反射率差异而将明暗彼此区分开。因此，在压粉成形体的煅烧工序之后，仍可由读码器读取点。

(3)在根据本实施方案的激光标记方法中，第一功率优选落入10w以上25w以下的范围内，并且第二功率优选落入20w以上50w以下的范围内。

其原因如下。第一功率小于10w时，因其功率弱而可能无法使粉末材料熔融，因此不适合于使表面平滑。第一功率大于25w时，因功率大而可能使粉末材料变黑。这种变黑的粉末难以与由第二步骤形成的点区分开。

第二功率小于20w时，因功率弱而可能无法形成所需深度的点。当第二功率大于50w时，因功率大而可能形成超过单元格范围的点。

(4)在根据本实施方案的激光标记方法中，具有第一功率的激光的扫描速度优选为1500mm/s以上2700mm/s，并且具有第二功率的激光的扫描速度优选为250mm/s以上320mm/s。

其原因如下。当具有第一功率的激光的扫描速度小于1500mm/s时，激光因其速度低而可能会使粉末材料变黑。这种变黑的粉末材料难以与由第二步骤形成的点区分开。当扫描速度大于2700mm/s时，激光因其速度高而可能无法使粉末材料熔融，因此不适合于使表面平滑。

当具有第二功率的激光的扫描速度小于250mm/s时，激光因其速度低而可能形成超过单元格范围的点。当扫描速度大于320mm/s时，激光因其速度高而可能无法形成所需深度的点。

(5)根据本实施方案的激光标记方法优选还包括第三步骤，其中用具有第三功率的激光扫描预定区域中由第二步骤形成的点以外的部分，其中第三功率弱于第二功率。

其原因如下。第三步骤能够除去附着于点的边缘部分附近的飞溅物，这些飞溅物可能成为读码器的读取误差的原因。

(6)在根据本实施方案的激光标记方法中，第三功率优选落入10w以上25w以下的范围内。

其原因如下。当第三功率小于10w时，因功率弱而可能不会除去点附近的飞溅物。当第三功率大于25w时，因功率高而可能使点以外的部分变黑。这种变黑的部分难以与由第二步骤形成的点区分开。

(7)在根据本实施方案的激光标记方法中，具有第三功率的激光的扫描速度优选为1700mm/s以上3000mm/s。

其原因如下。当具有第三功率的激光的扫描速度小于1700mm/s时，由于激光速度低，因此激光可能会使点以外的部分变黑。这种变黑的部分难以与由第二步骤形成的点区分开。当扫描速度大于3000mm/s时，由于激光的速度高，因此激光可能不能除去点附近的飞溅物。

(8)如上所述，在根据本实施方案的激光标记方法中，压粉成形体的表面中的预定区域内部通过第一步骤熔融。因此，通过第一步骤形成的压粉成形体的表面的孔隙率小于未经过第一步骤的普通表面的孔隙率。在第二步骤中，多次进行了旋转照射。通过第二步骤形成的点由开口部分的平面形状大致上为圆形且底部呈圆形的渐缩凹部形成。

(9)根据本实施方案的烧结制品为通过烧结包含金属粉末的压粉成形体获得的烧结制品，其包括二维码，该二维码包括通过在压粉成形体的表面上进行激光标记而标记的多个点。烧结制品的表面中的点附近处的氧含量为2重量％以下。

从分析结果(图18至23)可看出，在标记于烧结前的压粉成形体上的二维码中，因激光加热而氧化的金属成分在烧结工序中被还原。因此，其氧含量与标记目标部分外的部分的氧含量(2重量％以下)没有较大差别。

因此，在进行了根据本实施方案的激光标记方法的烧结制品中，烧结制品的表面上的点附近处的氧含量成为2重量％以下。

<本发明的实施方案的详述>

在下文中，将参照附图描述本实施方案的烧结制品、烧结制品的制造方法以及激光标记方法的具体实例。

[烧结制品的制造方法]

图1为根据本实施方案的压粉成形体g1、g2以及烧结制品s的透视图。

如图1所示，根据本实施方案的烧结制品s的制造方法至少包括：制作压粉成形体g1的“成形工序”；在所制作的压粉成形体g1上标记预定的识别显示的“标记工序”；对标记后的压粉成形体g2进行的“烧结工序”；以及“精整”和“热处理工序”。

根据本实施方案的烧结制品s的制造方法的一个特征是：在烧结之前，预先在压粉成形体g1上标记预定的识别显示(例如，二维码c)。在下文中，将参照图1描述制造工序的内容。

需要注意的是，在本实施方案中，参考符号g1用于表示标记之前的压粉成形体，并且参考符号g2用于表示标记之后且烧结之前的压粉成形体。

(成形工序)

