JPH0238641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は粉末治金に関するものである。加える
に、本発明は工具及びダイ空洞の如き精密鋳造金
属製品に関するものである。また、本発明は取扱
い可能で、閉じていないコバルト含有モールド成
形プリホームから複製金属製品を作る際処理に伴
なう寸法変化を減少乃至除去するための方法に関
するものである。 複雑な形状及びきびしい機械的特性要求条件を
備えた金属製品に対する要求が存在しているため
に製造業者は多くの部品を粉末治金プロセスで作
ろうと努力している。そのようなプロセスにおい
ては特に大型の部品を作る時に必要な寸法コント
ロールを達成するのが困難となる。 英国特許第2005728A号明細書は、可撓性モー
ルド型内において球状非耐火性金属粉末と熱可塑
性物質を有する熱離散性の結合剤との可塑混合物
をモールド成形し、予め定められた形状及び寸法
のグリーン製品を形成し、当該グリーン製品を加
熱し、結合剤を除去するとともに前記非耐火性球
状粉末をその連結粒子からなる多孔質で単一体の
スケルトン、すなわち骸体の形態へと凝集させ、
当該骸体を前記球状非耐火性の金属粉末の最低融
点物質の融点よりも少なくとも25℃低い融点を備
えた溶融金属で溶浸させ、溶浸された骸体を冷却
し、かくて２つのからみ合つた金属マトリツクス
よりなる均質で、ボイドのない非耐火性金属製品
を作ることで、球状非耐火性金属粉末から精密部
品を作るための特に有用な粉末治金プロセスを開
示している。実際、コバルト合金含有球状非耐火
性金属粉末自体はそのようなプロセスにおいて特
に有用であることを実証している。というのはそ
のような粉末から作られた製品は同一プロセスに
従つて作られ同一の硬度レベルに焼入れされた鉄
ベースの製品よりも耐摩耗性及び耐腐蝕性にすぐ
れているからである。 前記特許明細書に記載のプロセスに従つて製造
された製品は処理中の寸法変化が極めて小さい。
マスタの寸法を調整すれば、このプロセスにより
±0.2％以上の精密公差が得られる。この特許明
細書の例に含まれる製品としてはグリーン成形製
品と溶浸後の最終製品の寸法を比較して0.40％〜
1.98％の間の収縮量を備えた（マスタを調節しな
いで作られた）製品が含まれている。この特許明
細書に示す例には又軽度に焼結した骸体プリホー
ムと溶浸した最終製品との寸法比較にもとづいた
時0.25％〜0.32％の収縮量を備えた製品が含まれ
ている。 工具及びダイ空洞の如き硬質金属部品の寸法は
一般的には市場においては相対値ベースで（例え
ば全線形寸法に対して何％プラスマイナスすると
いう形で）規定されるよりは絶対値ベースで（例
えば特定の線形寸法プラスマイナス幾つという形
で）規定されることが多い。従つて、相対値ベー
スでは極めて低い寸法変化しか生じない粉末治金
プロセスは大きな精密部品を製造するのに用いる
のには許容されない。というのは粉末治金技法を
用いてのそのような部品の処理中に生ずる寸法変
化の量はそのような部品に対する要求線形公差を
超えてしまうからである。また、等しくない長さ
及び幅を備えた製品が作られる時には、処理中の
寸法変化は異方性線形収縮に通じ、従つてそのよ
うな製品を粉末治金技術を使つて正確に複刻する
ことが困難となる。従つて、粉末治金プロセスに
おける寸法変化の割合を減少することは常に望ま
しいことである。というのはそのように寸法変化
が減少すれば、等しくない長さ及び幅を備えた部
品とか大きな部品を要求の寸法公差内に収めなが
ら処理することが可能となるからである。 前記英国特許明細書に記載の方法を用いて精密
鋳造品を処理する際発生する最もありふれた形態
の寸法変化は収縮である。慣用の圧縮粉末治金圧
密プロセスにおいては、圧密品の密度を更に上げ
るため種々のタイプの金属粉末添加剤が粉末圧密
品に加えられる。粉末治金製品の密度の増大とい
うものは一種の収縮を表わすものであるから、そ
のような金属粉末添加剤を前記特許のプロセスに
おいて用いたとしても収縮を阻止したり膨脹を得
ることは期待され得ない。 カーボニルニツケルは粉末状の微細に分割され
た金属であり当該金属は慣用の圧縮粉末治金圧密
品においてその高密化を促進するために用いられ
てきた（「INCOニツケル粉末、その特性と用途」
国際ニツケル社（International Nickel
Company、Inc.）1975年発行の11頁参照）。カー
ボニルニツケル粉末はまた慣用の圧縮粉末治金技
術を用いた鉄圧密品の処理における溶浸添加剤と
しても報告されている。これについては、スネー
プ（Snape）氏の鉄圧密品のNi含有銅溶浸剤での
浸潤」、Powder Metallurgy International（国際
粉末治金学）、６−１、20〜22頁（1974年）及び
アンドレオツチ（Andreotti）らの米国特許第
3459547号及び第3708281号を参照のこと。スネー
プ氏は鉄圧密品を銅で溶浸し、溶浸中膨脹が発生
することを観察した。カーボニルニツケル粉末を
溶浸剤に添加した所この膨脹が減り、補償的収縮
が得られた。スネープ氏により記載されたニツケ
ル含有浸潤鉄圧密品は溶浸剤にカーボニルニツケ
ル粉末を添加しないで作つた鉄圧密品にくらべて
降伏強度を増大させたが、伸びは減少させた。加
熱処理後は、溶浸剤にカーボニルニツケル粉末を
添加させるかさせないで作つた鉄圧密品に対して
いづれも降伏強度が増大し、伸びが減少した。 本発明によれば、形状を付与され、均質で、単
一体の溶浸モールド成形金属製品であつて、(A)
200ミクロンより小さな平均径を備えた複数個の
一般的に球状の領域を有するスケルトンにして、
前記領域は後方散乱電子像を用いてみた時に、コ
バルト及びクローム、及び鉄又はニツケルを有す
る第１の固溶体中に均質に分散された炭化クロー
ムの小球体を有している前記スケルトンと、(B)前
記製品の前記スケルトンによつて占有されていな
い体積を占有する金属又は合金の連続相を有する
溶浸材（又は、溶浸剤）とを含み、かくて前記ス
ケルトン及び溶浸材は２つのからみ合つたマトリ
ツクスをなしており、前記製品には実質的にボイ
ドがなくされている金属製品において、前記スケ
ルトンはコバルト及びクローム、及び鉄又はニツ
ケルを有する第２の固溶体を含んでおり、当該第
２の固溶体は、(i)前記第１の固溶体よりもより多
くの％のコバルトと、より少ない％のクロームを
含んでおり、(ii)基本的に炭化物を含んでおらず、
かつ(iii)前記球状領域の大部分を包絡しており、こ
のように包絡された領域と第２の固溶体とは連結
されて前記スケルトンを形成していることを特徴
とする金属製品が提供される。本発明による前記
金属製品は、例えば、精密鋳造工具又はダイ空洞
であり得る。 また、本発明によれば、前記金属製品の製造方
法であつて、マスタの可撓性モールド型内に前記
金属製品の60〜80体積％を構成するに十分な量の
球状コバルト含有粉末と、熱逃避性の熱可塑性物
質からなる結合剤と、これに前記球状コバルト含
有粉末の重量を基準にして３〜11重量％の、10ミ
クロン以下の平均粒径を備える、元素鉄又は元素
ニツケル粒子を加えたものを含む混合物が鋳込ま
れ、次に（A′）かくして得られた所定の形状及
び寸法のグリーン製品が、(a)前記モールド型から
取出され、(b)前記結合剤を除去し、前記球状コバ
ルト含有粉末をコバルト含有金属の粒子からなる
多孔質で単一体のスケルトンの形態へと凝結せし
めるべく加熱され、次に（B′）前記スケルトン
が前記コバルト含有金属粒子の絶対温度で表わし
た最低融点の0.98倍を越えない融点を備えた溶融
金属により溶浸され、次に（C′）前記溶浸された
スケルトンが冷却されることを特徴とする金属製
品の製造方法が提供される。 本発明のプロセスによればマスタと最終の溶浸
製品との間の寸法変化は極めて低くなり、ゼロに
もなる。かくて、精密モールド成形製品をきびし
い公差に見合う寸法忠実度を以つて複刻すること
が可能となる。 本発明の技術においては、約10ミクロンよりも
大きな平均粒径を備えた、微細に分割された鉄又
はニツケルの粒子（好ましくはカーボニル鉄又は
カーボニルニツケル粒子）がコバルト含有球状粉
末と混合されて溶浸された製品を形成するように
処理される。そのような鉄乃至ニツケル粒子添加
物を用いると、そのような球状粉末を含む骸プリ
ホームの焼結又は溶浸の際収縮阻止又は膨脹とい
う効果が得られ、そのような鉄又はニツケル粒子
添加物が存在しない場合に通常発生する収縮作用
に対抗する結果が得られる。通常は微細に分割さ
れたカーボニルニツケル粉末を慣用の粉末治金圧
密品に添加すると当該圧密品は高密化する（即ち
収縮する）ので、本発明において観察された膨脹
の効果は予期せぬ結果である。 本発明の付加的利点として、炭素担持のカーボ
ニル鉄粒子をそのような球状粉末に添加すると当
該製品の衝撃強さを増大する一方で硬度を維持す
ることが出来るという点を挙げられる。通常は衝
撃強さの増大は硬度を下げることによつて得られ
（その逆も又しかり）のであるから、そのような
炭素含有カーボニル鉄粒子の添加によつて硬度を
失なうことなく衝撃強さを増大させ得るというこ
とは更に予期されぬ結果である。 本発明の製品を製造するのに採用されるプロセ
スは以下の如く説明される。所望の形状及び寸法
の複製マスタを用い可撓性に富んだゴムモールド
が作られる。次にコバルト含有金属の球状粒子が
約10ミクロンよりも小さな粒子を備えた元素鉄又
