以下X0. 5小时以上15小时以下左右。由此，能够 不使成型体烧结而必要且充分地进行成型体的脱脂。其结果，能够可靠地防止粘结剂成分 大量地残留于脱脂体的内部。
[0275] 另外，加热成型体时的气氛没有特别的限制，可以列举出：如氢这样的还原性气体 气氛；如氮、氩这样的惰性气体气氛；如大气这样的氧化性气体气氛或者将这些气氛减压 后的减压气氛等。
[0276] 另一方面，作为分解粘结剂的气体，例如，可以列举出臭氧气体等。
[0277] 并且，这种脱脂工序通过分成脱脂条件不同的多个过程（步骤）而进行，从而能够 更加迅速并以不使其残存于成型体中的方式分解、除去成型体中的粘结剂。
[0278] 另外，也可以根据需要而对脱脂体实施切削、研磨、切断等机械加工。脱脂体由于 硬度比较低且比较富于可塑性，因而能够在防止脱脂体的形状变形的同时，容易地实施机 械加工。根据这种机械加工，能够容易地获得最终尺寸精度高的烧结体。
[0279] [D]烧制工序
[0280] 将由上述工序[C]得到的脱脂体在烧制炉中烧制而获得烧结体。
[0281] 通过该烧制，粉末冶金用金属粉末在粒子彼此的界面上发生扩散，直至烧结。此 时，根据上述那样的机理，脱脂体被迅速地烧结。其结果，获得在整体上都致密的高密度的 烧结体。
[0282] 烧制温度随已用于制造成型体以及脱脂体的粉末冶金用金属粉末的组成、粒径 等不同而不同，而作为一例，可以设定为980°C以上1330°C以下左右。另外，优选设定为 1050°C以上1260°C以下左右。
[0283] 另外，烧制时间可以设定为0. 2小时以上7小时以下，但优选设定为1小时以上6 小时以下左右。
[0284] 此外，在烧制工序中，可以在中途使烧结温度或后述的烧制气氛变化。
[0285] 通过将烧制条件设定于这样的范围内，从而能够在防止烧结过度进行而成为过烧 结，进而晶体组织肥大化的同时，使整个脱脂体充分地烧结。其结果，能够获得高密度且在 机械特性上特别卓越的烧结体。
[0286] 并且，烧制温度是比较低的温度，因此易于将烧制炉的加热温度控制为一定，因而 脱脂体的温度也易于变为一定。其结果，能够制造更加均质的烧结体。
[0287] 并且，由于上述那样的烧制温度是在通常的烧制炉中便可充分地实现的烧制温 度，因此能够利用廉价的烧制炉，同时还能够抑制运行成本。换而言之，在超过上述烧制温 度的情况下，就可能需要利用采用了特殊耐热材料的昂贵的烧制炉，而且运行成本也增高。
[0288] 另外，烧制时的气氛没有特别的限制，但在考虑了防止金属粉末显著氧化的情况 下，优选使用如氢这样的还原性气氛、如氩这样的惰性气体气氛或者将这些气氛减压后的 减压气氛等。
[0289] 通过如此得到的烧结体就成为高密度、机械特性卓越的烧结体。即，将包括本发明 的粉末冶金用金属粉末以及粘结剂的组合物成型之后再进行脱脂、烧结而制造的烧结体与 烧结现有的金属粉末而成的烧结体相比，相对密度变高。因此，如果是本发明，则不进行追 加处理就能够实现过去不实施像HIP处理这样的追加处理就不能够到达的高密度的烧结 体。
[0290] 具体而言，根据本发明，尽管根据粉末冶金用金属粉末的组成不同而有些不同，但 作为一例，能够期待比现有提高2%以上的相对密度。
[0291] 其结果，所得到的烧结体的相对密度作为一例而能够期待达到97%以上（优选 98%以上，更优选98. 5%以上）。具有这种范围的相对密度的烧结体，尽管是通过利用粉末 冶金技术而具有无限地接近于目标形状的形状的烧结体，可是仍成为具有与熔制材相媲美 的卓越的机械特性的烧结体，因此成为几乎不实施后续加工就可以适用于各种机械部件、 结构件等的烧结体。
[0292] 并且，将包括本发明的粉末冶金用金属粉末以及粘结剂的组合物成型之后进行脱 月旨、烧结而制造的烧结体的拉伸强度或0.2%耐力比使用现有的金属粉末而同样地烧结而 成的烧结体的拉伸强度或〇. 2%耐力增大。一般认为这是由于通过使合金组成最优化而使 金属粉末的烧结性提高，由此所制造的烧结体的机械特性提高了。