成形工序为通过对含有金属粉末的原料粉末进行加压成形，从而制作压粉成形体g1(图1中的最上图)的工序。

压粉成形体g1为将成为烧结制品s(图1中的最下图)的中间材料，其成形为具有与烧结制品s相对应的形状。图1示出了作为烧结制品s的一个实例的无声链用链轮，其为一种汽车部件。在本文中，本发明还可应用于链轮外的其他任何制品。压粉成形体g1具有可标记识别显示的表面部分。

原料粉末

压粉成形体g1的原料粉末主要包含金属粉末。可根据烧结制品s的材料任意选择金属粉末的材料。代表性的材料可为铁系材料。

铁系材料是指铁或者主要成分为铁的铁合金。铁合金可为(例如)包含选自由ni、cu、cr、mo、mn、c、si、al、p、b、n和co构成的组中的至少一种添加元素的合金。

具体的铁合金可为不锈钢、fe-c系合金、fe-cu-ni-mo系合金、fe-ni-mo-mn系合金、fe-p系合金、fe-cu系合金、fe-cu-c系合金、fe-cu-mo系合金、fe-ni-mo-cu-c系合金、fe-ni-cu系合金、fe-ni-mo-c系合金、fe-ni-cr系合金、fe-ni-mo-cr系合金、fe-cr系合金、fe-mo-cr系合金、fe-cr-c系合金、fe-ni-c系合金、fe-mo-mn-cr-c系合金等。

通过采用铁系材料粉末作为主要成分，获得铁系烧结制品s。当采用铁系材料粉末作为主要成分时，相对于100质量％的原料粉末，铁系材料粉末的含量可为(例如)90质量％以上或者为95质量％以上。

当采用铁系材料粉末、尤其是铁粉末作为主要成分时，优选的是可添加cu、ni或mo的金属粉末作为合金成分。

cu、ni、mo为提高硬化性的元素。相对于100质量％的原料粉末，cu、ni或mo的含量可为(例如)大于0质量％且小于或等于5质量％，或者可落入0.1质量％以上2质量％以下的范围内。

需要注意的是，尽管原料粉末主要为上述金属粉末，但是允许原料粉末不可避免地包含痕量的杂质。

当原料粉末主要为铁系材料粉末、尤其是铁粉末时，可加入非金属无机材料，如碳(石墨)粉末。c为改善烧结体或任何其他热处理对象物体的强度的元素。

相对于100质量％的原料粉末，c的含量可为(例如)大于0质量％且小于或等于2质量％，或者可落入0.1质量％以上1质量％以下的范围内。

原料粉末优选包含润滑剂。通过包含润滑剂，可改善压粉成形体g1的加压成形时的润滑性和成形性。这有助于在加压成形中以较低的压力制作致密的压粉成形体g1。这种致密的压粉成形体g1有助于制作高密度的烧结制品s。

润滑剂可为(例如)：金属皂，如硬脂酸锌或硬脂酸锂；脂肪酸酰胺，如硬脂酰胺；或高级脂肪酸酰胺，如乙撑双硬脂酰胺。

润滑剂可为任何形态，如固体、粉末或液体。相对于100质量％的原料粉末，润滑剂的含量可为(例如)2质量％以下、或1质量％以下。当润滑剂的含量为2质量％以下时，可提高包含于压粉成形体g中的金属粉末的比例。

这有助于在加压成形中以较低的压力制作致密的压粉成形体g。此外，其将由于在压粉成形体g2的烧结中润滑剂的消失而导致的体积收缩降至最低，其中压粉成形体g2的烧结在加压成形之后进行。这有助于以高的尺寸精度制作高密度的烧结制品s。

从提高润滑效果的角度来看，润滑剂的含量优选为0.1质量％以上，或者0.5质量％以上。

虽然原料粉末可包含有机粘结剂，但是根据本实施方案的压粉成形体g1的原料粉末优选不包含有机粘结剂。

由于原料粉末不包含有机粘结剂，因此可提高压粉成形体g1中所含的金属粉末的比例。这有助于在加压成形中以较低的压力制作致密的压粉成形体g。此外，如此便无需在后续工序中对压粉成形体g进行脱脂。

金属粉末可为水雾化粉末、还原粉末或者气体雾化粉末。其中，水雾化粉末或还原粉末是适合的。

原因如下。水雾化粉末或还原粉末的颗粒表面处具有许多凹凸。在成形中，颗粒的这些凹凸彼此啮合，从而提高了压粉成形体g1的形状保持性。一般而言，利用气体雾化粉末趋向于获得表面上的凹凸数量较少的颗粒，而利用水雾化粉末或还原粉末趋向于获得表面上的凹凸数量较多的颗粒。