はニツケルよりなる微細に分割された粒子と混合
される（そのような微細に分割された鉄又はニツ
ケル粒子は以後総称的に「元素粒子」と呼ばれ
る）。得られた粉末混合物は熱逃避性の結合剤と
混合され、粉末−結合剤の混合体は次に前記可撓
性モールド内に置かれ、所望の最終形状と同一の
形状へと鋳込まれる。前記粉末−結合剤の混合物
は可撓性モールド内で硬化乃至固化させられ、得
られた熟成済みのモールド成形された「グリー
ン」物体は離型させられ、結合剤の実質的に全て
の部分を熱的に劣化させ除去させ、グリーン物体
の金属粒子を軽く焼結させるために加熱される。
かくて形状が安定し、取扱い可能で、多孔性のモ
ールド成形品即ち「プリホーム」が生み出され
る。前記プリホームは次に前記球状粒子の融点以
下の温度において溶浸剤により溶浸処理される。
溶浸の後、溶浸化された製品はその物理的特性を
改良するために任意選択的に熱処理される。溶浸
化された製品の寸法形状がマスタの寸法形状と比
較される。両者の間に寸法形状の差異が認められ
る時には元素粒子添加物の量を変更し、以後の溶
浸製品がマスタの寸法形状により近い寸法形状を
備えるようにすることが可能である。元素粒子の
添加は一般的にいつて（そのような元素粒子添加
なしに製造された製品にくらべて）最終溶浸化製
品の寸法形状における線形的な収縮減少乃至膨脹
をもたらすものであり、（元素粒子及び球状粒子
の全重量に対して）約11重量％以下の元素粒子を
添加すれば、そのような元素粒子添加なしに製造
された溶浸製品の処理において通常認められる収
縮を補償するのに十分である。従つて、本発明に
よればマスタの寸法を補償的に調節する必要無し
に、極めて低いかゼロの収縮をマスタ及び最終溶
浸製品間に備えた溶浸化製品を得ることが出来
る。 本明細書中に用いられている「コバルト含有粒
子又は粉末」とは、“コバルトを主成分とし、少
量のクローム及び炭素を含み、随意の成分とし
て、わずかな量のタングステン、ニツケル、鉄、
マンガン、ケイ素、又はモリブデンを含み得る、
合金の粒子又は粉末”を意味する。コバルトの次
に重要な成分は、クロームであるが、上記した成
分の正確な含有量の範囲を限定することは本発明
において意味のあるものではない。 本発明において用いられる球状のコバルト含有
粒子は当業界においては周知であるが、そのよう
な粒子はそれから作られる圧密品のグリーン強度
が低いために前述の英国特許明細書に記載のもの
以外の粉末治金部品製造プロセス以外においては
通常用いられていない。そのような球状粒子の一
例は米国特許第4113480号に記載されている。こ
こに開示されているコバルト含有粒子は、重量
で、27〜31％のクロームと、3.5〜5.5％のタング
ステンと、0.9〜1.4％の炭素と、３％以下のニツ
ケルと、1.5％以下のケイ素と、３％以下の鉄と、
１％以下のマンガンと、1.5％以下のモリブデン
とを含み残部がコバルトである合金の粒子であ
る。当該特許はそのような球状粒子を用いた粉末
治金部品製造プロセスを記述しているが、そのよ
うなプロセスはコバルト含有粒子を「密な状態」
へと焼結させ、実質的に収縮性のプロセスとなつ
ていることに注目すべきである。 ここでいう「球状」なる用語は基本的には球状
であることを意味するが、長円体状、扁球状又は
扁長状をも含む概念である。本発明に係る製品の
加熱及び溶浸の際、個々の粒子の形状が多少変化
することはあり得る。もとの粒子形状又は粒子形
状における熱誘起変化の故による精確な真球度か
らの微少な偏差は本発明においてそのような粒子
を用いることに悪影響を及ぼさない。典型的に
は、そのような球状粒子はクローム、モリブデ
ン、タングステン、炭素、ケイ素、ホウ素及びそ
れらの組合せを含む合金元素を有している。本発
明に用いることの出来る市販のコバルト含有球状
粒子又は粉末は「ステライト」なる商品名でキヤ
ボツト社（Cabot Corp.）から発売されている合
金第１番、第21番及び第157番と、「ベルテツク
ス」（Vertex）なる商品名で発売されている特殊
金属社（Special Metals Corporation）のCo−
６合金を含んでいる。前述した合金第１番の公称
組成は、重量で、30％のクロームと、12％のタン
グステンと、2.5％の炭素と、残部のコバルトか
ら成るものであり、前述した合金第21番の公称組
成は、重量で、27％のクロームと、0.2％の炭素
と、2.8％のニツケルと、５％のモリブデンと、
残部のコバルトから成るものであり、前述した合
金第157番の公称組成は、重量で、22％のクロー
ムと、4.5％のタングステンと、0.1％の炭素と、
残部のコバルトから成るものである。これらの市
販の粉末は一般的には寸法分布曲線（重量で表
示）が単一モードであり、小さな粒子寸法の部分
及び大きな粒子寸法の部分がまじつている。本発
明を実施するのにあたつては市販性の故にこれら
の単一モード粉末を用いるのが好ましく、本発明
に係るモールド製品の特性は多重モード粉末の使
用を要せず達成することが出来る。そのような市
販粉末の混合物も又本発明の実施のために用いる
ことが出来る。そのような粉末における球状のコ
バルト含有金属粒子の寸法は約１〜200ミクロン
の広範囲な分布を示しており、特に１〜44ミクロ
ン径を備えた粒子が好ましい。より粗い球状粒子
の代りにより微細な球状粒子を用いるとより良好
な表面仕上げを有する溶浸化部品が形成される。
市販の球状コバルト含有粉末は１ミクロンよりも
小さな径を備えた粒子を少ない比率ではあるが含
んでいる。そのような小さな直径の粒子は観察さ
れる加工中収縮量を増大させるかも知れないが、
当該粒子の存在はそのような収縮が元素粒子の添
加によつて補償され得る限りにおいては本発明に
悪影響を与えるものではない。本発明の実施にお
いて好まれる寸法範囲内の球状コバルト含有粒子
の計算表面積は約1.8×10^-2m²／グラム〜14.2×
10^-2m²／グラムであり、最も好ましくは約４×
10^-2m²／グラム〜８×10^-2m²／グラムである。 溶浸モールド成形された製品の所望の表面形状
はそのような製品を製造するのに用いられる球状
粒子の粒子寸法及び寸法分布を決定するのにおい
て主要な因子となる。もしも微妙なデテール乃至
高度の表面仕上げが望まれる場合には、選択され
た粒子寸法分布は小径の球状粒子の比率が大きい
ものとなり、逆にもしもデテール乃至表面仕上げ
が粗くても良い場合には大径の球状粒子の比率が
大きい分布を採用することが出来る。 球状コバルト含有粒子及び元素粒子から得られ
る骸体が占める溶浸製品の体積もまた選択すべき
球状コバルト含有粒子の粒子寸法及び寸法分布を
決定する因子である。溶浸化された製品はその大
部分が軽度に焼結された球状コバルト含有粒子及
び元素粒子であり、少なくとも60体積％（より好
ましくは少なくとも65体積％）で約80体積％を超
えない部分が球状コバルト含有粒子である。球状
コバルト含有粒子が占める製品の体積％は有機結
合剤の負荷の程度並びに元素粒子添加の程度によ
つてコントロールされる。粒子寸法及び寸法分布
を変化させて前記負荷を調整する方法は当業界に
おいて周知であり、例えばR.K.McGearyの記事、
J.Am.Ceram.Soc.（アメリカセラミツクス学会
誌）、44、513〜22頁（1961）を参照されたい。 本発明において用いられる元素粒子は比較的に
小さな平均粒径（即ち約10ミクロン以下）を備え
ている。好ましくはそのような元素粒子は約３〜
５ミクロンの平均粒径を備えている。そのような
粒子寸法特性を備えた元素金属粒子は元素鉄又は
ニツケルの研削及び選別によつて得ることが可能
であるが、これらの粒子はより至便にはカーボニ
ルプロセスによつて作られる市販粉末として入手
可能である。かくてカーボニル鉄及びカーボニル
ニツケル粒子は本発明において用いる好ましい元
素粒子である。以後カーボニル鉄及びカーボニル
ニツケル粒子は総称的に「カーボニル粒子」と称
される。小径の元素粒子を用いることによりそれ
らの粒子が球状コバルト含有粒子間の間隙を占め
ることが可能となり、そのような元素粒子及び球
状粒子を含んだプリホームの以降の焼結の際にお
ける形状安定性並びに寸法上の忠実性が保持され
易くなる。 本発明において用いる元素鉄粒子及び元素ニツ
ケル粒子は規則的又は不規則的形状を備えること
が可能である。そのような元素粒子は球状である
必要はなく、等軸形状、チエーン状、繊維状又は
プレート状であることが出来る。本発明において
用いる市販のカーボニル粒子は周知であり、ゼネ
ラルアニリーネ及びフイルム社（General
Aniline and Film Co.）より発売されているタ
イプ「TH」及び「HP」鉄粉並びにインタナシ
ヨナルニツケル社（International Nickel
Company、Inc.）から発売されているタイプ
「123」のニツケル粉末を含むことが出来る。加え
るに、そのようなカーボニル鉄粒子を用いる場合
には、そのような粒子は残留炭素を含んでいるこ
とが、即ち当該粒子が「炭素担持」タイプのもの
であることが好まれる。好ましい市販の炭素担持
カーボニル鉄粉末はタイプ「TH」粉末であり、
当該粉末の粒子は約0.8％の炭素を含んでいる。
タイプ「TH」粉末におけるカーボニル鉄粒子は
約３〜５ミクロンの平均粒径を備えている。 コバルト含有球状粒子に添加される元素粒子の
量は通常処理中におけるモールド成形製品の寸法
