JPH10147833A - 焼結体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、熱膨張係数が低く、機械的特性に
も優れている焼結体の製造方法を提供することを目的と
するものである。 【解決手段】 Ｎｉを３３〜４０重量％含み、残部が実
質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．１
重量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末を添加
し、得られた混合粉末を成形した後、非酸化性雰囲気中
で焼結し、Ｃを０．１重量％以下、酸素を０．２重量％
または０．３重量％以下含み、かつ相対密度が９２％以
上の焼結体を得る焼結体の製造方法とすることによって
目的を達成し得たものである。 【効果】 ９２％以上の相対密度を有し、熱膨張係数の
低い、良好な各種焼結体製品を極めて容易に製造し得る
ものであって、顕著な効果が認められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンバー、スーパ
ーアンバーおよびコバール焼結体の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＦｅにＮｉを添加して合金とする場合、
Ｎｉの添加量を増量して行くと、生成する合金の熱膨張
係数が変化することが認められ、Ｎｉの添加量が３６．
５重量％となった時点で熱膨張係数がＦｅの約１／１０
程度を示すようになる。しかして、この合金は、実用温
度付近で熱膨脹係数が極めて小さく、したがって、「Ｉ
ｎｖａｒｌａｂｌｅ」の略でアンバー合金、インバー合
金あるいは不変鋼と呼ばれている。このアンバー合金の
一般的な組成としては、Ｎｉを３３〜４０重量％含み、
残部がＦｅからなり、各合金組成に調合された原材料を
溶解した後に塑性加工によって得られた素材を基に機械
加工して部品を製造している。

【０００３】前記合金にさらにＣｏを添加した場合、合
金の熱膨張係数は、より小さくなるもので、この合金
は、スーパーアンバー合金と称されている。このような
スーパーアンバー合金の一般的な組成としては、Ｎｉが
３０〜３３重量％、Ｃｏが５〜７重量％、残部がＦｅか
らなり、各合金組成に調合された原材料を溶解した後
に、塑性加工により得られた素材を基に機械加工して部
品を製造している。

【０００４】また、硬質ガラスやセラミックと同程度の
熱膨張係数を有するものとしてコバール合金が知られ、
硬質ガラスやセラミックの封着合金として用いられてい
る。その代表的な組成としては、Ｎｉを２９重量％、Ｃ
ｏを１７重量％、残部がＦｅおよび不可避不純物からな
るもの（ＡＳＴＭ Ｆ１５）が知られている。

【０００５】このコバール合金も前記アンバー合金、ス
ーパーアンバー合金と同様に溶解法による方法で製造す
るのが主流となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に、成形加工に際して不要部分が多く発生するものであ
って、高価な素材を用いて部品とする場合には製品の最
終価格を高価なものとする原因となっている。

【０００７】これに対して、粉末を成形した後、焼結し
て製品とする粉末冶金法を採用する場合には、使用材料
が製品となる割合は遥かに高くなり、大幅に安価となし
得ることが考えられる。しかしながら、前記合金の製造
に際して、単に通常の粉末冶金法を採用する場合には、
Ｎｉ粉末、Ｎｉ粉末およびＣｏ粉末の粒子間における拡
散反応が進行しにくく、結果として製品としての十分な
密度を得ることが難しく、密度を高くするには、超微粒
原料を選択し、焼結時間を遥かに長くし、さらに、高価
なＨＩＰ処理（熱間静水圧圧縮成形）などを採用しなけ
ればならないという問題が生じた。

【０００８】したがって本発明は、熱膨張係数が低く、
機械的特性にも優れている焼結体の製造方法を提供する
ことを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記問題を
解決し前記目的を達成するために研究を重ねた結果、Ｃ
を含む金属粉末を添加した特定組成の原料粉末を成形加
工した後、特定量のＣと酸素を含有し、特定相対密度に
なるように焼結することによって目的を達し得ることを
見出して本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
の第１の実施態様は、Ｎｉを３３〜４０重量％含み、残
部が実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を
０．１重量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末を
添加し、得られた混合粉末を成形した後、非酸化性雰囲
気中で焼結し、Ｃを０．１重量％以下、酸素を０．２重
量％以下含み、かつ相対密度が９２％以上の焼結体を得
るアンバー焼結体の製造方法を特徴とするものであり、
また第２の実施態様は、Ｎｉを３３〜４０重量％含み、
残部が実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素
を０．１重量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末
を添加し、得られた混合粉末にバインダーを添加して混
練物を調製し、さらに該混練物を射出成形した後、非酸
化性雰囲気中で焼結し、Ｃを０．１重量％以下、酸素を
０．２重量％以下含み、かつ相対密度が９２％以上の焼
結体を得るアンバー焼結体の製造方法を特徴とするもの
である。