金属粉末的平均粒径可落入(例如)20μm以上200μm以下的范围内。其平均粒径可落入50μm以上170μm以下的范围内，或者80μm以上140μm以下的范围内。

金属粉末的平均粒径是指用激光衍射粒度分布分析仪测定的体积粒度分布中累积体积为50％的粒径(d50)。当金属粉末的平均粒径落入此范围内时，粉末的易处理性提高且有助于加压成形。

加压成形

在成形工序中的加压成形中，利用能够成形成与作为最终制品的烧结制品s的形状相对应的形状的成形装置(成形模具)。图1中举例示出的压粉成形体g1(链轮)是在成形中全部一体成形的。

成形装置(未示出)包括(例如)上下冲头、插入上下冲头内部并形成压粉成形体g1的凸起部的内周面的内侧模具、以及围绕上下冲头的外周并且具有形成压粉成形体g1的齿轮部分的通孔的外侧模具。

压粉成形体g1在轴向方向上相对的端面是由上下冲头压制的表面。压粉成形体g1的内周面和外周面是与内侧模具和外侧模具的滑接面(slidingsurface)。成形工序中加压成形的压制压力可落入(例如)250mpa以上800mpa以下的范围内。

(标记工序)

标记工序是在压粉成形体g1上标记预定的识别显示的工序。例如，使用激光打标机进行标记。预定的识别显示可为二维码(数据矩阵)或qr码(“qr码”是注册商标)。

在本实施方案中，从将每个制品的识别显示的区域减至最小的角度来看，识别显示为二维码c。

二维码c记录了能够唯一地指定一个烧结制品s并且在加压成形后立即定义该烧结制品s的预定识别信息(下文中称为“制品id”)。

制品id为包括了(例如)成形工序中的成形时间、成形时刻(年、月、日，以及该日的小时、分钟、秒)、任何图的代码编号、成形工序中所使用的加压成形机的代码编号、以及工厂的代码编号的信息。压粉成形体g1在不同的时刻逐一地进行加压成形。因此，制品id的成形时刻形成了烧结制品s的序列号。

(烧结工序)

烧结工序为对经过标记的压粉成形体g1进行烧结的工序。通过使压粉成形体g1进行烧结工序，得到了其上保留有烧结前标记的二维码c的中间材料(下文中称为“烧结体”)。

在烧结工序中，使用能够进行温度和气氛控制的烧结炉(未示出)。应根据压粉成形体g2的材料等适当地设定烧结条件。

将烧结温度设定为等于或小于主要金属粉末的熔点(例如，1400℃以下)，例如优选设定为1000℃以上。烧结温度可为1100℃以上或1200℃以上。

例如，烧结时间可落在15分钟以上150分钟以下的范围内，或者落在20分钟以上60分钟以下的范围内。

(精整)

精整为对通过烧结压粉成形体g2获得的中间材料(烧结体)进行再次压缩，以提高烧结体的尺寸精度的工序。在精整之后，二维码c仍存留于烧结体上。

例如，精整中使用的加压成形机为转台式加压成形机，其包括：下模具，通过机械臂将烧结体设置于该下模具上；和上模具，其被构造为从上方对设置的烧结体进行加压。

精整中加压成形的压制压力可落在(例如)250mpa以上800mpa以下的范围内，压制压力取决于烧结制品s的类型。

(热处理工序)

热处理工序为通过对经过精整的烧结体进行预定热处理，从而使烧结体的表面硬化的工序。通过使经过精整的烧结体进行热处理工序，获得了其上存留有二维码c的烧结制品s。

热处理工序中使用的热处理装置可为连续式和批量式中的任意一种。批量式热处理装置至少包括用于对烧结体进行渗碳硬化的硬化炉，以及用于对硬化后的烧结体进行回火的回火炉。热处理装置的渗碳方式可为气体渗碳、真空渗碳和离子渗碳中的任意一种。

需要注意的是，图1中示出的烧结制品s的制造工序可还包括：在精整之后、热处理之前对烧结体进行预定的切削或穿孔的工序；对热处理后的烧结制品s进行表面处理的工序。

在根据本实施方案的制造方法中，在烧结之前将二维码c标记于压粉成形体g1上。由此，通过标记在烧结工序、精整和热处理工序之后仍可读取的二维码c，并且联合沿生产线设置的可由拍摄图像读取制品id的读码器，从而可监控每个制品的位置和时刻。

这使得可管理每个制品的制造历史数据，如烧结工序中的“烧结温度图表”、精整中的“压制压力”和“上滑块下死点”以及热处理工序中的“热处理气氛图表”。

[在压粉成形体上进行标记时的问题和解决方法]