変化を最小にするのに十分な量である。しかしな
がら、添加される元素粒子の量はまた最終の溶浸
化された製品の物理的特性に影響を及ぼすので、
元素粒子添加量は処理中における所望の寸法変化
よりもむしろ所望の最終特性に基づいて選択する
ことが可能である。一般的にいつて、元素粒子の
添加量は球状コバルト含有粉末の重量を基準にし
て、３〜11重量％である。約３％〜７％の元素粒
子添加量は市販の１〜44ミクロン径の球状コバル
ト含有粒子から作られる製品の寸法コントロール
及び物理特性改善間における良好なバランス効果
を発揮する。 球状コバルト含有粒子に元素粒子を添加するこ
とは球状コバルト含有粒のみ用いるのにくらべて
有機結合剤における粉末混合物の体積負荷を増大
させる。またそのような球状コバルト含有粒子に
元素粒子を添加することはグリーンモールド成形
品を焼結骸体プリホームへと処理した際の平均収
縮量を減少させることになり、元素粒子添加量が
十分多い場合にはグリーンモールド成形品が処理
されて焼結骸体プリホームが形成される際に、収
縮というよりはむしろ膨張が観察される。 球状コバルト含有粒子及び元素鉄乃至ニツケル
粒子の取扱い及び混合の際並びに以後の混合物の
処理の際、粉末混合物内に汚染物（例えば酸化
物）が導入されるのを防止する配慮がなされねば
ならない。このような汚染物は前述の粉末混合物
を含む骸体プリホームの焼結及び溶浸化の際に還
元されて、プリホーム乃至最終の溶浸化製品にお
ける望ましくない寸法変化を誘起せしめる可能性
がある。 本発明において用いるのに適した有機結合剤は
例えば180℃以下好ましくは120℃以下の如き低温
度において溶融乃至軟化し、金属粉末と有機結合
剤の混合物が熱せられた時に当該混合物に良好な
流動性を付与するも、当該混合物が室温において
は固体状であることを許容するようなものであ
る。かくてモールド成形されたグリーン製品は通
常崩壊又は変形することなく容易に取扱うことが
出来る。本発明において用いられる結合剤は熱逃
避性のものである。即ち、グリーン製品が加熱さ
れた時に燃焼又は気化してしまい、結合剤の気化
の故に得られた骸体製品内の内圧が増大すること
がなく、そのような加熱段階から生ずる骸体製品
内に著しい結合剤の残存物を残すこともないよう
な性質の結合剤である。 有機熱可塑剤又は有機熱可塑剤と有機熱硬化剤
の混合物が球状コバルト含有金属粒子と元素粒子
に混合され、得られた結合剤と粉末の混合物が加
熱されるとモールド成形可能なペースト状乃至可
塑物質が形成される。熱可塑性結合剤の例は例え
ば「ガルフワツクス」（Gulf Wax）（家庭用精製
度のもの）のようなパラフイン、低分子ポリエチ
レンをパラフインと結合させたもの、ステアリン
酸とオレイン酸の混合物、オレイン酸、ステアリ
ン酸、オレイン酸の低アルキルエステル、ステア
リン酸の低アルキルエステル、オレイン酸のポリ
エチレングリコールエステル、ステアリン酸のポ
リエチレングリコールエステル、例えば「エメレ
スト」（Emerest）2642（平均分子量が400のポリ
エチレングリコール２ステアリン酸塩）、及びパ
ラフイン及びその混合物の軟化並びに流動特性を
備えた他のワツクス及びパラフイン状物質を含ん
でいる。前述の「エメレスト」は好ましい熱可塑
性の結合剤である。何故ならば当該結合剤の多く
の他の熱可塑性物質にくらべて可撓性シリコンゴ
ムモールドに吸収される程度が少ないからであ
る。 結合剤として熱可塑性物質と組合せて用いるこ
との出来る代表的な熱硬化性物質にはエポオキシ
ド樹脂、例えば２，２−ビスフエニル〔ｐ−（２，
３−エポキシプロポキシ〕プロパンのようなビス
フエノールＡのジグリシデイルエーテルが含まれ
ており、当該物質は適当な硬化触媒とともに用い
ることが出来る。熱可塑剤−熱硬化剤の混合物が
結合剤として用いられる混合及びモールデイング
段階において架橋が熱的に誘起されないように注
意を払わねばならない。いつたん熱可塑剤−熱硬
化剤による結合剤混合物と金属粉末混合物とがあ
たためられたモールド型内に置かれ振動させられ
たならば、当該型を更にあたためることによつて
硬化を開始させることが出来る。熱可塑剤−熱硬
化剤による混合結合剤はより高いグリーン強度を
備えたグリーン製品を作り出し、かくて単に結合
剤として熱可塑剤を用いて作つたグリーン製品よ
りも取扱いが容易となる。また、熱可塑剤と熱硬
化剤の混合物による結合剤は凝固収縮をおこさせ
ないで処理可能であるが、「エメレスト」2642の
如き熱可塑性結合剤のみを用いた時には一般的に
いつてわずかな線形的固化収縮が発生する。好ま
しくはそのような熱可塑性−熱硬化性結合剤混合
物における熱可塑性結合剤は、結合剤成分を段階
的に劣化させ、グリーンモールド製品の焼結の際
当該製品から結合剤を規則正しく除去させるため
に低分子の熱可塑性物質又はそのような物質の混
合物とされる。「カルボワツクス」（Carbowax）
200はそのような熱可塑性−熱硬化性結合剤混合
物として用いるのに好ましい熱可塑性結合剤であ
る。また、前記熱可塑性−熱硬化性結合剤混合物
は未硬化の結合剤に対しては良好な溶剤となるも
硬化済みの結合剤に対しては不良な溶剤となるよ
うな希釈剤を含んでいるのが好ましい。前記希釈
剤は粉末と結合剤の混合物が配置されている可撓
性モールド材によつて最小限に吸収されるような
ものであるべきである。また、前記希釈剤は結合
剤の養成即ち硬化の以前には気化し去ることのな
い程度に十分に高い沸騰点を有し、かつ結合剤内
の成分が熱的に劣化する以前に気化する程度に十
分低い沸騰点を有しているべきである。好ましい
希釈剤は約150℃〜210℃の温度で気化するもの
で、例えば低分子ポリオキシルグリコール及び軽
炭化水素オイルである。好ましい希釈剤は１，３
−ブタンジオール（沸点は204℃）である。 有用な熱可塑性−熱硬化性結合剤混合物は29.6
パーツの「エポン」（Epon）825ビスフエノール
−Ａエポキシ樹脂と、9.1パーツの「エピキユア」
（Epicure）872ポリアミン硬化剤と、29.25パーツ
の「カルボワツクス」（Carbowax）200ポリエチ
レングリコールと35.75パーツの１，３−ブタン
ジオールとから作ることが出来る。この結合剤は
結合剤と金属粉末の混合物に型込めの際十分な流
動性を与えるために約40℃に加熱すべきである。
熱可塑剤に希釈剤を足した合計に対する樹脂の比
率が減少するにつれて、結合剤の流動性が増大
し、金属粉末の負荷が増大し、結合剤と金属粉末
との混合物の脱気がより容易になり、モールド成
形された部品が結合剤の劣化の際われたり、さけ
たりする傾向がより少なくなる。しかしながら、
そのような比率が減少するにつれて、グリーン部
品の剛性及びグリーン状態の寸法安定性は一般的
にいつて減少する。従つて、前述した成分の量は
与えられた部品の形状又は寸法の製作を最適化す
るように経験により調節する必要があるかも知ら
れない。 金属粉末混合物及び有機結合剤は好ましくは加
熱されたブレンド装置、例えばシグマブレードミ
キサ、内において混合され、温度は有機結合剤の
流動を促進し、以つて粉末及び結合剤が均一に混
合されるようにする程度に十分高くするべきであ
る。球状コバルト含有粒子、元素粒子及び結合剤
の任意のオーダの添加物を用いることが可能であ
る。用いられる結合剤の特定の量は採用する粒子
の粒子寸法及び寸法分布に依存する。十分な量の
結合剤を用いるべきであり、例えば100パーツの
金属粉末に対して２〜10重量パーツの結合剤を用
いれば粉末の混合物はモールド型内に流入し、最
適の占有状態を示す。粉末−結合剤の混合物は可
塑性物質を形成するべく加熱され、可撓性モール
ド型内に直送される。 熱い可塑性物質を所望の形状にモールド成形す
るためのモールド型を提供するためにマスタから
レプリカパターンが作られる。前記マスタは木
材、プラスチツクス、金属又は他の機械加工可能
乃至成形可能物質から慣用の方法により作ること
が出来る。モールデイング材が適当な容器内に入
つたマスタのまわりに注入され、モールデイング
材が硬化され、マスタが引き出されると、本発明
に従つて、微細なデテール及び横断面を含むマス
タの実質的に同一のコピーを再生することの出来
るモールド型が形成される。 本発明の技術により製作される金属製品は加工
すべき物質と接触し、これに変形を与える加工表
面（即ち加工部分）と、前記加工表面を所望の変
形を与えるべき適正な位置に保持するための支持
部分とを備えることが出来る。例えば本発明によ
り製造されるコアピンは射出成形プラスチツク部
品内に穴をあけるのに用いることが出来る。その
ようなコアピンの加工表面はモールド成形される
プラスチツク材と実際に接触する部分であり、支
持部分はコアピンをして所望の穴があけられるよ
うに定位置に保持せしめている。 好ましいマスタはベース上に装着されたかベー
スから離れて延びる加工表面及び支持部分を備え
ている。前記ベースは加工表面−支持部分が作ら
れる物質の残りの部分とするか、前記加工表面−
支持部分を製作後当該部分を別個のベース上に装
着しても良い。もしも好ましいマスタが用いられ
る場合には、以後の軽焼結段階において一体の多
孔質金属骸体（skeleton）が作られ、当該骸体は
ベース上に装着された加工表面−支持部分を備え
ている。これは望ましいことである。というのは
このようにして作られた金属骸体は溶浸剤を多孔
質金属骸体の残余の部分内に進入させる前に当該
溶浸剤金属をベース中に通過させることによつて