[0293] 并且，通过如上述那样而制造后的烧结体成为其表面为高硬度的烧结体。具体而 言，尽管随粉末冶金用金属粉末的组成不同而有些不同，但是例如在为依照了奥氏体系不 锈钢的组成的情况下，可以期待表面的维氏硬度变为140以上500以下。另外，优选，期待 变为150以上400以下。另外，例如在为依照了马氏体系不锈钢的组成的情况下，可以期待 表面的维氏硬度变为570以上1200以下。另外，优选，期待变为600以上1000以下。具有 这种硬度的烧结体成为具有特别高的耐久性的烧结体。
[0294] 此外，即使不实施追加处理，烧结体也具有足够高的密度和机械特性，但是为了谋 求更进一步的高密度化以及机械特性的提高，也可以实施各种追加处理。
[0295] 作为该追加处理，例如，可以是如上述的HIP处理这样的谋求高密度化的追加处 理，也可以是各种淬火处理、各种冰冷处理、各种回火处理等，但既可以单独进行这些追加 处理，也可以使多种处理组合而进行。
[0296] 另外，在上述的烧制工序、各种追加处理中，金属粉末中（烧结体中）的轻元素挥 发，最终获得的烧结体的组成也有时比金属粉末中的组成有些许变化。
[0297] 例如，对于C，虽然随工序条件或处理条件的不同而不同，但有可能最终烧结体中 的含有率在粉末冶金用金属粉末中的含有率的5%以上100%以下的范围内（优选，30%以 上100%以下的范围内）变化。
[0298] 另外，对于0,虽然随工序条件、处理条件的不同而不同，但也有可能最终烧结体中 的含有率在粉末冶金用金属粉末中的含有率的1%以上50%以下的范围内（优选3%以上 50%以下的范围内）变化。
[0299] 另一方面，虽然如上所述，制造后的烧结体可以在根据需要而进行的追加处理的 一环中供于HIP处理，但也常常即使进行HIP处理，也发挥不出足够的效果。在HIP处理 中，虽然能够谋求烧结体的更进一步的高密度化，但是，在本发明中所获得的烧结体本来在 烧制工序的结束时点上已经实现了充分的高密度化。因此，即使再实施HIP处理，也难以进 行比其更大的高密度化。
[0300] 而且，在HIP处理中，由于需要经由压力介质而对被处理物进行加压，因而有可能 被处理物受到污染，或者被处理物的组成和物性随污染而发生意外的变化、被处理物随污 染而变色。另外，由于被加压而残留应力在被处理物内产生或增加，可能随着其被经时地释 放而导致变形、尺寸精度下降这种不良的产生。
[0301] 与此相反，根据本发明，由于能够不实施这种HIP处理而制造密度充分高的烧结 体，因此能够获得已实现与实施了 HIP处理的情况同样的高密度化以及高强度化的烧结 体。于是，这种烧结体成为污染和变色、组成和物性的意外变化等少，变形和尺寸精度下降 这种不良的产生也少的烧结体。因此，根据本发明，能够高效地制造机械强度以及尺寸精度 高、耐久性卓越的烧结体。
[0302] 并且，在本发明中所制造的烧结体由于几乎不需要使机械特性提高的目的的追加 处理，因此组成或晶体组织易于在整个烧结体上变得均匀。因此，成为结构上的各向同性 高、不管形状如何而对来自全方位的载荷的耐久性都卓越的烧结体。
[0303] [烧结体]
[0304] 接下来，对本发明的烧结体的实施方式进行说明。
[0305] 图7是示意性地显示本发明的烧结体的实施方式的截面的图。
[0306] 对于通过使用上述那样的本发明的粉末冶金用金属粉末而获得的烧结体10,如图 7所示，也成为具有与粉末冶金用金属粉末同样的特征的烧结体。
[0307] 即，如图7所示，本实施方式所涉及的烧结体10包括有第一区域S1、第二区域S2 以及第三区域S3。其中，图7上所示的第一区域Sl占有烧结体10的截面的大部分。另一 方面，图7上所示的第二区域S2以及第三区域S3分别呈粒状，在彼此已分离的状态下散布 于第一区域Sl中。
[0308] 这些第一区域S1、第二区域S2以及第三区域S3具有与本实施方式所涉及的粉末 冶金用金属粉末中的第一区域P1、第二区域P2以及第三区域P3同样的关系。
[0309] 即，在第二区域S2中，第一元素的含有率比第一元素在第一区域Sl中的含有率变 高，并且Si的含有率比Si在第一区域Sl中的含有率变高，并且Fe的含有率比Fe在第一 区域Sl中的含有率变低。