同时，压粉成形体g1的原料粉末包含平均粒径落在约20μm以上200μm以下的范围内的金属粉末。因此，在金属粉末颗粒聚集的压粉成形体g1的表面上，存在有较大空隙(最大为约150μm至200μm)的位置。这些空隙是读码器产生读取误差的原因。

为了防止制造时间延长，必须快速进行标记工序。为了防止可能由标记二维码c引起的对制品强度造成的任何影响，必须用较低的能量标记尽可能窄的区域。

图2为描述根据本实施方案的标记工序中所包括的步骤的说明图。

本发明的发明人在烧结压粉成形体g1之前，通过各种方法在压粉成形体g1上进行标记。其结果是，本发明人发现，包括图2中所示的第一步骤至第三步骤的标记方法能够在烧结之前有效地在压粉成形体g1上标记二维码c。在下文中，参照图2对根据本实施方案的标记工序进行详细描述。

(第一步骤)

第一步骤是用功率较弱的第一功率激光扫描压粉成形体g1的表面中的预定区域(由图2中的宽度w和高度h限定的区域)，以使压粉成形体g1的预定区域的内部熔融并平滑的步骤。

虽然宽度w和高度h的数值范围根据二维码c中所包括的单元格数目而改变，但是其数值范围可优选为(例如)8mm≤w≤11mm和2.5mm≤h≤3.5mm。

第一步骤中激光的优选数值范围如下。例如，第一步骤中激光的功率(第一功率)优选落在10w以上25w以下的范围内。

当功率小于10w时，激光可能会由于其功率弱而无法熔融粉末材料，因此不适合于使表面平滑。当功率大于25w时，激光可能会由于其高功率而使粉末材料变黑。这种变黑的粉末难以与由第二步骤形成的点区别开。

第一步骤中的激光的扫描速度(scanspeed)优选为1500mm/s以上2700mm/s。

当该速度小于1500mm/s时，激光可能会由于其速度低而使粉末材料变黑。这种变黑的粉末难以与由第二步骤形成的点区别开。当速度大于2700mm/s时，激光可能会由于其速度快而无法熔融粉末材料，因此不适合于使表面平滑。

第一步骤的有效的理由如下。即，二维码c的读码器通过白色背景和黑点之间的对比度而识别二维码。因此，在本实施方案中，为了有助于二维码c的识别，进行了如第一步骤中的基础处理。

在制造包含铁合金的金属制品时，材料的表面略黑。因此，通过进行第一步骤作为基础处理，略微提高了表面的亮度。因此，增强了白度。

在第一步骤中，不仅激光功率弱于普通模式，而且如上所述，优选激光的扫描速度高于普通模式。当扫描速度低时，原料粉末会燃烧并变黑。此处，通过使扫描速度高于普通模式，能够使背景平滑而不会使原料粉末变色。

通过这种方式，进行第一步骤，从而通过以高扫描速度在预定区域内部绘制条纹图案来填满压粉成形体c的预定区域。

在第一步骤中，通过用窄线宽激光精细地填满预定区域，从而使预定区域的内部更均匀且平滑地精加工。另一方面，对激光线宽的变窄存在限制，线宽过窄会使扫描时间延长。因此，应根据预期用途设定线宽或条数。

例如，在本实施方案中，为了缩短扫描时间，用三条激光的线宽填充一个单元格。

(第二步骤)

第二步骤为用更高功率的第二功率激光照射已通过第一步骤而变得平滑的预定区域内的预定单元格，以在预定单元格中形成二维码c的点(孔)的步骤。优选的是，在第一步骤的热扩散之前随即连续地进行第二步骤。

具体而言，通过用激光由外侧向内侧以旋转的方式照射单元格，从而在单元格中钻出尖锐的深孔。在这种情况中，优选进行两次激光的旋转照射。此外，优选的是，在第一步骤的热扩散之前随即连续地进行第二步骤。

在第二步骤中，作为读码器的读取单元的单元格的尺寸(例如)为边长各自为150μm以上270μm以下的正方形。

在图2的实例中，虽然从单元格中的外侧指向内侧的旋转照射轨迹是大致为矩形的螺旋状，但是旋转照射轨迹可为其他多边形螺旋状或圆形螺旋状。第二步骤中进行旋转照射的次数不限于两次，可为一次或三次以上。