溶浸させることが可能となるからである。金属骸
体をベースを介して溶浸させることにより、当該
溶浸剤は溶解可能となる、即ち骸体の残余が溶浸
されるのに先立つて、加工表面−支持部分を形成
している金属で豊潤化される。溶浸金属がそのよ
うに豊潤化されると、もしも骸体ボデーが未豊潤
化溶浸金属で溶浸化され、骸体金属がこの未豊潤
化溶浸剤で顕しく溶解化された場合に発生するで
あろう寸法変化を減少させるものである。溶浸の
後において、ベースは完全に除去するか又は加工
表面のための支持部分として用いる所望の輪郭へ
と機械加工してやることが出来る。この後者の場
合においては、ベースは支持部分及びベースの両
方の作用を行ない、従つて加工表面は直接当該ベ
ース上に装着することが可能である。 本発明において用いることが出来るモールデイ
ング材は弾性又は可撓性ゴム形状へと熟成し、約
25〜60のシヨアＡ硬度値を備え、例えばマスタか
らの線形的変化が0.5％以下好ましくは基本的に
線形変化がゼロである如く、マスタの微妙なデテ
ールを著しい寸法変化無しに再生する物質であ
る。前記モールデイング物質は例えば180℃のモ
ールド温度に加熱された時に劣化してはならず、
例えば室温の如き低硬化温度を備えているべきで
ある。低温度硬化モールデイング物質はマスタか
らモールド型への密接な寸法コントロールを維持
するモールド型を形成する。これに対して高温度
硬化モールデイング物質は一般的にいつてマスタ
の寸法形状と実質的に異なる寸法を備えたモール
ド型を生み出す。寸法形状コントロールを維持す
るためには、前記モールド物質は湿度に対する敏
感性が高いことが好ましい。適当なモールド材の
例はダウコーニング社（Dow Corning Co.）の
1969年１月の冊子「RTV」08−347に記載されて
いる如き硬化性シリコンゴム及び低発熱性ウレタ
ン樹脂である。そのようなモールド物質は熟成後
の収縮が少ない弾性乃至ゴム形状へと熟成する。
前記モールド物質は任意選択的に30体積％を占め
る44ミクロン以下のガラスビードを添加すること
によつて補強することが可能である。というのは
そのような補強を行なうことによつてモールデイ
ングプロセスにおける寸法形状コントロールを改
善することが出来るからで、特に約450cm³より大
きな体積を備えた部品のモールド成形においてそ
のような補強は有益である。 マスタのモールド型を形成するのに用いられる
モールド物質の量は用いるモールド物質の種類及
びマスタの形状に応じて変化することが可能であ
る。マスタの各立方cm当り10〜14cm³のモールド物
質を用いたモールド型は所望の可撓性特性を備え
るとともに、モールド型内の可塑性粉末−結合剤
物質が結合剤の固化の以前に誘起する小さな静水
圧ヘツドに対抗する十分な強度を備えるというこ
とが判明している。 本発明に係る製品のモールド成形条件において
は安価で軟質な弾性乃至ゴム状モールド型を用い
ることが可能である、というのは加わる唯一の圧
力はモールド型内における可塑性の粉末−結合剤
混合物の静水圧ヘツドだけであり、当該ヘツドは
慣用の粉末治金圧密において用いられる圧力ヘツ
ドよりもずつと小さいからである。かくておだや
かなモールド成形条件は極めて変形し易いモール
ド型が用いられるにもかかわらず精密にモールド
成形されたグリーン製品を得ることを保証する。
加えるに、本モールデイング技法によれば球状粉
末の有利な流動特性の故に一様な密度を備えたモ
ールド成形グリーン製品が得られる。 熱可塑性結合剤成分の軟化点よりも10〜20℃又
はそれ以上高い温度に加熱された粉末−結合剤の
混合物はそれとほぼ同一温度に予熱された振動弾
性モールド型内に送給し、モールド型及びその内
容物を次に真空で引くことが可能である。金属粒
子の寸法分布を適正に選択し、適当な有機結合剤
を選択することにより、粉末と結合剤の混合物の
結合度は当該混合物がエアポケツト又はガスバブ
ルの除去を確実にするためわずかに振動させるだ
けでモールド成形出来るようにされる。 加熱されてあたたまり、真空が引かれた型に充
填物が投入された後、当該モールド型の振動は遮
断され、モールド型は例えば（熱可塑性結合剤に
対して）結合剤の軟化点よりも10℃〜30℃高い一
定の温度に保持するか又は（熱硬化樹脂を含む結
合剤に対しては）熱的硬化温度に維持する如く等
温状態において約１〜24時間保持される。そのよ
うな等温維持段階の間にモールド型及びその中味
は短時間振動を与えられ、かくてモールド型及び
グリーンモールド成形部品は寸法形状的に適合状
態となる。 もしも結合剤が熱可塑剤であり、これが例えば
35℃〜40℃の如きかなり低温度で溶融する場合に
は、モールド型及びその中味を（例えば０℃〜５
℃の如く）結合剤がかなり剛固になる温度に迄冷
却し、グリーンモールド成形部品を露結を防止す
るため好ましくはデシケータ内において離型させ
る必要がある。もしも結合剤が熱硬化樹脂を含ん
でいる場合には、そのような冷却作業は不要であ
り、グリーンモールド成形部品は等温状態で離型
させることが出来る。固体状のグリーン製品は可
撓性モールド型の外部に真空を加えることにより
容易に離型させることが出来る。真空離型によれ
ばアンダカツトを備えた形状品をも容易に離型す
ることが出来る。得られた離型後のグリーン製品
はマスタの忠実なレプリカである。このモールド
成形製品は球状コバルト含有粒子及び元素粒子を
支持する有機結合剤のマトリツクスが硬化してい
るために良好なグリーン強度を備えている。金属
粒子は有機結合剤マトリツクス内に均等に分散し
ており、このため（粉末が結合剤内で一様に分布
するので）一様な密度のグリーン製品が形成され
るとともに、結合剤が除去された時には相対応す
る一様な多孔度を備えた骸体が形成されることに
なる。 グリーンモールド成形品の密度が一様なること
は以後の焼結及び溶浸段階において重要となつて
くる。一様なグリーン密度はグリーンモールド製
品が加熱され溶浸される時に形状歪を最小限にす
るか又は防止する。また一様な密度は溶浸金属に
よる局所化ポケツトの形成を最小限にするか又は
防止するが、この防止がなされない場合には最終
完成製品が不安定で非一様な電気的乃至物理的特
性を示すことになる。 骸体プリホームを形成するために、グリーンモ
ールド成形品は好ましくは例えばアルミナのよう
な非反応性の耐火粉末によるゆるやかに振動する
ベツド内に封入され、プログラマブル炉内で約
900℃〜1150℃の温度へと加熱される際の寸法の
狂いを防止される。モールド成形されたグリーン
製品を加熱することによつて有機結合剤が除去さ
れ、金属粉末混合物は軽く焼結乃至縫合され、冶
金学的に一体で、取扱い可能な多孔質の単一体製
品即ち骸体が形成される。ここでいう「冶金学的
に一体」なる用語は固体状の原子間拡散が発生し
ている、即ち骸体の種々の金属粒子間に固体状結
合が生じていることを意味している。 結合剤劣化及び結合剤除去の際にはプリホーム
の収縮を最小にするためプログラム化された加熱
工程が採用されるのが好ましい。プログラム化加
熱はもしも高い温度乃至長い焼結時間が用いられ
た場合に発生するであろう過度の収縮を防止し、
以つて骸体粒子の表面及び体積拡散を増大させ、
当該骸体の多孔度の減少及び密度の増大を減少さ
せることになる。プログラム化加熱はまた内部及
び外部クラツクの導入を防止するものであり、プ
ログラム化加熱が行なわれない場合もしもグリー
ンモールド成形品が軽焼結温度へと急激に加熱さ
れるとガス状結合剤劣化製品の急激な発生のため
これらのクラツクが発生してしまう。小さなグリ
ーンモールド成形品は一般的にいつてより大きな
グリーン製品よりも急速に加熱することが出来
る。例えばポリエチレングリコール２ステアリン
酸塩を有機結合剤として用いた時の125cm³の大き
さの製品に適当であると判明した加熱スケジユー
ルは次の通りである。 段階１：約43℃／時の速度で室温から200℃の温
度迄加熱する。 段階２：約7.5℃／時の温度で250℃から400℃迄
加熱する。 段階３：約100℃／時の速度で400℃から軽焼結温
度迄加熱する。 このプログラム化加熱は金属粒子の酸化を防止
するのに粉末治金業界において周知の例えば水素
−アルゴン、水素、アルゴン又は他の中立乃至還
元性雰囲気下で実施される。 アルミナを耐火性非反応支持物質として用い、
グリーンモールド成形品を約1050℃を超える温度
に迄加熱するとアルミナは幾分グリーンモールド
成形品に付着する。この理由の故に、最終の軽焼
結温度が約1050℃以上なることを予定している時
には軽焼結プロセスを約1050℃で停止させ、得ら
れたコヒーレントで取扱い可能なモールド製品を
冷却させアルミナベツドから除去することが可能
である。製品の表面に付着したアルミナがしずか
に除去され、製品は非反応性の耐火粉末内に支持
される必要無く所望の最終軽焼結温度へと加熱さ
れる。約1050℃以下の軽焼結温度が採用される場
合には、表面に付着した支持物質はらくだのヘア
ブラシによりしずかにブラシングすることで除去
可能である。 間隙空孔体積の完全なる充満を保証するために
計算上の間隙空孔体積をこえる量の溶浸金属を用
いることが可能である。しかしながら、そのよう
な場合には骸体が過度に濡らされ、溶浸剤が製品
の外表面に堆積する現象（「ブルーミング」）がし
ばしば発生する。過度の骸体濡れは必要量よりも
わずかに少ない溶浸剤を用いて金属骸体のボイド
を完全に充満させることで最小にすることが可能