【００１０】また本発明の第３の実施態様は、Ｎｉを３
３〜４０重量％、Ｃｏを５〜７重量％含み、残部が実質
的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．１重
量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末を添加し、
得られた混合粉末を成形した後、非酸化性雰囲気中で焼
結し、Ｃを０．１重量％以下、酸素を０．２重量％以下
含み、かつ相対密度が９２％以上の焼結体を得るスーパ
ーアンバー焼結体の製造方法を特徴とするものであり、
さらに第４の実施態様は、Ｎｉを３３〜４０重量％、Ｃ
ｏを５〜７重量％含み、残部が実質的にＦｅからなり、
不可避不純物として酸素を０．１重量以上％含む原料粉
末に、Ｃを含む金属粉末を添加し、得られた混合粉末に
バインダーを添加して混練物を調製し、さらに該混練物
を射出成形した後、非酸化性雰囲気中で焼結し、Ｃを
０．１重量％以下、酸素を０．２重量％以下含み、かつ
相対密度が９２％以上の焼結体を得るスーパーアンバー
焼結体の製造方法を特徴とするものである。

【００１１】さらに本発明の第５の実施態様は、Ｎｉを
２８〜３２重量％、Ｃｏを１５〜１８重量含み、残部が
実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．
１重量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末を添加
し、得られた混合粉末を成形した後、非酸化性雰囲気中
で焼結し、Ｃを０．１重量％以下、酸素を０．３重量％
以下含み、かつ相対密度が９２％以上の焼結体を得るコ
バール焼結体の製造方法を特徴とするものであり、また
第６の実施態様は、Ｎｉを２８〜３２重量％、Ｃｏを１
５〜１８重量％含み、残部が実質的にＦｅからなり、不
可避不純物として酸素を０．１重量％以上含む原料粉末
に、Ｃを含む金属粉末を添加し、得られた混合粉末にバ
インダーを添加して混練物を調製し、さらに該混練物を
射出成形した後、非酸化性雰囲気中で焼結し、Ｃを０．
１重量％以下、酸素を０．３重量％以下含み、かつ相対
密度が９２％以上の焼結体を得るコバール焼結体の製造
方法を特徴とするものである。

【００１２】本発明において、非酸化性雰囲気は真空雰
囲気または水素雰囲気であることが好ましく、また原料
粉末は、酸素を０．６重量％以下含むものであることが
好ましいものである。さらに、原料粉末に添加する金属
粉末は、Ｆｅ−Ｃであり、その添加量は５〜５０重量％
であり、粒径が３〜２０μｍであることが好ましいもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のアンバー焼結体の製造法
においては、Ｎｉを３３〜４０重量％含み、残部が実質
的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．１重
量％以上、特に０．６重量％をわずか超える程度を上限
とすることが好ましい原料粉末に、Ｃを含む金属粉末を
添加することが必要であり、一方スーパーアンバー焼結
体の製造方法においては、Ｎｉを３０〜３３重量％およ
びＣｏを５〜７重量％含み、残部が実質的にＦｅからな
り、不可避不純物として酸素を０．１重量％以上含む原
料粉末に、Ｃを含む金属粉末を添加することが必要であ
り、またコバール焼結体の製造方法においては、Ｎｉを
２８〜３２重量％およびＣｏを１５〜１８重量％含み、
残部が実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素
を０．１重量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末
を添加することが必要である。

【００１４】したがって、前記いずれの焼結体の製造方
法においても、所望の合金組成に原料粉末を調合した
後、Ｃを含む金属粉末を添加することによって、Ｃ成分
を添加することが重要である。前記Ｃを含む金属粉末を
添加することによって、後工程の非酸化性雰囲気で焼結
する際、Ｃと原料粉末中の酸素とが反応してＣＯガスを
生成し放出するので、製造される焼結体中の酸素が除去
されるとともに、焼結が促進され、アンバー、スーパー
アンバー、コバール焼結体の緻密化（相対密度９２％以
上）が達成されるものである。