对通过旋转照射形成于单元格中的各个点的直径没有特别限定，只要其尺寸可被读码器读取且不超过单元格，并且不会对相邻的点造成不利影响即可。

具体而言，点的开口部分的直径优选落入50μm以上140μm以下的范围内。尺寸小于50μm是不优选的，这是因为尺寸太小且难以作为暗部被通常的读码器识别并读取。尺寸超过140μm是不优选的，这是因为在第二步骤中于点状凹部的外周边缘处产生的再析出物或再附着物还会沉积或附着于相邻凹部的内部，这对于点的形成是不利的。点的直径可落入60μm以上130μm以下的范围内，或落入70μm以上120μm以下的范围内。

通过旋转照射形成于单元格中的点的深度优选为尽可能深，从而使形成点的凹部可被充分识别。

具体而言，点的深度优选落入70μm以上200μm以下的范围内。点的深度可落入90μm以上180μm以下的范围内，或落入110μm以上170μm以下的范围内。

第二步骤中的激光的优选数值范围如下。例如，第二步骤中的激光功率(第二功率)优选落入20w以上50w以下的范围内。

当功率小于20w时，由于激光功率弱，因此激光不能形成所需深度的点。当功率大于50w时，由于激光的功率大，因此激光可能形成超过单元格范围的点。

第二步骤中激光的扫描速度(scanspeed)优选为250mm/s以上320mm/s。

当速度小于250mm/s时，由于激光速度低，因此激光可能形成超过单元格范围的点。当速度超过320mm/s时，由于激光的速度高，因此激光可能不能形成所需深度的点。

(第三步骤)

第三步骤为用第三功率的激光扫描预定区域中除了由第二步骤形成的点之外的部分的步骤，其中第三功率弱于第二功率。优选的是，在第二步骤的热扩散之前随即连续地进行第三步骤。

第三步骤除去了附着于点的边缘部分周围的飞溅物，这些飞溅物可能成为读码器的读取误差的原因。

第三步骤中的激光的优选数值范围如下。例如，第三步骤中的激光功率(第三功率)优选落入10w以上25w以下的范围内。

当功率小于10w时，激光因其功率低而可能不会除去点附近的飞溅物。当功率大于25w时，激光可能因其功率高而使点以外的部分变黑。这种变黑的部分难以与由第二步骤形成的点区分开。

第一步骤中激光的扫描速度(scanspeed)优选为1700mm/s以上3000mm/s。

当速度小于1700mm/s时，由于激光速度低，因此激光可能会使点以外的部分变黑。这种变黑的部分难以与由第二步骤形成的点区分开。当速度超过3000mm/s时，由于激光的速度高，因此激光可能不会除去点附近的飞溅物。

[各步骤中使用的激光]

在根据本实施方案的激光标记方法中，在第一步骤至第三步骤中使用的激光的适合的数值范围归纳如下。

在下文中，将第一步骤中使用的激光称为“第一激光”；将第二步骤中使用的激光称为“第二激光”；并且将第三步骤中使用的激光称为“第三激光”。

(每单位面积的照射能量)

第一激光的每单位面积的照射能量优选落入0.05j/mm²以上0.50j/mm²以下的范围内。

第二激光的每单位面积的照射能量优选落入1.0j/mm²以上7.0j/mm²以下的范围内。

第三激光的每单位面积的照射能量优选落入0.05j/mm²以上0.50j/mm²以下的范围内。

激光的每单位面积的照射能量(单位：j/mm²，下文中省略了“单位”)定义为激光的每单位点的平均功率(w)与扫描单位面积的照射时间(s/mm²：下文中称为“每单位面积的照射时间”)的乘积。

当激光为cw激光时，每单位点的平均功率定义为每单位时间的能量；当激光为脉冲激光时，每单位点的平均功率定义为脉冲能量(j)与重复频率(1/s)的乘积。

当第一激光的每单位面积的照射能量小于0.05j/mm²时，第一激光可能不会使粉末材料熔融，因此不适合于使表面平滑。更优选的是，每单位面积的照射能量为0.10j/mm²以上。

当第一激光的每单位面积的照射能量大于0.50j/mm²时，第一激光可能会使粉末材料变黑。这种变黑的部分难以与由第二激光形成的点状凹部区分开，因此这种功率是不优选的。更优选的是，每单位面积的照射能量为0.30j/mm²以下。

当第二激光的每单位面积的照射能量小于1.0j/mm²时，第二激光可能不会形成具有所需深度的点状凹部，因此这种功率是不优选的。更优选的是，每单位面积的照射能量为2.0j/mm²以上。

当第二激光的每单位面积的照射能量大于7.0j/mm²时，会导致挥发物或飞散物过度增加，从而使再析出物或再附着物大幅增加，这些再析出物或再附着物可能无法通过之后的第三激光完全除去。因此这种功率是不优选的。更优选的是，每单位面积的照射能量为5.0j/mm²以下。