である。しかしこのようにすると最終複合組織内
に未溶浸ボイドが残されることになるので、その
機械的強度並びに電気的及び物理的特性の一様性
が減少する。 表面ブルーミングは本発明においては軽度に焼
結された金属骸体の外表面に、例えばアセトンの
ような容易に気化するキヤリア内に含まれる酸化
ジルコニウムの懸濁液を金属骸体外側に軽くスプ
レーすることで、酸化ジルコニウムの薄層をコー
テイングすることにより減少ないし防止される。
酸化ジルコニウム粉末のコーテイングは溶浸剤の
表面形成を防止させ、ブルーミング（又は未溶浸
ボイド）の発生することなしに金属骸体の間隙を
ちようど充満するのに必要な量以上の溶浸金属を
用いることを許容せしめる。溶浸が発生する骸体
の外側領域例えばベースと、酸化ジルコニウム粉
との間における接触は例えばそのような領域をマ
スキングテープで被覆することにより注意深く避
けてやらねばならない。例えば銀又は銀合金で溶
浸されたコバルト合金金属骸体を備えた装飾物品
の如くそれが完全に溶浸金属から形成されている
が如き外観を要求されるモールド成形品を製作す
る場合の如くある量の表面ブルーミングが所望さ
れる場合には酸化ジルコニウムのコーテイング段
階は選択的に用いるか除外することが可能であ
る。 多孔質の金属骸体（好ましくは前述の如く酸化
ジルコニウムで処理）は当該金属骸体を構成して
いる最低融点のコバルト含有球状粉末以下の融点
を備える金属乃至合金によつて溶浸又は融着させ
られる。好ましくはそのような溶浸剤は以下に述
べる特性を備えている。溶浸剤の融点（M.P.i）
及び骸体の最低融点を有する球状コバルト含有粒
子の融点（M.P.sp）が両者とも絶対温度で表わ
された時に、M.P.i／M.P.spの比率は0.98程度迄、
好ましくは0.95又はそれ以下のものを用いること
が出来る。この比率が減少するにつれて寸法形状
変化もまた減少するが、このことは溶浸金属の融
点と骸体金属融点の比率が最終溶浸製品の所望の
特性によつて決定されることを意味している。 以下に述べる好ましい特性を備えた溶浸剤は一
般的にいつて約700〓より高い融点を備えており、
従つて融点比の下限は約0.5であり、0.6が好まし
い。好ましくは溶浸剤の融点は本発明の製品の加
熱及び溶浸の寸法形状変化を最小限にするため約
1050℃以下であるのが良い。 金属骸体の溶浸作用は溶浸剤に圧力を加えるこ
となくかつ又骸体内に溶浸剤の局所プールが形成
されることなく毛細管作用によつて一様に行なわ
れる。溶浸剤は骸体ボデー中で一様に分布するの
で、最終溶浸物体の形状のゆがみが最小の状態に
おいて一様な強度並びに許容され得る電気的特性
が得られる。金属骸体は非耐火性の非反応粉末か
らなるベツド上に支持することが出来る。前記ベ
ツドは固体状溶浸物質（これは粉末又はシヨツト
材又はバー材の形態をなすことが出来る）が金属
骸体と直接接触するか又はそのような直接接触は
しないが重量により溶浸が発生する金属骸体領域
に向けて流動可能なるように配列される。液化さ
れる間に前記溶浸剤は毛細管作用を介して骸体内
に進入する。ある種の溶浸物質（例えば15重量％
のニツケルと12重量％のすずを含む銅／ニツケ
ル／すず合金）が金属骸体と直接接触を行なうと
これら２つの物質は加熱中に結合する。加える
に、溶浸剤と骸体の間で熱膨張係数又は焼結温度
に差異がある場合には骸体のベースに応力が加わ
りクラツクが発生する可能性がある。従つて溶浸
剤の種類によつては固体状溶浸剤と金属骸体とは
直接に接触しない方が好ましい。 用いられる金属溶浸剤は完成した部品の端末用
途に合わせて選択される。電気的放電加工電極が
望まれる時には例えば銅、銀及びこれらの金属の
合金の如き良好な電気的伝導度を備えた溶浸剤を
用いることが出来る。例えば構造部品の如く硬度
の大きいか又は強度の大きな完成品が望まれる時
には、溶浸物質は製品の硬度及び強度を増大させ
るよう更に処理可能な硬化性合金から構成するこ
とが出来る。モールド型又はダイスの如き耐衝撃
性部品に対しては溶浸剤は溶浸化された製品に対
して耐衝撃性を付与する延性合金から構成するこ
とが出来る。骸体以下の融点を備えた更に他の金
属及び合金を溶浸剤として用いることが出来る。
好ましくは前記溶浸剤は大量のニツケルを含むべ
きでない（即ち溶浸剤は約10〜15重量％以上のニ
ツケルを含有するべきではない）。というのはそ
のような大量のニツケルは溶浸の際プリホームに
熱応力クラツクを発生させる可能性があるからで
ある。また、そのような大量のニツケルを含む溶
浸剤で溶浸された骸体プリホームは最終溶浸製品
のベースから加工表面に向けてニツケル濃度に勾
配を持つてしまう傾向がある。そのような勾配の
存在は本発明の製品の一様な物理的特性を劣化さ
せるので望ましくない。 溶浸金属の選択は球状コバルト含有粒子が実質
的に溶解しないような金属を選ぶように行なわれ
るのが好ましい。しかしながら、元素粒子はその
添加量が比較的小さい限りにおいては溶浸された
製品の物理的特性並びに寸法形状に好ましくない
影響を与えることなく溶浸剤に対してかなりの溶
解度を有することが出来る。球状コバルト含有粒
子が溶浸剤に大部分溶解されてしまうという現象
はそのようなコバルト含有粒子で飽和された溶浸
金属を用いることによつて最小限に押えることが
出来る。前述したように溶解は金属骸体をベース
を介して溶浸化させ以つて骸体金属を溶浸剤内に
溶解させることによつて最小限に押えることが出
来る。 付加的には、溶融溶浸金属は毛細管浸潤を達成
するために骸体金属をぬらすべきである。計算さ
れた全間隙空孔体積をこえる量の過剰溶浸金属は
もしも金属骸体の外側が溶浸の前に酸化ジルコニ
ウムでコーテイングされた場合には用いることが
出来る。 溶浸温度にある時間の長さ及び用いる溶浸温度
は金属骸体の寸法、ぬれ特性、元素粒子添加量及
び間隙空孔寸法の関数となる。溶浸剤の融点より
わずかに高い温度においては130cm³の体積を備え
た立方体形状骸体を溶浸させるのに30分あれば通
常は十分である。 溶浸の後製品は冷却され、外側の酸化ジルコニ
ウムのコーテイングは例えばガラスビードピーニ
ング装置（エンパイアアブレーシブ装置社のモデ
ルNo.Ｓ−20）において、８mm径のオリフイスを用
い1.4〜2.8Kg／cm²の圧力によりピーニング作用を
実施することにより除去される。もしも時効硬化
性の溶浸剤又は骸体が採用される場合には、溶浸
された製品は硬度及び／又は耐摩耗性を増大させ
るために低温の時効サイクルにさらすことが出来
る。最後に、余分な溶浸剤又はベースが成形され
た複合形成品又は加工表面から機械加工により切
り取られ、完成した溶浸モールド成形金属製品が
生み出される。 焼結（及び以後の溶浸段階）並びにそれから生
ずる原子間拡散は本発明の製品の微細組織を変え
る。もとの状態においては、前記球状粒子は炭化
クローム粒（及び任意選択的にはタングステンカ
ーバイド粒のような他の炭化物粒）を含んでお
り、当該粒はコバルト、クローム及び他の合金元
素を含む固溶体中に分散されている。全粒子重量
の３重量％を超えない量の鉄は市販の球状コバル
ト含有粒子に存在する１つのそのような合金元素
である。 本発明の製品の結合剤劣化並びに溶浸工程にお
いて、前記元素粒子はそのもとの形状を失ない、
大部分の球状コバルト含有粒子のまわりに凝集し
て膜乃至コーテイングを形成する。元素粒子の添
加量が多い時には（即ち球状コバルト含有粒子の
重量に基づいて約７％又はそれ以上の元素粒子が
含まれている時には）基本的に全ての球状粒子が
そのようにコーテイングされる。そのようなコー
テイングの形成に加えて、コバルト及びクローム
は球状粒子の固溶体から前記コーテイング内へと
拡散して、コバルト、クローム及び元素金属を含
む第２の固溶体を形成する。この第２の固溶体は
基本的に炭化物が存在していない。 前記元素金属は球状粒子、溶浸剤又は両者内に
拡散する傾向がある。本発明において採用される
処理温度においては、鉄よりもニツケルの方が容
易に銅／すず溶浸剤内に拡散する。 基本的に炭化物のない第２の固溶体を含むコー
テイングとほとんどがつつみこまれた球状粒子と
はコーテイング及び球状領域からなる連結骸体を
形成している。前記骸体は（球状コバルト含有粒
子の大部分をつつみこんでいる）コーテイング
と、幾つかの隣接する球状粒子間の限定された粒
間ネツキング部とによつて互いに保持されてい
る。前記コーテイングは個々の球状コバルト含有
粒子が互いの内部に拡散してネツクが成長するこ
とを防止する傾向にあり、かくて収縮のプロセス
が制限されている。元素粒子の添加量のレベルが
高い場合には正味の膨脹プロセスが実際に観察さ
れる。そのような場合には元素粒子添加は見掛け
上個々のコバルト含有粒子を「押し離した」よう
に見受けられる。 本発明に係る完成品の加工表面を500倍の倍率
で光学的にしらべてみると、基本的には球状で非
一様な粒子からなる不連続マトリツクスがあらわ
れており、キヤベツのような様相の暗い相と、こ
れにからみ合うより明るい相が含まれているのが
わかる。球状粒子の大部分はこれらに包絡してい
る連結、連続骸体の形態をなした均質物体からな
る小球体によつて取囲まれており、前記骸体はそ
の内部でからみ合つた粒間を貫通する連続溶浸相
を備えている。通常の機械作業によつて生ずるよ
うな表面冷間加工歪例えば乱れた表面金属が存在
している証拠は見受けられない。 本発明において有用な物質及び処理段階を更に