【００１５】添加するＣ源としては、Ｃ粉末を添加する
方法もあるが、Ｃ粉末を均一に分散させることが難し
く、不均一の場合には、部分的にＣが凝集してしまいＣ
Ｏガスの生成反応が抑制される。したがってＣＯガスの
生成反応を促進させるために、高温で焼結を行ったり、
保持時間を長くする必要があった。そこで、Ｃを含む金
属粉末、例えばＦｅ−Ｃ粉末などを添加することによ
り、均一に分散されてＣＯガスの生成反応も促進される
ものである。

【００１６】Ｃを含む金属粉末を添加する原料粉末の組
成は、目的とする焼結体がアンバー焼結体、スーパーア
ンバー焼結体あるいはコバール焼結体かによってＮｉ、
またはＮｉ、Ｃｏの含有量が前記組成範囲内とすべきで
あるが、これらが前記組成範囲から外れると、製造され
るアンバー、スーパーアンバー焼結体の熱膨張係数が実
用的に膨張しない程度になり難くなるものであり、コバ
ール焼結体においては硬質ガラスやセラミックと同程度
の熱膨脹係数を有しなくなる。また、Ｃを含む金属粉末
を添加する前記原料粉末中に不可避不純物として含まれ
る酸素の含有量は、前記範囲とすることが必要である。
これは、酸素含有量が０．１重量％未満では、Ｃを含む
金属粉末による前記焼結体の緻密化作用が十分に発揮し
得ない。さらに、Ｃを含む金属粉末を添加する前記原料
粉末中に不可避不純物として含まれる酸素の上限量は、
通常０．６重量％であるが、０．６重量％をわずかに超
えてもよいものである。ただし酸素含有量が余り多すぎ
ると添加されるべきＣを含む金属粉末の量が多くなり過
ぎて、製造される焼結体のＣ含有量を制御し難くなり、
焼結後の製品のＣ含有量が０．１重量％を超えやすくな
るものである。

【００１７】Ｃを含む金属粉末を添加する前記原料粉末
の粒径は、平均粒径で３〜５０μｍが好ましい。これ
は、３μｍ未満では、本発明にかかる方法において使用
するのに適当な酸素含有量が０．４重量％程度以下の金
属粉末が入手し難いか、入手し得るとしても高価とな
り、一方５０μｍを超えると、Ｃ粉末を添加する前記原
料粉末の焼結性が低下するものであるからである。

【００１８】本発明の焼結体の製造法において、原料粉
末に添加するＣを含む金属粉末は、通常、添加して得ら
れる混合粉末のＣ含有量が０．０５〜０．４重量％にな
るように添加するが、後工程の焼結でＣを０．１重量％
以下、酸素を０．２もしくは０．３重量％以下含む焼結
体が得られるように該Ｃ含有量を適宜定めることができ
るものである。

【００１９】また、本発明においては、Ｃを含む金属粉
末を添加して混合粉末を得た後は、公知の方法を行う
が、製造する焼結体は、Ｃ含有量が０．１重量％以下と
し、また酸素含有量が０．２重量％以下、もしくは０．
３重量％以下とするものであり、これらの範囲外では所
期の効果が得られないものである。さらに相対密度が９
２％以上である必要があるので、そのような焼結体を製
造するのに適当な条件を採用するものである。

【００２０】本発明における成形法は、プレスによる圧
縮成形、射出成形粉末冶金法などが適用し得るが、射出
成形粉末冶金法では、多量のバインダーを必要とするの
でバインダー除去時に、Ｃが残留し難いバインダー、例
えばワックスを主体としたバインダーを使用することが
好ましい。さらに焼結は、非酸化性雰囲気である真空雰
囲気または水素雰囲気などのＣと酸素とのＣＯ生成反応
が促進される雰囲気が必要である。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例を述べる。