当第三激光的每单位面积的照射能量小于0.05j/mm²时，第三激光可能无法完全除去析出于点状凹部的外周边缘处的再析出物或再附着物，或者可能无法完全使表面平坦化。更优选的是，每单位面积的照射能量为0.10j/mm²以上。

当第三激光的每单位面积的照射能量大于0.50j/mm²时，第三激光可能使点状凹部之外的部分变黑。即，使应当成为明亮部分的部分变暗。这种变暗的部分难以与通过第二激光形成的点状凹部区分开，因此是不优选的。更优选的是，每单位面积的照射能量为0.30j/mm²以下。

(激光的平均功率、点直径和扫描速度的数值范围)

关于第一激光，每单位点的平均功率优选落入10w以上25w以下的范围内；点直径优选落入0.010mm以上0.060mm以下的范围内；并且扫描速度优选落入1500mm/s以上2700mm/s以下的范围内。

关于第二激光，每单位点的平均功率优选落入20w以上50w以下的范围内；点直径优选落入0.010mm以上0.060mm以下的范围内；并且扫描速度优选落入250mm/s以上320mm/s以下的范围内。

关于第三激光，每单位点的平均功率优选落入10w以上25w以下的范围内；点直径优选落入0.010mm以上0.060mm以下的范围内；并且扫描速度优选落入1700mm/s以上3000mm/s以下的范围内。

将激光的每单位点的平均功率定义为p，将点直径定义为r，将扫描速度定义为v，将每单位面积的照射时间定义为t，并将每单位面积的照射能量定义为e，它们的关系式表示如下：

e＝p×t………(式1)

其中t＝1/(r×v)，因此

e＝p/(r×v)………(式2)

通过式2，可由p、r和v的值确定e的值的范围。因此，限定了获得e的适当范围所需的p、r和v的适当范围。

(各激光的平均功率p的数值范围)

当第一激光的平均功率p小于10w时，第一激光因其功率弱而可能不会使粉末材料熔融，并且不适合于使表面平坦化。因此，这种平均功率p是不优选的。更优选的是，平均功率p为13w以上。

当第一激光的平均功率p大于25w时，第一激光可能会因其功率高而使材料变黑。这种变黑的材料难以与通过第二激光形成的点区分开，因此是不优选的。更优选的是，平均功率p为20w以下。

当第二激光的每单位点的平均功率p小于20w时，第二激光因其功率弱而不能形成具有所需深度的点状凹部，因此是不优选的。更优选的是，每单位点的平均功率p为30w以上。

当第二激光的每单位点的平均功率p大于50w时，第二激光会因其功率高而导致挥发物或飞散物过度增加，从而使再析出物或再附着物大幅增加，这些再析出物或再附着物可能无法通过之后的第三激光完全除去。因此该功率是不优选的。更优选的是，每单位点的平均功率p为40w以下。

当第三激光的平均功率p小于10w时，第三激光因其功率弱而可能无法除去位于各点状凹部的外周边缘处的再析出物或再附着物，并且不适合于使表面平坦化。因此，该平均功率p是不优选的。更优选的是，每单位点的平均功率p为13w以上。

当第三激光的平均功率p大于25w时，第三激光因其高功率而可能使点状凹部以外的其他部分变暗。这种变暗的部分难以与通过第二激光形成的点区分开，因此是不优选的。更优选的是，每单位点的平均功率p为20w以下。

(各激光的扫描速度v的数值范围)

当第一激光的扫描速度v小于1500mm/s时，第一激光可能因其速度低而使粉末材料变黑。这种变黑的粉末材料难以与通过第二激光形成的点状凹部区分开，因此是不优选的。更优选的是，扫描速度v为1700mm/s以上。

当扫描速度大于2700mm/s时，第一激光可能因其速度高而无法使粉末材料熔融，并且不适合于使表面平滑。因此是不优选的。更优选的是，扫描速度为2500mm/s以下。

当第二激光的扫描速度v小于250mm/s时，第二激光可能因其速度低而使挥发物或飞散物显著增加，因此是不优选的。更优选的是，扫描速度v为270mm/s以上。

当扫描速度v大于320mm/s时，第二激光可能因其速度高而无法形成具有所需深度的点状凹部，因此是不优选的。更优选的是，扫描速度v为300mm/s以下。

当第三激光的扫描速度v小于1700mm/s时，第三激光可能因其速度低而使点状凹部以外的部分变暗。这种变暗的部分难以与通过第二激光形成的点状凹部区分开，因此是不优选的。更优选的是，扫描速度v为2000mm/s以上。