議論しているものは引用文献である前記英国特許
第2005728A号の明細書本文及びフローチヤート
図中に見受けられる。 次に付図を参照すると本発明の製品が第１図か
ら第６図に示されている。（前述の英国特許のプ
ロセスに従つて作られた）従来技術に係る製品が
第７図に示されている。種々の付図は種々の溶浸
製品の研摩されエツチングされた断面を走査型電
子顕微鏡（SEM）により調べることにより得ら
れたものである。そのような試験品を準備するの
に用いたエツチング技法は「化学的バフ法」であ
り、研摩した断面を8.35グラムのFeCl₂及び50ml
の濃HClを100mlの水中に入れた水溶液でこする
方法である。研摩されエツチングされた断面は次
に真空蒸着により炭素コーテイングされた。第１
図から第７図に示す像は約19KVの加速電圧にお
いて「ロビンソン」（Robinson）バツクスキヤツ
タ電子顕微鏡を用いて得られたものであり、撮影
方法は用意した表面に垂直方向である。奇数番号
の図は1500×の倍図であり、偶数番号の図は5000
×の倍率である。定性及び定量元素分析はトラコ
ール（Tracor）／ノーザン（Northern）「TN／
2000」Ｘ線元素分析システムを用いて行なわれ
た。 次に第１図及び第２図を参照すると、これらの
図には以下の例１に係る製品が示されている。そ
のような製品は３重量％の炭素担持カーボニル鉄
粒子を100重量％の球状コバルト含有粒子と混合
することにより作られた。第１図及び第２図に示
すように、ほぼ球形の領域１（球状コバルト含有
粒子から派生したもの）とコーテイング３（カー
ボニル鉄粒子から派生したもの）とがそれらの接
触点において連結しており、単一体組織即ち骸体
マトリツクスを形成している。この組織の幾つか
の部分において連結はネツク５の形態をなしてお
り、当該ネツクは幾つかの隣接球状領域間に見受
けられる。組織の他の部分においては前記連結は
隣接する個々の球状領域を分離しているコーテイ
ング３によつて行なわれている。コーテイング３
は灰色で均等な外観を有し、基本的に炭化物が無
いことが特徴である。元素Ｘ線分析によればコー
テイング３は主としてコバルト、クローム、鉄及
びタングステンを重量比で66：20.9：4.4の割合
で含む固溶体であることが示されている。コーテ
イング３内には少量の炭素及び他の元素もまた存
在している。コーテイング３の幾つかの部分はボ
イド７を含んでおり、当該ボイドは明らかにもと
のカーボニル鉄粒子製造プロセスの結果生じたも
のである。 炭化タングステン粒体１１（像中の明るい色の
点）及び炭化クローム粒体１３（像中の暗い色の
点）は第１図及び第２図の球状領域１中に分散し
ている。球状領域１の残りは固溶体１５であり、
主としてコバルト、クローム、鉄及びタングステ
ンを重量比で49：36：7.2：7.4の割合で含んでい
る。百分率で表わすと、球状領域１の固溶体１５
にくらべてコーテイング３内には約33％だけ鉄が
多く含まれている。固溶体１５よりも約35％多い
コバルトと44％少ないクロームがコーテイング３
内に含まれている。固溶体１５内には少量の炭素
及び他の元素も含まれている。 前記コーテイング及び球状領域はいつしよにな
つて連結された単一体骸体マトリツクスを形成し
ている。このマトリツクスはもとの球状コバルト
含有粒子及びカーボニル鉄粒子から派生したもの
である。 前記単一体骸体マトリツクスと網目をなして溶
浸剤１９のマトリツクスが存在している。溶浸剤
１９は銅／すず合金であり、当該合金内には（カ
ーボニル鉄粒子からの）鉄が本製品の溶浸段階の
際拡散して入り込んでいる。 第１図及び第２図をみてわかるように、球状領
域１の大部分はコーテイング３によつて取囲まれ
ており、炭化物を担持した固溶体１５の殆んどは
直接溶浸剤１９と接触はしていない。その代りに
溶浸剤は主としてコーテイング３とと接触してい
る。コーテイングと接触している個々の球状領域
１から外向きに測定したコーテイング３の平均厚
さは一般的には約５ミクロンよりも少なく、通常
約１〜３ミクロンである。 次に第３図及び第４図を参照すると、（球状コ
バルト含有粒子の重量を基準にして）11重量％の
炭素担持カーボニル鉄粒子の添加により作られた
本発明の製品が示されている。この製品は以下に
示す例３の製品である。第３図及び第４図のミク
ロ組織は全体的には第１図及び第２図のそれに相
対応しており、第３図及び第４図の微細組織は球
状領域と、コーテイングと、幾つかの領域間ネツ
クと、溶浸部分とを備えている。コーテイング２
１は第１図及び第２図の場合とくらべて幾分厚
く、球状領域２３をより完全に包絡している。コ
ーテイング２１の元素分析結果によると、当該コ
ーテイングは主としてコバルト、クローム、タン
グステン及び鉄を重量比54：20：22：４の割合で
含んでいる。球状領域２３内の固溶体２５は主と
して同一元素を45：32：16：6.7の重量比で含ん
でいる。かくて、コーテイング２１内には固溶体
２５にくらべて約38％だけ多い鉄と、20％だけ多
いコバルトと、38％だけ少ないクロームが存在し
ている。溶浸剤２９は第１図及び第２図の溶浸剤
１９にくらべて幾分まだら状の外観を呈してい
る。このまだら状外観は溶浸剤１９にくらべて溶
浸剤２６の延性が幾分大きいために得られたもの
であろう。 次に第５図及第６図を参照すると、これらの図
には（球状コバルト含有粒子の重量を基準にし
て）11％のカーボニルニツケル粒子を添加した本
発明の製品が示されている。この製品は以下に示
す例９に係る製品である。第５図及び第６図のミ
クロ組織は球状領域、コーテイング、幾つかの領
域間ネツク及び溶浸剤を備えている。炭化物粒子
３１及び３３並びに球状領域３５は全体的に第１
図から第４図のそれらと対応している。前記固溶
体３７は主としてコバルト、クローム、ニツケ
ル、タングステン及び少量の鉄を含んでいる。コ
ーテイング３９は主として同一元素をコバルト、
クローム、ニツケル及びタングステンを含んでい
る。第５図及び第６図をみてわかるように、コー
テイング３９はきわめて広く厚く包絡された球状
領域３５を備えている。コーテイング３９は全体
的に第１図から第４図のコーテイングにくらべて
厚味が大きいが、これは一部には第５図及び第６
図の製品を作るのにより大きな元素粒子を用いて
いるせいである。（即ち、カーボニルニツケル粒
子はフイツシヤのふるい分け寸法分類法によれば
３〜７ミクロンの平均径を有しており、一方カー
ボニル鉄粒子は測定顕微鏡による測定で３〜５ミ
クロンの平均径を備えていた。第５図及び第６図
の溶浸剤４０は全体的に均質な様相を示してい
る。 次に第７図を参照するとこれには第１図から第
６図の製品と同様にして、但し元素粒子は添加せ
ずに作られた従来技術の製品が示されている。第
７図の製品は以下に示す例１の比較製品である。
第７図の製品と本発明の製品の間には視認的かつ
化学的両差異が認められる。第７図に示す球状領
域のわずかな数のものがそれらの周縁に炭化物を
持たない球状領域（即ち球状領域４１及び４２）
であり、第７図に示す球状領域の大部分において
は基本的にそのような炭化物の存在しない周縁領
域は見受けられない（球状領域４４から５８参
照）。球状領域４４〜５８において明暗色の炭化
物球体（ここでは番号を付していない）は球状領
域のまさに周縁に迄延びている。そのような領域
においては炭化物を担持した固溶体６０は溶浸剤
６２と直接に接触している。炭化物担持固溶体は
（領域４１及び４２の如く）わずかな数の球状領
域においてのみ溶浸剤と接触していない。また、
第７図においては第１図から第６図の場合にくら
べてずつと多くの領域間ネツク成長が認められ、
基本的には第７図の隣接球状領域間には炭化物の
存在しないコバルト含有固溶体は認められない。
炭化物が存在せず、コバルトを含有した固溶体が
あるとすればそれは前述の小球体の形態をなして
おり、そのような小球体状領域は第７図に示す球
状領域のごくわずかな数上においてのみ認められ
る。そのような小球体が認められる所では当該小
球体はこれとつながつている球状領域を不完全に
しか包絡していない。 球状領域４１の周縁における領域６４の如き小
球体領域の１つを元素分析した所、当該小球体は
主としてコバルト、クローム、鉄及びタングステ
ンをほぼ66：21：７：5.5の重量比で含んでいる
ことがわかつた。そのような小球体内に存在する
鉄はもとの球状コバルト含有粒子（これには約
2.69重量％の鉄が含まれていた）から派生してい
る。この鉄の殆んどは炭化物担持固溶体内に存在
しており、当該固溶体は全粒子重量の約半分を占
めている。固溶体６０の元素分析によれば当該固
溶体は同一主要元素をほぼ61：26：6.1：6.5の重
量比で含む元素からなつている。かくて、第７図
の球状領域の炭化物担持固溶体にくらべて前記小
球状領域内には約15％だけ多い鉄と、８％だけ多
いコバルトと、19％だけ少ないクロームとが含ま
れていた。 一般的にいつて、本発明の製品の特徴はそれに
含まれる球状領域の大部分が基本的に炭化物の無
いコバルト含有固溶体によつて完全に被覆されて
いるということであり、そのような固溶体は、重
量％を基準として、そのような球状粒子の内部に
ある炭化物を担持した固溶体内の鉄、コバルト、
クロームといつた元素の量にくらべてより多くの
鉄とより多くのコバルトとより少ないクロームと
を有しているということである。本発明の製品は
相対的に表わして、そのような炭化物のない固溶