【００２２】実施例１ 純Ｆｅ粉末（平均粒径６μｍ、酸素含有量０．３５重量
％）とＮｉ粉末（平均粒径６μｍ、酸素含有量０．２５
重量％）とＦｅ−１．０重量％Ｃ粉末（平均粒径６μ
ｍ、酸素含有量０．３０重量％）を使用して、Ｎｉを３
６重量％およびＣを０．１重量％含み、残部がＦｅから
なり、不可避不純物として酸素を０．３１重量％含む混
合粉末を得た後、潤滑剤として１．５％のパラフィンワ
ックスを混合して、圧力を１５００ｋｇｆ／ｃｍ^２とし
て得られた混合粉末を圧縮成形し、得られた圧縮成形体
（直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）を真空中１３００℃で
１時間焼結してアンバー焼結体を製造した。製造したア
ンバー焼結体について、化学分析によってＣ含有量およ
び酸素含有量を、比重計によって相対密度を、さらに熱
膨脹計によって室温から１００℃までの熱膨張係数を、
並びにＴＩＧ溶接によって溶接性をそれぞれ測定した。
これらの結果を表１に示す。なお、溶接性は良好であっ
た。

【００２３】実施例２ Ｎｉを３４重量％およびＣを０．１重量％含み、残部が
実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．
３１重量％含む混合粉末を得た以外は、実施例１と同様
に処理してアンバー焼結体を製造し、実施例１と同様に
して諸試験を行った。得られた結果を表１に示す。な
お、溶接性は良好であった。

【００２４】実施例３ Ｎｉを３９重量％およびＣを０．１重量％含み、残部が
実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．
３１重量％含む混合粉末を得た以外は、実施例１と同様
に処理してアンバー焼結体を製造し、実施例１と同様に
して諸試験を行った。得られた結果を表１に示す。な
お、溶接性は良好であった。

【００２５】実施例４ Ｎｉを３６重量％およびＣを０．２５重量％含み、残部
が実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を
０．３０重量％含む混合粉末を得た以外は、実施例１と
同様に処理してアンバー焼結体を製造し、実施例１と同
様にして諸試験を行った。得られた結果を表１に示す。
なお、溶接性は良好であった。

【００２６】実施例５ 実施例１と同様にして混合粉末を得た後、この混合粉末
とワックス系バインダーの容量比が６０：４０になるよ
うにワックス系バインダーを添加して１５０℃で混練
し、次いでペレット状に造粒した。得られたペレットを
射出成形機を使用して射出成形し、得られた射出成形体
を３００℃に２時間保持してワックス系バインダーを除
去した。得られた射出成形体（直径２０ｍｍ、厚さ１０
ｍｍ）を真空中１３２０℃で１時間焼結してアンバー焼
結体を製造した。製造したアンバー焼結体について、実
施例１と同様にして諸試験を行った。得られた結果を表
１に示す。なお、溶接性は良好であった。

【００２７】比較例１ 原料粉末への添加剤としてのＦｅ−１．０重量％Ｃ粉末
を添加しなかった以外は、実施例５と同様に処理し、実
施例１と同様にして諸試験を行った。得られた結果を表
１に示す。なお、溶接性は良好であった。

【００２８】比較例２ Ｎｉを３２重量％およびＣを０．１重量％含み、残部が
実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．
３１重量％含む混合粉末を得た以外は、実施例５と同様
に処理してアンバー焼結体を製造し、実施例１と同様に
して諸試験を行った。得られた結果を表１に示す。な
お、溶接性は良好であった。

【００２９】比較例３ Ｎｉを４１重量％およびＣを０．１重量％含み、残部が
実質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．
３０重量％含む混合粉末を得た以外は、実施例５と同様
に処理してアンバー焼結体を製造し、実施例１と同様に
して諸試験を行った。得られた結果を表１に示す。な
お、溶接性は良好であった。

【００３０】比較例４ 原料粉末への添加剤としてのＦｅ−１．０重量％Ｃ粉末
の添加量を多くし、Ｃ含有量を０．５５重量％とした以
外は、実施例５と同様にして処理し、諸試験を行った。
得られた結果を表１に示す。なお、溶接性は不良であっ
た。

【００３１】

【表１】

【００３２】これらの結果から、（１）実施例１〜５の
アンバー焼結体は、いずれもＣ含有量が０．１重量％以
下、酸素含有量が０．２重量％以下であり、相対密度が
９２％以上を有し、熱膨張係数が３×１０^−６以下であ
り、アンバー焼結体が実用的に膨張しない程度に十分低
い。（２）比較例１のアンバー焼結体は、酸素含有量が
０．２４重量％と多く、相対密度が８５．５％と低いた
めに、機械的強度が溶製材より劣る。（３）比較例２、
３のアンバー焼結体は、Ｎｉ含有量が３３〜４０％の範
囲を外れるために、熱膨張係数が４×１０^−６／℃と高
く、アンバー焼結体が実用的に膨張しない程度を越えて
いる。（４）比較例４のアンバー焼結体は、Ｃ粉末の添
加量が多すぎて、焼結後のＣ含有量が０．１７重量％と
多すぎるために、溶接性が劣るものとなった。などとい
った欠点が認められる。

