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裝飾品的制作方法

文檔序號:11672932閱讀:311來源:國知局
裝飾品的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及裝飾品。



背景技術(shù):

對于鐘表用外裝飾部件這樣的裝飾品,首先要求有優(yōu)異的美學(xué)外觀。有金屬材料所具有的特有的質(zhì)感是作為該美學(xué)外觀的要素之一,金屬材料不會發(fā)生變質(zhì)等而長期維持制造時的狀態(tài)會維持該質(zhì)感。

作為裝飾品的一種制造方法,已知有粉末冶金法。根據(jù)粉末冶金法,采用模具使金屬粉末成形,從而可以高效地制造由目標(biāo)形狀的金屬結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的裝飾品。

例如,在專利文獻1中提出了包含zr以及si、而其余部分由選自由fe、co以及ni構(gòu)成的組中的至少一種和不可避免的元素構(gòu)成的粉末冶金用金屬粉末。如果將這樣的粉末冶金用金屬粉末應(yīng)用于粉末冶金法,由于zr的作用而燒結(jié)性提高,能夠形成目標(biāo)形狀,并且,可以容易地制造高密度的燒結(jié)體。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利特開2012-87416號公報

然而,在裝飾品的情況下,在制造過程中通過對表面實施研磨操作,從而獲得優(yōu)異的美學(xué)外觀。此外,為了消除日常使用中產(chǎn)生的小的損傷,有時也會對制造后的裝飾品再次進行研磨操作。在這樣的研磨操作中,通過使裝飾品的表面研磨變薄,從而去除了包含損傷的表層。

但是,通過粉末冶金法制造的燒結(jié)體包含氣孔,因此,通過研磨會露出氣孔。其結(jié)果是,存在破壞金屬材料所具有的特有的質(zhì)感、裝飾品的美學(xué)外觀變差的問題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于,提供一種即便是被研磨也會呈現(xiàn)良好的美學(xué)外觀的裝飾品。

上述目的通過下面的本發(fā)明來實現(xiàn)。

本發(fā)明的裝飾品其特征在于,包括:燒結(jié)體,所述燒結(jié)體包含fe作為主成分,并且,所述燒結(jié)體以15質(zhì)量%以上26質(zhì)量%以下的比例包含cr;以7質(zhì)量%以上22質(zhì)量%以下的比例包含ni;以0.3質(zhì)量%以上1.2質(zhì)量%以下的比例包含si;以及以0.005質(zhì)量%以上0.3質(zhì)量%以下的比例包含c,在將選自由ti、v、y、zr、nb、hf以及ta所組成的組中的一種元素作為第一元素,將是選自所述組中的一種元素、且在元素周期表中的族大于所述第一元素的元素、或者是選自所述組中的一種元素、且在元素周期表中的族與所述第一元素相同而在元素周期表中的周期大于所述第一元素的元素作為第二元素時,所述燒結(jié)體還以0.01質(zhì)量%以上0.5質(zhì)量%以下的比例包含所述第一元素;以及以0.01質(zhì)量%以上0.5質(zhì)量%以下的比例包含所述第二元素,在所述燒結(jié)體的從表面起的厚度為200μm的表層的截面上,當(dāng)將fe被包含作為主成分的第一區(qū)域d1的面積率設(shè)為p1、將si或o被包含作為主成分的第二區(qū)域d2的面積率設(shè)為p2時,p2/(p1+p2)為0.3%以下。

由此,伴隨著燒結(jié)體的高密度化,抑制了氣孔的形成,因此,可以獲得即便被研磨也能維持良好的美學(xué)外觀的裝飾品。

在本發(fā)明的裝飾品中,優(yōu)選地,所述燒結(jié)體的相對密度為98%以上。

由此,可以獲得具有匹敵熔煉材料的優(yōu)異的機械特性的同時、使表層的空孔的形成得以抑制的裝飾品。

在本發(fā)明的裝飾品中,優(yōu)選地,所述燒結(jié)體具有奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)。