体には前記炭化物を担持した固溶体に存在する鉄
又はニツケルの％レベルにくらべて少なくとも
1.3倍の％レベルの鉄又はニツケルを含んでいる
のが好ましい。鉄元素粒子が添加されて作られた
本発明の製品においては、前記炭化物のない固溶
体は好ましくは少なくとも約７％の鉄を含んでお
り、前記炭化物を担持した固溶体は好ましくは少
なくとも約６％の鉄を含んでいる。最も好ましく
は、これらの２つの％はそれぞれ少なくとも13％
と10％である。 本発明に係る溶浸された金属製品は一様な密度
で、靭性に富み、耐衝撃性があり、基本的には内
部及び表面欠陥がないものである。本金属製品は
一様な物理的、機械的及び電気的特性を示し、そ
れらの最終寸法は元素粒子の添加量を調節するこ
とにより寸法形状変化を補償するように調節可能
である。そのような製品は精密な寸法形状公差を
備えた靭性に富んだ製品が要求されたり、微妙な
デテールを備えた複雑又は複合された形状及び表
面を備えた製品が要求される用途例えば金属ダイ
カストのための型及びプラスチツク射出成形のた
めの型などに特に有用である。 以下の例は本発明の理解を助けるために提供す
るもので、本発明の範囲を限定するものと解釈し
てはならない。特にことわらない限りは全てのパ
ーツ割合は重量比である。 例 １ （−325メツシユU.S.シーブで）44ミクロン以
下の球状コバルト含有金属粉末（キヤボツト社か
ら発売の「ステライト」Co−１）の100パーツが
シグマブレートミキサ内で３パーツの炭素担持カ
ーボニル鉄粉（GAF社から発売の「TH」）と混
合された。前記コバルト含有球状粒子はまた、重
量ベースで表わして、29.76％のクロームと、
13.37％のタングステンと、2.69％の鉄と、2.05％
の炭素と、1.17％のニツケルと、0.27％のケイ素
と、0.2％のマンガンと、0.1％以下のモリブデン
とを含んでいた。そのような球状粒子の寸法デー
タは次の通りであつた。 74〜53ミクロン 0.24％ 53〜44ミクロン 0.13％ 44〜20ミクロン 66.24％ 20〜10ミクロン 24.42％ 10〜５ミクロン 7.96％ ５ミクロン以下 1.01％ 前記カーボニル鉄粒子も又球状であり、顕微鏡
測定によれば３〜５ミクロンの平均粒径を備えて
いた。 粉末混合体は4.18パーツのポリエチレングリコ
ール２ステアリン酸塩（「エメレスト」2642、融
点36℃）と混合され、得られた金属粉末と結合剤
の混合物は66℃にあたためられた。 得られた可塑物質は３レベルブロツクの形状を
した可撓性モールド型へと移された。３レベルブ
ロツクの最下側レベルは51mm×38.07mm×12.75mm
の長方形ベースからなつていた。このベースの上
方には心を合わせて38.07mm×25.37mm×12.74mmの
長方形ブロツクがある。このブロツクの上方には
別の25.37mm長さ×12.67mm幅×12.72mm高さの長方
形ブロツクがつみ上げられている。このブロツク
の寸法の内の５つの寸法（即ち上部２つのブロツ
クの長さ及び幅とベースブロツクの長さ）は以後
の寸法変化比較の基準として用いられた。６番目
の寸法即ちベースの幅は比較として用いなかつ
た。というのはマスタがこの寸法方向に沿つて直
角に機械加工されていなかつたからである。モー
ルド型は硬化させられた「RTV」シリコンゴム
から作られたが、当該シリコンゴムは33重量％を
占め、44ミクロン以下の平均粒径を備えたガラス
ビードを含んでおり、粉末と結合剤の混合物を添
加する以前に66℃に加熱されていた。 前記モールド型及び粉末−結合剤混合物は３ト
ールの真空にひかれ、66℃で10分間保持されたが
この間空圧バイブレータで加振された。モールド
型及びその中味は次に再加圧され空の等温槽へと
移送された。モールド型は４分間加振された。38
℃の水が前記等温槽内においてモールド型の頂部
下方６mmのレベルの所迄注入された。モールド型
は槽内において60分間放置された。槽は次に排水
され、90分間21℃の温度に加熱された。モールド
は４℃の水を槽に加えることで冷却され、次に40
分間４℃の状態で放置された。冷却されたモール
ド型及びその中味はデシケータから取出され、グ
リーン製品は直ちに真空離型機を用いて離型させ
られ、無水硫酸カルシウムを含むデシケータ内に
貯蔵され、約４℃へと冷却された。グリーン製品
はデシケータ内において24時間放置された。 次の日、グリーン製品はアルミナ粉（「アルコ
ア」グレード100で、４℃に冷却）を含むグラフ
アイトボート内に置かれ、非反応性の耐火粉をグ
リーン製品のまわりにかるくつめるためわずかに
加振された。前記ボート及びその中味はコンピユ
ータで制御されたリンドベルグ（Lindberg）電
気炉のレトルト内に置かれ、当該レトルトはアル
ミナ粉が炉内で散乱するのを防止するためにゆつ
くりと真空引きされた。約0.5トールの真空度を
与えればほとんどの反応性ガスを除去するのに十
分であり、炉はかくて５％の水素を含むアルゴン
の雰囲気下で急速に充満し直された。加熱サイク
ル中には170リツトル／時の流量を以つて動的ガ
ス雰囲気が維持された。炉は39.2℃／時の加熱速
度で室温から170℃へと、7.5℃／時の速度で170
℃から298℃へと、９℃／時の速度で298℃から
450℃へと、100℃／時の速度で450℃から1050℃
へとそれぞれ加熱され、結合剤を劣化、除去し、
カーボニル鉄粒子が球状コバルト含有粒子をコー
テイングし、当該粒子内に拡散するのを許容し、
金属粒子が取扱い可能な多孔質骸体へと凝結する
のを許容するために1050℃の温度が１時間保持さ
れた。この時点で加熱が遮断され、前記ボート及
びその中味は３時間をかけて750℃へと冷却され、
次に８時間にわたつて750℃から150℃へと、いづ
れも炉中に動的ガス雰囲気が保たれたまま冷却さ
せられた。骸体製品はアルミナベツドから取出さ
れ、表面に付着するアルミナを除去するためにら
くだのヘアブラシによりしずかにブラシングされ
た。 ３レベルグリーンモールド成形形状の頂部２つ
のブロツクの長さ及び幅と、同３レベルグリーン
形状体のベースの長さ（合計５寸法）とが相対応
する３レベル骸体プリホームの寸法と比較され
た。５つの寸法に対しては平均で0.1％の線収縮
量が観察された。 前記プリホームはそのベースを下にしてセツト
された。ベースの側面の最下側露出部分周縁のま
わりにおける３mm幅の帯域がテープによりマスキ
ングされた。プリホームの露出した表面は次に10
グラムの酸化ジルコニウム粉（約１〜５ミクロン
径）を100mlのアセトンに入れたものからなるエ
アゾル懸濁液によりスプレーされた。マスキング
テープを除去した後、骸体プリホームはグラフア
イトボード内に位置するアルミナベツド内に置か
れた。374グラム（骸体の重量の半分の重さ）の
銅／すず粉末が、溶融した時液状の銅／すず合金
が毛細管作用によりプリホームの底部内に流入す
るようプリホームの下方に配置された。ボート及
びその中味は電気炉内に置かれ、炉は0.05トール
迄真空引きされた後水素で再充填された。28.3リ
ツトル／時の流量にある動的水素雰囲気が維持さ
れ、一方温度は２時間をかけて室温から1050℃へ
と昇温され、この温度に１時間保持された。溶浸
の後、炉は遮断され溶浸製品は冷却させられた。
外側の酸化ジルコニウムコーテイングは1.4〜2.8
Kg／cm²の圧力を加えて８mmのオリフイス中から44
ミクロン以下のガラスビードを放出するピーニン
グ処理により除去された。 溶浸された３レベルブロツクの頂部の２つのブ
ロツクの長さ及び幅と、溶浸された３レベルブロ
ツクのベースの長さ（合計５寸法）とが骸体プリ
ホームの寸法と比較されたが、2.54×10^-3mm
（0.0001インチ）の精度の測定によつては何らの
寸法変化も測定されなかつた。最終の溶浸された
製品の収縮量はもとのグリーン形状体とくらべて
0.1％のままであつた。ピーン処理した製品は切
断し、金属組織学的に研摩、エツチングを行なつ
た。かくて1500×倍で光学的に検査した所、製品
は基本的に均質であり（即ち骸体とその中に含ま
れる溶浸剤とはランダムに分布しており）、何ら
の内部クラツク、大きな穿孔又は他の不連続部分
も認められなかつた。 ３本の衝撃バーが同一工程でモールド成形さ
れ、ロツクウエルＣスケールでテストされた。こ
れらサンプルの平均ロツクウエルＣ硬度は41.3で
あつた。衝撃バーサンプルは次にシヤルピ衝撃試
験機により破壊された。同サンプルに対しては
12.2ジユール（9.0ft．／lbs.）の非切欠き衝撃強
度が得られた。 比較のため、３レベルブロツクと３本の衝撃バ
ーが前述の工程に従つて、但しカーボニル粉末を
添加することなく製作された。球状コバルト含有
粒子の結合剤内への粉末負荷は前述の75.1％より
少なく74.3％であつた。グリーンモールド成形品
と比較した場合の焼結骸体製品の収縮量は平均で
0.22％であり、これは前述の0.1％の値よりも大
きい値である。比較用３レベルブロツクの付加的
収縮が溶浸段階でも発生し、その結果グリーンモ
ールド成形品から最終の溶浸製品迄の合計処理収
縮量は0.23％であり、この値は前述の合計処理収
縮量0.1％よりも大きい。カーボニル粒子の添加
を行なわないで作つた衝撃バーに対するロツクウ
エル硬度は40.5であり、この値も上述の41.3の値
よりも低い。カーボニル粒子を添加しないで作つ
た衝撃バーの非切欠きシヤルピー衝撃試験値は