【００３３】実施例６ 純Ｆｅ粉末（平均粒径６μｍ、酸素含有量０．３５重量
％）と、Ｎｉ粉末（平均粒径６μｍ、酸素含有量０．２
５重量％）と、Ｃｏ粉末（平均粒径５μｍ、酸素含有量
０．３５重量％）と、Ｆｅ−１．０重量％Ｃ粉末（平均
粒径６μｍ、酸素含有量０．３０重量％）とを使用し
て、Ｎｉを３２重量％、Ｃｏが６重量％およびＣを０．
１重量％含み、残部が実質的にＦｅからなり、不可避不
純物として酸素を０．３１重量％含む混合粉末を得た
後、潤滑剤として１．５％のパラフィンワックスを混合
した後、金型に充填し、加圧力を１５００ｋｇｆ／ｃｍ
^２として圧縮成形した。得られた圧縮成形体（直径２０
ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）を真空中１３２０℃で１時間焼結
してスーパーアンバー焼結体を製造した。製造したスー
パーアンバー焼結体について、実施例１と同様にして諸
試験を行った。特に、熱膨張係数は、２５〜１００℃、
〜２００℃、〜３００℃、〜４００℃、〜５００℃のそ
れぞれについても測定した。これらの結果を表２に示
す。原料粉末にＣ粉末を添加しない比較例に較べて、相
対密度、熱膨張係数ともに大幅に改善されていることが
認められ、溶接性も良好であった。

【００３４】実施例７ 原料粉末のＣ含有量を０．２５重量％とし、焼結雰囲気
を水素雰囲気とした以外は、実施例１と同様に処理し、
得られた製品について実施例６と同様にして諸試験を行
った。得られた結果を表２に示す。原料粉末にＣ粉末を
添加しない比較例に較べて、相対密度、熱膨張係数とも
に大幅に改善されていることが認められ、溶接性も良好
であった。

【００３５】実施例８ 実施例６の原料粉末に対して、ワックス系バインダーを
４２容量％添加して、１５０℃で混練してペレット状に
造粒し、これを射出成形機を使用して射出成形し、さら
にこの成形体を３００℃で２時間保持して脱バインダー
処理した。その後、１３２０℃で１時間焼成処理を施し
た。得られた製品について実施例６と同様にして諸試験
を行った。得られた結果を表２に示す。原料粉末にＣ粉
末を添加しない比較例に較べて、相対密度、熱膨張係数
ともに大幅に改善されていることが認められ、溶接性も
良好であった。

【００３６】比較例５ 原料粉末としてＦｅ−１．０重量％Ｃ粉末を使用しなか
った以外は、実施例６と同様に処理して、Ｎｉが３２重
量％、Ｃｏが６重量％、残部が実質的にＦｅからなる混
合粉末を得た。この混合粉末を実施例６と同様に処理し
た。得られた製品について実施例６と同様にして諸試験
を行った。得られた結果を表２に示す。原料粉末にＣ粉
末を添加した実施例に較べて、相対密度、熱膨張係数と
もに大幅に劣っていることが認められ、溶接性も不良で
あった。

【００３７】比較例６ 原料粉末としてＦｅ−１．０重量％Ｃ粉末の混合量を増
加させて、Ｃ含有量を０．５５重量％とした以外は、実
施例６と同様に処理して、Ｎｉが３２重量％、Ｃｏが６
重量％、残部が実質的にＦｅからなる混合粉末を得た。
この混合粉末を実施例６と同様に処理した。得られた製
品について実施例６と同様にして諸試験を行った。得ら
れた結果を表２に示す。原料粉末にＣ粉末を添加した実
施例に較べて、相対密度、熱膨張係数ともに大幅に劣っ
ていることが認められ、溶接性も不良であった。