当扫描速度大于3000mm/s以上时，可能因速度高而无法完全除去析出于点状凹部的外周边缘处的再析出物或再附着物，因此是不优选的。更优选的是，扫描速度v为2700mm/s以下。

(各激光的点直径r的数值范围)

当第一激光的点直径r小于0.010mm时，每单位面积的照射能量e变大，并且可能使粉末材料变黑。这种变黑的粉末材料难以与由第二激光形成的点状凹部区分开，因此是不优选的。

当点直径r大于0.060mm时，每单位面积的照射能量e变小，并且不会使粉末材料熔融。这不适合于使表面平滑，因此是不优选的。

当第二激光的点直径r小于0.010mm时，由于点直径r较小，因此如式2中所示，每单位面积的照射能量e变大。这可能会使挥发物或飞散物显著增加，因此是不优选的。

当点直径r大于0.060mm时，每单位面积的照射能量e变小，并且可能无法形成具有所需深度的点状凹部，因此是不优选的。

当第三激光的点直径r小于0.010mm时，每单位面积的照射能量e变大，并且可能使点状凹部以外的表面部分变黑。这种变黑的部分难以与由第二激光形成的点状凹部区分开，因此是不优选的。

当点直径r大于0.060mm时，每单位面积的照射能量e变小，并且可能无法完全除去析出于点状凹部的外周边缘处的再析出物或再附着物。因此是不优选的。

[旋转照射的有效性]

图3为示出了激光的扫描图案对于烧结体上的二维码c的读取性的影响的说明图。

图3中的左列图像示出了通过在经过第一步骤的压粉成形体g1上以平行移动的扫描图案形成大致正方形的点而获得的成形体和烧结体的表面。图3中的右列图像示出了通过在经过第一步骤的压粉成形体g1上以旋转照射(图中为圆形)的扫描图案形成大致圆形的点而获得的成形体和烧结体的表面。

如图3中的左上图所示，在为平行移动的扫描图案的情况中，在成形体阶段中相对清晰地识别出第一步骤中获得的白色与作为焙烧色的黑色之间的对比。

然而，如图3中的左下图所示，在为平行移动的扫描图案的情况中，在通过烧结工序获得的烧结体中，黑色焙烧色在烧结工序中还原，并且黑点的形状受损使得它们无法通过读码器读取。

另一方面，如图3中的右上图所示，在旋转照射的扫描图案的情况中，在成形体阶段中同样相对清晰地识别出第一步骤中获得的白色与作为焙烧色的黑色之间的对比。

此外，如图3中的右下图所示，在旋转照射的扫描图案的情况中，在烧结体经过烧结工序后，通过基本上呈圆形的点的凹部处的光反射率差异，仍能够将明暗彼此区分开。因此，可通过读码器读取二维码c。

从图3中示出的比较结果可看出，当形成二维码c的点时的扫描图案为旋转照射时是有效的，即，用激光由外侧向内侧照射单元格内部。

这种旋转照射能够形成相对较深的凹部，这些凹部在烧结之后仍然能够被读码器读取。

[二维码的外观的转变]

图4为示出二维码c的外观的转变的说明图。

如图4所示，在通过标记工序标记于压粉成形体g1上的二维码c中，通过烧结工序中的还原反应使点部分的焙烧色几乎消退，并且黑色调降低。然而，点的凹部保留。即，在烧结之后，仍然充分保留了由点的凹部形成的暗部(黑色)从而能够被读码器读取。

随后，通过精整挤压烧结体的表面，使得点的凹部的面积减小。此时，点的深度保持不变。因此，在精整之后，仍然充分保留了由点的凹部形成的暗部(黑色)从而能够被读码器读取。

此外，虽然通过热处理使二维码c的整个表面变为褐色，但是点的深度保持不变。因此，在热处理后，仍然充分保留了由点的凹部形成的暗部(黑色)从而能够被读码器读取。

实施例

图5为示出实施标记工序(第一步骤至第三步骤)中的激光的适当参数的表格。

图5中的参数为使用得自panasoniccorporation的fayb激光打标机mp-m500的规格数据。需要注意的是，激光打标机不限于mp-m500。

本发明人在上述激光打标机上设定了图5中的参数，并在压粉成形体g1上执行标记工序。随后，压粉成形体g1经过烧结工序，从而获得烧结制品s。对烧结制品s进行各种观察和分析。

压粉成形体g1的金属粉末的组成为fe-2cu-0.8c。下文中，描述了观察和分析结果。

[扫描电子显微镜的观察结果]