8.54ジユール（6.3ft．／lbs.）であり、これは上
述の12.2ジユール（9.0ft．／lbs.）よりも30％少
ない値である。 この例によれば炭素を担持したカーボニル鉄粒
子を３重量％だけ球状コバルト含有粒子に添加す
ることにより、金属粉末混合物の結合剤内でのよ
り高い粒子負荷が得られ、焼結の際に収縮量が減
少し、同時にロツクウエル硬度並びに非切欠き衝
撃強度も増大することが判明した。 例２〜例９ 例１の方法を用い、種々のレベルの炭素担持カ
ーボニル鉄、炭素を含まないカーボニル鉄及びカ
ーボニルニツケルが球状コバルト含有粒子に添加
された。以下の表には、前述の如く作つた３レ
ベルブロツクにおける、カーボニル添加レベル
（球状コバルト含有粒子の全重量に対する重量％
で表示）、結合剤内における合計粉末負荷
（loading）、グリーンモールド成形品から骸体プ
リホームへの寸法変化（収縮量は負の数字で表わ
し、膨脹量は正の数字で表わす）、及びグリーン
モールド成形品から最終の溶浸製品への寸法変化
（収縮量は負の数字で表わし、膨脹量は正の数字
で表わす）とが示されている。表にはまたこれ
に示すカーボニル粉末添加量を有し、上述の如く
作られテストされた衝撃バーのロツクウエル硬度
と非切欠きシヤルピー衝撃強度も示されている。

【表】

【表】 これらの例によれば、元素粒子添加のレベルが
増大するにつれて、処理に伴なう収縮は阻止され
ていることがわかる。十分に高い元素粒子添加の
レベルにおいてはわずかな処理膨脹が発生する。
衝撃強度は元素粒子の添加が無い場合にくらべて
実質的に増大しており、一方ロツクウエル硬度は
そのような添加によつてあまり変わらないか、改
善される傾向にある。 本発明の種々の修整例及び変更例を本発明の範
囲及び精神から離脱することなく案出することは
当業者にとつては自明のことであり、従つて本発
明は例示の目的で本明細書に示されたものに限定
されるものではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は３％の元素炭素担持鉄添加
物とともに作られた本発明の製品の研摩されエツ
チングされた断面のそれぞれ倍率1500×及び5000
×における走査電子顕微鏡写真である。第３図及
び第４図は11％の元素炭素担持鉄添加物とともに
作られた本発明の製品の研摩されエツチングされ
た断面のそれぞれ倍率1500×及び5000×における
走査電子顕微鏡写真である。第５図及び第６図は
11％の元素ニツケル添加物とともに作られた本発
明の製品の研摩されエツチングされた断面のそれ
ぞれ倍率1500×及び5000×における走査電子顕微
鏡写真である。第７図は第１図から第６図の製品
と同様にして但し元素鉄又はニツケルを添加する
ことなく作られた製品の研摩されエツチングされ
た断面の倍率1500×における走査電子顕微鏡写真
である。 １：球状領域、３：コーテイング、５：ネツ
ク、１３：炭化クローム小球体、１５：領域１の
固溶体、１９：溶浸剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 形状を付与され、均質で、単一体の溶浸モー
   ルド成形金属製品であつて、 (A) 200ミクロンより小さな平均径を備えた複数
   個の一般的に球状の領域を有するスケルトンに
   して、前記領域は後方散乱電子像を用いてみた
   時に、コバルト及びクローム、及び鉄又はニツ
   ケルを有する第１の固溶体中に均質に分散され
   た炭化クロームの小球体を有している前記スケ
   ルトンと、 (B) 前記製品の前記スケルトンによつて占有され
   ていない体積を占有する金属又は合金の連続相
   を有する溶浸材とを含み、かくて前記スケルト
   ン及び溶浸材は２つのからみ合つたマトリツク
   スをなしており、前記製品には実質的にボイド
   がなくされている金属製品において、 前記スケルトンはコバルト及びクローム、及
   び鉄又はニツケルを有する第２の固溶体を含ん
   でおり、当該第２の固溶体は、 (i) 前記第１の固溶体よりもより多くの％のコ
   バルトと、より少ない％のクロームを含んで
   おり、 (ii) 基本的に炭化物を含んでおらず、かつ (iii) 前記球状領域の大部分を包絡しており、こ
   のように包絡された領域と第２の固溶体とは
   連結されて前記スケルトンを形成しているこ
   とを特徴とする金属製品。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の金属製品にお
   いて、更に炭化タングステンの小球体が前記第１
   の固溶体中に均質に分散させられていることを特
   徴とする金属製品。 ３ 特許請求の範囲第１項及び第２項のいずれか
   １つの項に記載の金属製品において、更に前記第
   ２の固溶体中の鉄又はニツケルの含有量が前記第
   １の固溶体内の鉄又はニツケルの含有量よりも多
   いことを特徴とする金属製品。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
   １つの項に記載の金属製品において、更に前記第
   ２の固溶体内における鉄又はニツケルの％含有率
   が前記第１の固溶体内における鉄又はニツケルの
   ％含有率の1.3倍又はそれ以上であることを特徴
   とする金属製品。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか
   １つの項に記載の金属製品において、更に前記第
   １の固溶体は６％又はそれ以上の鉄を含んでお
   り、前記第２の固溶体は７％又はそれ以上の鉄を
   含んでいることを特徴とする金属製品。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項のいずれか
   １つの項に記載の金属製品において、更に前記第
   １の固溶体は10％又はそれ以上の鉄を含んでお
   り、前記第２の固溶体は13％又はそれ以上の鉄を
   含んでいることを特徴とする金属製品。 ７ 特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか
   １つの項に記載の金属製品において、更に前記球
   状領域が１〜44ミクロンの平均径を備えているこ
   とを特徴とする金属製品。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項のいずれか
   １つの項に記載の金属製品において、前記第２の
   固溶体の個々の球状領域を包絡している部分はそ
   のような球状領域の中心から半径方向外向きに測
   つて、５ミクロン又はそれ以下の平均厚味を備え
   ていることを特徴とする金属製品。 ９ 特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか
   １つの項に記載の金属製品において、前記金属製
   品がダイ空洞であることを特徴とする金属製品。 １０ 形状を付与され、均質で、単一体の溶浸モ
   ールド成形金属製品の製造方法であつて、この金
   属製品は、 (A) 200ミクロンより小さな平均径を備えた複数
   個の一般的に球状の領域を有するスケルトンに
   して、前記領域は後方散乱電子像を用いてみた
   時に、コバルト及びクローム、及び鉄又はニツ
   ケルを有する第１の固溶体中に均質に分散され
   た炭化クロームの小球体を有している前記スケ
   ルトンと、 (B) 前記製品の前記スケルトンによつて占有され
   ていない体積を占有する金属又は合金の連続相
   を有する溶浸材とを含み、かくて前記スケルト
   ン及び溶浸材は２つのからみ合つたマトリツク
   スをなしており、前記製品には実質的にボイド
   がなくされている金属製品であり、 前記スケルトンはコバルト及びクローム、及
   び鉄又はニツケルを有する第２の固溶体を含ん
   でおり、当該第２の固溶体は、 (i) 前記第１の固溶体よりもより多くの％のコ
   バルトと、より少ない％のクロームを含んで
   おり、 (ii) 基本的に炭化物を含んでおらず、かつ (iii) 前記球状領域の大部分を包絡しており、こ
   のように包絡された領域と第２の固溶体とは
   連結されて前記スケルトンを形成している溶
   浸モールド成形金属製品の製造方法におい
   て、 マスタの可撓性モールド型内に前記金属製品の
   60〜80体積％を構成するに十分な量の球状コバル
   ト含有粉末と、熱逃避性の熱可塑性物質からなる
   結合剤と、これに前記球状コバルト含有粉末の重
   量を基準にして３〜11重量％の、10ミクロン以下
   の平均粒径を備える、元素鉄又は元素ニツケル粒
   子を加えたものを含む混合物が鋳込まれ、次に (A′) かくして得られた所定の形状及び寸法のグ
   リーン製品が、 (a) 前記モールド型から取出され、 (b) 前記結合剤を除去し、前記球状コバルト含
   有粉末をコバルト含有金属の粒子からなる多
   孔質で単一体のスケルトンの形態へと凝結せ
   しめるべく加熱され、次に (B′) 前記スケルトンが前記コバルト含有金属粒
   子の絶対温度で表わした最低融点の0.98倍を越
   えない融点を備えた溶融金属により溶浸され、
   次に (C′) 前記溶浸されたスケルトンが冷却されるこ
   とを特徴とする金属製品の製造方法。