【００３８】比較例７ 比較例５と同様な組成の合金を従来方法に従って溶解し
た後、塑性加工により焼結体を製造し、得られた素材か
ら切り出した試験片について実施例６と同様にして諸試
験を行った。得られた結果を表２に示す。この結果か
ら、相対密度においては、良好な値を示しているもの
の、熱膨張係数においては、本発明の実施例に劣る値の
溶製材しか得られていないことが認められる。

【００３９】

【表２】

【００４０】実施例９ 純Ｆｅ粉末（平均粒径６μｍ、酸素含有量０．３５重量
％）と、Ｎｉ粉末（平均粒径６μｍ、酸素含有量０．２
５重量％）と、Ｆｅ−５０重量％Ｃｏ粉末（平均粒径１
３μｍ、酸素含有量０．３１重量％）と、Ｆｅ−１．０
重量％Ｃ粉末（平均粒径５μｍ、酸素含有量０．３０重
量％）とを使用して、Ｎｉを２９重量％、Ｃｏが１６重
量％およびＣを０．１重量％含み、残部が実質的にＦｅ
からなり、不可避不純物として酸素を０．３０重量％含
む混合粉末を得た後、潤滑剤として１．５％のパラフィ
ンワックスを混合した後、圧力を１５００ｋｇｆ／ｃｍ
^２として圧縮成形した。得られた圧縮成形体（直径２０
ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）を真空中１３２０℃で２時間焼結
してコバール焼結体を製造した。製造したコバール焼結
体について、実施例１と同様にして諸試験を行った。特
に、熱膨張係数については、２５〜３００℃、〜４００
℃、〜４５０℃、〜５００℃について測定した。これら
の結果を表３に示す。なお、溶接性は良好であった。

【００４１】実施例１０ Ｎｉを２９重量％、Ｃｏを１６重量％およびＣを０．２
７重量％を含み、残部が実質的にＦｅからなり、不可避
不純物として酸素を０．３０重量％含む混合粉末を得た
以外は、実施例９と同様に処理し、実施例９と同様にし
て諸試験を行った。得られた結果を表３に示す。なお、
溶接性は良好であった。

【００４２】実施例１１ 実施例９と同様にして混合粉末を得た後、この混合粉末
とワックス系バインダーの容量比が５５：４５になるよ
うにワックス系バインダーを添加して１５０℃で混練
し、次いでペレット状に造粒した。得られたペレットを
射出成形機を使用して射出成形し、得られた射出成形体
を３００℃に２時間保持してワックス系バインダーを除
去した。得られた射出成形体（直径２０ｍｍ、厚さ１０
ｍｍ）を真空中１３２０℃で２時間焼結してコバール焼
結体を製造した。製造したコバール焼結体について、実
施例９と同様にして諸試験を行った。得られた結果を表
３に示す。なお、溶接性は良好であった。

【００４３】比較例８ 原料粉末への添加剤としてのＦｅ−１．０重量％Ｃ粉末
を添加しなかった以外は、実施例１１と同様に処理し、
同様に諸試験を行った。得られた結果を表３に示す。な
お、溶接性は良好であった。

【００４４】比較例９ 原料粉末への添加剤としてのＦｅ−１．０重量％Ｃ粉末
の添加量を多くし、Ｃ含有量を０．３８重量％とした以
外は、実施例１１と同様に処理し、同様に諸試験を行っ
た。得られた結果を表３に示す。なお、溶接性は不良で
あった。

【００４５】比較例１０ 従来のように、コバール合金を溶解鋳造してＮｉを２９
重量％およびＣｏを１６重量％含み、残部がＦｅ及び不
可避不純物からなる鋳塊を得、該鋳塊から直径２０ｍ
ｍ、厚さ１０ｍｍの溶製材試料を採取し、実施例９と同
様にして諸試験を行った。得られた結果を表３に示す。
なお、溶接性は良好であった。