[0310] 换而言之，在将第一元素在第一区域Sl中的含有率设为El (SI)、将第一元素在第 二区域S2中的含有率设为E2(S2)、将Si在第一区域Sl中的含有率设为Si (SI)、将Si在 第二区域S2中的含有率设为Si (S2)、将Fe在第一区域Sl中的含有率设为Fe (SI)、将Fe 在第二区域S2中的含有率设为Fe (S2)时，烧结体10满足由下述式（9)~（11)表示的关 系的全部：
[0311] El (S2) > El(Sl) (9)
[0312] Si (S2) > Si(Sl) (10)
[0313] Fe (S2) < Fe(Sl) (11)
[0314] 另外，在第三区域S3中，第二元素的含有率比第二元素在第一区域Sl中的含有率 变高，并且Si的含有率比Si在第一区域Sl中的含有率变高，并且Fe的含有率比Fe在第 一区域Sl中的含有率变低。
[0315] 换而言之，在将第二元素在第一区域SI中的含有率设为E2(S1)、将第二元素在第 三区域S3中的含有率设为E2 (S3)、将Si在第三区域S3中的含有率设为Si (S3)、将Fe在 第三区域S3中的含有率设为Fe (S3)时，烧结体10满足由下述式（12)~（14)表示的关系 的全部：
[0316] E2(S3) > E2(S1) (12)
[0317] Si (S3) > Si(Sl) (13)
[0318] Fe (S3) < Fe(Sl) (14)
[0319] 包括这种第一区域S1、第二区域S2以及第三区域S3的烧结体10成为高密度、在 机械特性上卓越的烧结体。因此，成为也能够广泛地适用于诸如机械部件、结构件这种施加 较大外力的用途的烧结体。
[0320] 此外，本实施方式所涉及的烧结体10优选还满足由将上述式（IA)~（3A)的"P" 替换为" S "后的式子表示的关系的全部。
[0321] 同样地，本实施方式所涉及的烧结体10优选还满足由将上述式（4A)~^A)的 " P "替换为" S "后的式子表示的关系的全部。
[0322] 另外，在第二区域S2以及第三区域S3中，优选，0的含有率分别比0在第一区域 Sl中的含有率变高。在这种烧结体10中，0在第一区域Sl中的含有率就会相对地低。一 般认为，第一区域Sl对烧结体10的机械特性带来很大的影响，因此通过使0在第一区域Sl 中的含有率变低，从而获得在机械特性上卓越的烧结体10。
[0323] 在此，图8是本发明的烧结体的截面的透射式电子显微镜图像的一例，图9是图8 所示的烧结体截面的能量分散型X射线分析的映射分析结果的一例。
[0324] 其中，图8的（a)是烧结体的截面的TEM图像（明视场图像）的一例，图8的（b) 是该TEM图像的局部放大图。
[0325] 另外，在图9中，"STEM-HAADF"是与图8的（b)所示区域相同的区域的高角度环形 暗场扫描透射式电子显微镜图像，"Fe - K"是示出Fe的分布情况的映射图像，"Cr 一 K"是 示出Cr的分布情况的映射图像，"Ni - K"是示出Ni的分布情况的映射图像，"Mo - K"是 示出Mo的分布情况的映射图像，"Si - K"是示出Si的分布情况的映射图像，"Zr - K"是 示出Zr的分布情况的映射图像，"Nb - K"是示出Nb的分布情况的映射图像，"A1 - K"是 示出Al的分布情况的映射图像，"0 - K"是示出0的分布情况的映射图像。另外，图9的 箭头是用于指示第二区域S2的。此外，在各映射图像中出现的浓淡中越是淡的部分表示各 元素的含有率越高，越是浓的部分表示各元素的含有率越低。
[0326] 如图9所示，在"STEM-HAADF"的图上，看到一个粒状的区域（由箭头示出的区 域），并确认在该区域上Si以及氧集中和Fe缺失。由这种情况可知，在该区域上集聚有二 氧化硅。并且，在该区域上发现Zr(第一元素）的集聚。因此，该区域可以认为相当于第二 区域S2。
[0327] 另外，如图9所示，在烧结体含有Al的情况下，优选该Al分布于Zr的外侧。换而 言之，优选Al与Zr排他性地分布在第二区域S2的附近。由此，即使在例如无意混入了 Al 的情况下，也能够将Al停留于第二区域S2的附近，进而Al变得难以固溶于第一区域Sl中， 因此能够将Al对烧结体的机械特性所带来的影响抑制在最小限度内。
[0328] 此外，虽然省略观察图像，但优选Al在第三区域S3的附近也同样地分布。