图6至9各自为通过扫描电子显微镜(sem)获得的二维码c及其点部分的放大图。

具体而言，图6为存留于烧结制品s上的二维码c的一部分的放大图。图7为图6中的矩形部分的放大图。图8为图7中的矩形部分的放大图。图9为图8中的矩形部分的放大图。

如图6至9(尤其是图7和8)所示，通过标记工序的第二步骤形成于单元格的中心处的各个点各自为开口部分的平面形状大致上为圆形且底部呈圆形的渐缩凹部。

[显微镜的观察结果]

图10至17各自为通过显微镜获得的二维码c及其点部分的放大图。

具体而言，图10为存留于未经精整的烧结制品s上的二维码c的放大图。图11为存留于未经精整的烧结制品s上的点部分(第二步骤部分)的放大图。

图12为存留于未经精整的烧结制品s上的非点部分(第三步骤部分)的放大图。图13为未经精整的烧结制品s的未处理部分(第一步骤区域之外)的放大图。

图14为存留于精整后的烧结制品s上的二维码c的放大图。图15为存留于精整后的烧结制品s上的点部分(第二步骤部分)的放大图。

图16为存留于精整后的烧结制品s上的非点部分(第三步骤部分)的放大图。图17为精整后的烧结制品s的未处理部分(第一步骤区域之外)的放大图。

如图11和15所示，在标记工序的第二步骤中形成于单元格的中心处的各点的深度大致为100μm。

从图11和图15之间的比较可看出，虽然未经精整的点(图11)的外周是凹凸不平的，但是经过精整的点(图15)的外周因精整而凹凸不平减小。

从图12和图13之间的比较可看出，与未经精整的烧结制品s的未处理部分(第一步骤区域之外)相比，在存留于未经精整的烧结制品s上的非点部分(第三步骤部分)中，出现于表面处的空隙的尺寸和密度较小。

类似地，从图16和图17之间的比较可看出，与精整后的烧结制品s的未处理部分(第一步骤区域之外)相比，在存留于精整后的烧结制品s上的非点部分(第三步骤部分)中，出现于表面处的空隙的尺寸和密度较小。

[eds分析结果]

图18至23各自示出了烧结体的点部分的能量色散x射线光谱仪(下文中称为“eds”)的分析结果。

具体而言，图18示出了预先经过标记并随后经过烧结工序的烧结体的点部分的eds分析结果。分析范围为图18中的矩形部分。图19示出了预先经过标记并随后经过烧结工序的烧结体的点部分的eds分析结果。分析点为图19中的十字部分。

图20示出了烧结体的标记目标部分之外的部分的eds分析结果，分析范围为图20中的矩形部分。图21示出了烧结体的标记目标部分之外的部分的eds分析结果，分析点为图21中的十字部分。

图22示出了经过了烧结并随后经过标记的烧结体的点部分的eds分析结果，并且分析范围为图22中的矩形部分。图23为经过了烧结并随后经过标记的烧结体的点部分的eds分析结果，其分析点为图23中的十字部分。

如图18和19所示，经过了标记并随后经过烧结工序的烧结体的氧含量分别为1.33重量％和1.50重量％。

这些含量值与烧结体的标记目标部分以外的部分的氧含量(图20中为1.98重量％，图21中为1.80重量％)差别不大。其原因可解释为：被激光加热并因此氧化的金属成分在标记后的烧结工序中被还原。

另一方面，如图22和23所示，经过了烧结并随后经过标记的烧结体的氧含量分别为10.10重量％和12.76重量％。

这些含量值与烧结体的标记目标部分以外的部分的氧含量(图20中为1.98重量％，图21中为1.80重量％)相比大幅增大(数量级不同)。其原因可解释为：当制品被烧结并随后被标记时，被激光加热并因此氧化的金属成分保持为原样。

如上所述，当标记后的压粉成形体g2经过了烧结工序时，在标记工序中被氧化了的金属成分在烧结工序中被还原。因此，点部分的氧含量与通常部分的氧含量基本相等，即，与标记目标部分以外的部分的氧含量基本相等(例如，落入1重量％以上2重量％以下的范围内)。

[变形例]

前述实施方案应理解为在所有方面中均为示意性的，而非限制性的。本发明的范围不由前述说明限定，而是由权利要求限定，并且旨在包括与权利要求等同的含义和范围内的所有改变。

例如，在实施方案中，其上标记有二维码c的压粉成形体g1包含润滑剂。此处，压粉成形体g1可为通过临时煅烧以去除润滑剂从而获得的临时煅烧制品(参见日本专利no.4751159)。

即，根据本实施方案的制造方法可以如下顺序进行：压制粉末→临时煅烧→标记→最终煅烧。

附图标记说明

g1:压粉成形体(标记前)

g2:压粉成形体(标记后)

s:烧结制品

c:二维码