【００４６】

【表３】

【００４７】これらの結果から、（１）実施例９〜１１
のコバール焼結体は、いずれも、Ｃ含有量が０．１重量
％以下、酸素含有量が０．３重量％以下であり、相対密
度が９４％以上を有し、２５℃から３００℃、４００
℃、４５０℃、５００℃までの熱膨張係数が、いずれも
硬質ガラスやセラミックと同程度の熱膨張係数を有する
溶製材の熱膨張係数に非常に近似している。（２）比較
例８のコバール焼結体は、酸素含有量が０．３１重量％
と多く、相対密度が８５．４％と低いため、機械的特性
が溶製材より劣っている。（３）比較例９のコバール焼
結体は、Ｃ粉末の添加量が多すぎてＣ含有量が０．１３
８重量％と多すぎたため、溶接性が劣るものとなった。
などといった欠点が認められた。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、Ｃを含む金属粉末を添加する
ようにしたので、９２％以上の相対密度を有し、熱膨張
係数の極めて低い、良好なアンバー、スーパーアンバー
焼結体製品、及び硬質ガラスやセラミックと同程度の熱
膨脹係数を有するコバール焼結体製品を極めて容易に製
造し得るものであって、顕著な効果が認められる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉを３３〜４０重量％含み、残部が実
   質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．１
   重量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末を添加
   し、得られた混合粉末を成形した後、非酸化性雰囲気中
   で焼結し、Ｃを０．１重量％以下、酸素を０．２重量％
   以下含み、かつ相対密度が９２％以上の焼結体を得るこ
   とを特徴とする焼結体の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｎｉを３３〜４０重量％含み、残部が実
   質的にＦｅからなり、不可避不純物として酸素を０．１
   重量％以上含む原料粉末に、Ｃを含む金属粉末を添加
   し、得られた混合粉末にバインダーを添加して混練物を
   調製し、さらに該混練物を射出成形した後、非酸化性雰
   囲気中で焼結し、Ｃを０．１重量％以下、酸素を〜０．
   ２重量％以下含み、かつ相対密度が９２％以上の焼結体
   を得ることを特徴とする焼結体の製造方法。
3. 【請求項３】 Ｎｉを３３〜４０重量％、Ｃｏを５〜７
   重量％含み、残部が実質的にＦｅからなり、不可避不純
   物として酸素を０．１重量％以上含む原料粉末に、Ｃを
   含む金属粉末を添加し、得られた混合粉末を成形した
   後、非酸化性雰囲気中で焼結し、Ｃを０．１重量％以
   下、酸素を０．２重量％以下含み、かつ相対密度が９２
   ％以上の焼結体を得ることを特徴とする焼結体の製造方
   法。
4. 【請求項４】 Ｎｉを３３〜４０重量％、Ｃｏを５〜７
   重量％含み、残部が実質的にＦｅからなり、不可避不純
   物として酸素を０．１重量％以上含む原料粉末に、Ｃを
   含む金属粉末を添加し、得られた混合粉末にバインダー
   を添加して混練物を調製し、さらに該混練物を射出成形
   した後、非酸化性雰囲気中で焼結し、Ｃを０．１重量％
   以下、酸素を０．２重量％以下含み、かつ相対密度が９
   ２％以上の焼結体を得ることを特徴とする焼結体の製造
   方法。
5. 【請求項５】 Ｎｉを２８〜３２重量％、Ｃｏを１５〜
   １８重量％含み、残部が実質的にＦｅからなり、不可避
   不純物として酸素を０．１重量％以上含む原料粉末に、
   Ｃを含む金属粉末を添加し、得られた混合粉末を成形し
   た後、非酸化性雰囲気中で焼結し、Ｃを０．１重量％以
   下、酸素を０．３重量％以下含み、かつ相対密度が９２
   ％以上の焼結体を得ることを特徴とする焼結体の製造方
   法。
6. 【請求項６】 Ｎｉを２８〜３２重量％、Ｃｏを１５〜
   １８重量％含み、残部が実質的にＦｅからなり、不可避
   不純物として酸素を０．１重量％以上含む原料粉末に、
   Ｃを含む金属粉末を添加し、得られた混合粉末にバイン
   ダーを添加して混練物を調製し、さらに該混練物を射出
   成形した後、非酸化性雰囲気中で焼結し、Ｃを０．１重
   量％以下、酸素を０．３重量％以下含み、かつ相対密度
   が９２％以上の焼結体を得ることを特徴とする焼結体の
   製造方法。
7. 【請求項７】 非酸化性雰囲気が真空雰囲気または水素
   雰囲気であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   １項に記載の焼結体の製造方法。
8. 【請求項８】 原料粉末は、酸素を０．６重量％以下含
   むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載
   の焼結体の製造方法。
9. 【請求項９】 原料粉末に添加する金属粉末は、Ｆｅ−
   Ｃであり、その添加量が５〜５０重量％であることを特
   徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の焼結体の
   製造方法。