[0329] 另外，第二区域S2的形状以及第三区域S3的形状分别为任何的形状均可，但在如 图8所示那样呈粒状（圆形）的情况下，第二区域S2的粒径以及第三区域S3的粒径分别 优选为IOnm以上1000 nm以下左右，更优选为50nm以上500nm以下左右。由于这样的第二 区域S2以及第三区域S3分别有助于不损害烧结体的机械特性而抑制Fe等的氧化，因此能 够实现尤其是在机械特性上卓越的烧结体。
[0330] 此外，第二区域S2的粒径以及第三区域S3的粒径能够分别作为在烧结体的截面 的放大图像中具有与第二区域S2以及第三区域S3相同的面积的圆的直径（圆相当径）而 求出。
[0331] 另外，第二区域S2以及第三区域S3分别存在于烧结体中的任何位置均可，但优选 位于晶界。由此，由第二区域S2以及第三区域S3所带来的上述那样的效果得以更显著地 发挥。即，使晶体内部的氧浓度下降这种效果得以更可靠地发挥，能够充分地提高烧结体的 机械特性。
[0332] 此外，在图8的（a)中，也发现晶粒边界线夹着在中央处看到的黑色的粒状区域 (第二区域S2)而朝着图像的左斜上方和右斜下方延伸，确认第二区域S2位于晶界。
[0333] 这种烧结体10中的第二区域S2以及第三区域S3可以认为是上述的粒子1中的 第二区域P2以及第三区域P3转移后的结果。因此，在观察烧结体10而看到了第二区域S2 以及第三区域S3时，就可以推断在已用于制造该烧结体10的粒子1中存在有第二区域P2 以及第三区域P3。于是，该烧结体10是粒子1中所含有的第二区域P2以及第三区域P3已 带来了上述那种作用的结果物，可以推测出是高密度且在机械特性上卓越的烧结体。
[0334] 以上，根据优选的实施方式而对本发明的粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉 末、烧结体以及烧结体的制造方法进行了说明，但本发明并非局限于这些。
[0335] 另外，本发明的烧结体可以应用于例如像汽车用部件、自行车用部件、铁路车辆用 部件、船舶用部件、航空器用部件、太空运输机（例如火箭等）用部件这样的运输设备用 部件；像个人计算机用部件、便携式电话终端用部件这样的电子设备用部件；像冰箱、洗衣 机、冷暖气机这样的电气设备用部件；像机床、半导体制造装置这样的机械用部件；像核电 站、火电站、水电站、炼油厂、化学联合厂这样的工厂设备用部件；像钟表用部件、金属餐具、 珠宝饰品、眼镜框这样的装饰品；除此以外，所有的结构件。
[0336] 【实施例】
[0337] 接下来，对本发明的实施例进行说明。
[0338] 1.烧结体（Zr - Nb类）的制造
[0339] (样品 No.l)
[0340] [1]首先，准备了通过水雾化法而制造后的、表1所示的组成的金属粉末。此外，该 金属粉末的平均粒径为4. 05 μπι，振实密度为4. 20g/cm3,比表面积为0. 23m2/g。
[0341] 另外，表1所示的粉末的组成通过电感耦合高频等离子体发光分析法（ICP法）来 鉴定、定量。另外，在ICP分析上使用了（株）日本理学制造 ICP装置（CIR0S120型）。另 外，在C的鉴定、定量上，使用了 LECO公司制造碳、硫分析装置（CS - 200)。并且，在0的鉴 定、定量上，使用了 LECO公司制造氧、氮分析装置（TC 一 300/EF-300)。
[0342] [2]接着，将金属粉末、聚丙烯以及蜡的混合物（有机粘结剂）以质量比为9 :1的 方式称量并混合，得到了混合原料。
[0343] [3]接着，将该混合原料在混炼机中混炼，得到了复合物。
[0344] [4]接着，在以下所示的成型条件下对该复合物用注射成型机进行成型，制作了成 型体。
[0345] <成型条件>
[0346] ?材料温度：150°C
[0347] ?注射压力：llMPa(110kgf/cm2)
[0348] [5]接着，在以下所示的脱脂条件下对所得到的成型体实施热处理（脱脂处理）， 得到了脱脂体。
[0349] <脱脂条件>
[0350] ?脱脂温度：500°C
[0351] ?脱脂时间：1个小时（在脱脂温度下的保持时间）
[0352] ?脱脂气氛：氮气氛环境
[0353] [6]接着，在以下所示的烧制条件下对所得到的脱脂体进行了烧制。由此，得到了 烧结体。此外，烧结体的形状为直径1〇_、厚度5mm的圆筒形状。
[0354] <烧制条件>
[0355] ?烧制温度：1150 °C
[0356] ?烧制时间：3个小时（在烧制温度下的保持时间）
[0357] ?烧制气氛：氩气氛环境
[0358] (样品 No. 2 ~30)
[0359] 除了如表1所示那样变更了粉末冶金用金属粉末的组成等以外，分别通过与样品 No. 1的烧结体的制造方法同样的方式而得到了烧结体。此外，对于样品No. 30的烧结体，烧 制后在下述的条件下实施了 HIP处理。另外，样品No. 18~20的烧结体分别是使用通过气 体雾化法制造后的金属粉末而得到的烧结体。此外，在表1中，在备注栏标记有"气体"。
[0360] <HIP处理条件>
[0361] ?加热温度：1100 °C
[0362] ?加热时间：2个小时
[0363] ?施加压力：IOOMPa
[0364] 表 1
[0365]
[0366] 此外，在表1中，将各样品No.的烧结体中的、相当于本发明的记为"实施例"，将不 相当于本发明的记为"比较例"。
[0367] (样品 No. 31 ~46)
[0368] 除了如表2所示那样变更了粉末冶金用金属粉末的组成等以外，分别通过与样品 No. 1的烧结体的制造方法同样的方式而得到了烧结体。此外，对于样品No. 46的烧结体，烧 制后在下述的条件下实施了 HIP处理。另外，样品No. 39~41的烧结体分别是使用通过气 体雾化法制造后的金属粉末而得到的烧结体。此外，在表2中，在备注栏标记有"气体"。
[0369] <HIP处理条件>
[0370] ?加热温度：1100 °C
[0371] ?加热时间：2个小时
[0372] ?施加压力：IOOMPa
[0373] 表 2
[0374]
[0375] 此外，在表2中，将各样品No.的烧结体中的、相当于本发明的记为"实施例"，将不 相当于本发明的记为"比较例"。
[0376] (样品 Νο·47 ~M)
[0377] 除了如表3所示那样变更了粉末冶金用金属粉末的组成等以外，分别通过与样品 No. 1的烧结体的制造方法同样的方式而得到了烧结体。此外，对于样品No. 64的烧结体，烧 制后在下述的条件下实施了 HIP处理。另外，样品No. 57~59的烧结体分别是使用通过气 体雾化法制造后的金属粉末而得到的烧结体。此外，在表3中，在备注栏标记有"气体"。
[0378] <HIP处理条件>
[0379] ?加热温度：1100 °C
[0380] ?加热时间：2个小时
[0381] ?施加压力：IOOMPa
[0382] 表 3
[0383]
[0384] 此外，在表3中，将各样品No.的烧结体中的、相当于本发明的记为"实施例"，将不 相当于本发明的记为"比较例"。
[0385] (样品 No. 65)
[0386] [1]首先，与样品No. 1的情况同样，通过水雾化法制造了表4所示的组成的金属粉 末。
[0387] [2]接着，通过喷雾干燥法而对金属粉末进行了造粒。此时所使用的粘结剂是聚乙 烯醇，使用了相对于金属粉末100质量份而为1质量份的量。另外，使用了相对于聚乙烯醇 1质量份而50质量份的溶剂（离子交换水）。由此，得到了平均粒径50 μπι的造粒粉末。
[0388] [3]接着，在以下所示的成型条件下对该造粒粉末进行了压粉成型。此外，在该成 型上使用了压制成型机。另外，制作的成型体的形状形成为了 20mm方的立方体形状。
[0389] <成型条件>
[0390] ?材料温度：90°C
[0391] ?成型压力：600MPa(6t/cm2)
[0392] [4]接着，在以下所示的脱脂条件下对所得到的成型体实施热处理（脱脂处理）， 得到了脱脂体。
[0393] <脱脂条件>
[0394] ?脱脂温度：450°C
[0395] ?脱脂时间：2个小时（在脱脂温度下的保持时间）
[0396] ?脱脂气氛：氮气氛环境
[0397] [5]接着，在以下所示的烧制条件下对所得到的脱脂体进行了烧制。由此，得到了 烧结体。
[0398] <烧制条件>
[0399] ?烧制温度：1150 °C
[0400] ?烧制时间：3个小时（在烧制温度下的保持时间）