由此,對燒結(jié)體賦予了高耐腐蝕性以及大的延伸率,因此,可以獲得耐腐蝕性高且耐沖擊性也優(yōu)異的裝飾品。

優(yōu)選地,本發(fā)明的裝飾品是鐘表用外裝飾部件。

由此,可以獲得即便是被研磨也會呈現(xiàn)良好的美學(xué)外觀的鐘表用外裝飾部件。

附圖說明

圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的表殼的立體圖。

圖2是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的表圈的局部截面立體圖。

圖3是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的戒指的立體圖。

圖4是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的刀具的平面圖。

圖5是示出用于本發(fā)明的裝飾品的實施方式的燒結(jié)體的表層截面的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1燒結(jié)體;10表層;11表殼;12表圈;21戒指;31刀具;112殼主體;114帶安裝部;212戒圈主體;214戒托;216寶石;218爪;312刀把部;314刀刃部;d1第一區(qū)域;d2第二區(qū)域;z圓

具體實施方式

下面,對本發(fā)明的裝飾品進行詳細說明。

(裝飾品)

本發(fā)明的裝飾品是包括由后述的金屬粉末的燒結(jié)體構(gòu)成的部位的物品。

本發(fā)明的裝飾品的實施方式例如可以應(yīng)用于表殼(主體、后蓋、主體和后蓋一體化的一體殼(one-piececase)等)、表帶(包括表帶扣接部件、表帶/表帶體裝卸機構(gòu)(band-bangleattachmentmechanism)等。)、表圈(例如旋轉(zhuǎn)表圈等)、表冠(例如旋入鎖定式表冠(screw-lockcrown)等)、按鈕、玻璃緣、表盤環(huán)(dialring)、視覺限制板、密封件等鐘表用外裝飾部件;眼鏡(例如眼鏡框)、領(lǐng)帶夾、袖扣、戒指、項鏈、手鏈、腳鏈、胸針、掛墜、耳環(huán)、耳釘?shù)入S身飾品;勺子、叉子、筷子、刀具、黃油刀、開瓶器等餐具;打火機或者其殼體;高爾夫球桿這樣的體育用品;名牌、面板、獎杯、其它殼體(例如便攜式電話、智能手機、平板終端、移動型計算機、音樂播放器、照相機、刮胡刀等的殼體)的各種裝置部件;各種容器等。

這些物品均要求優(yōu)異的美學(xué)外觀,因此,通過研磨等來實現(xiàn)表面的平滑化。由此,裝飾品可以呈現(xiàn)出金屬材料特有的質(zhì)感,獲得優(yōu)異的美學(xué)外觀。其結(jié)果是裝飾品可以提升其價值。

此外,這些物品均是可能接觸人體皮膚來使用的物品,需要具有對于汗液、唾液這樣的體液、食品、洗滌劑、其它藥品等的耐受性。因此,通過將本發(fā)明的裝飾品應(yīng)用于這些物品,可以實現(xiàn)耐腐蝕性優(yōu)異的裝飾品,即、可以實現(xiàn)長期維持優(yōu)異的美學(xué)外觀的同時還能對抗體液等而難以產(chǎn)生變質(zhì)等的裝飾品。

下面,作為本發(fā)明的裝飾品的實施方式的例子,舉出鐘表用外裝飾部件(外裝部件)、隨身飾品以及餐具來進行說明。

(鐘表用外裝飾部件)

首先,對應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的鐘表用外裝飾部件進行說明。

圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的表殼的立體圖,圖2是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的表圈的局部截面立體圖。

圖1所示的表殼11具備殼主體112、和從殼主體112突出設(shè)置并用于安裝表帶的帶安裝部114。這樣的表殼11可以和未圖示的玻璃板、后蓋一起來構(gòu)筑容器。在該容器內(nèi)收納未圖示的機芯(movement)、表盤等。因此,該容器在保護機芯等免受外部環(huán)境影響的同時,也會對鐘表的美學(xué)外觀產(chǎn)生較大的影響。

圖2所示的表圈12呈環(huán)狀,安裝于表殼,可以根據(jù)需要相對于表殼進行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)將表圈12安裝于了表殼時,表圈12位于表殼的外側(cè),因此,表圈12會左右鐘表的美學(xué)外觀。

另一方面,表殼11、表圈12這樣的鐘表用外裝飾部件容易在使用鐘表時受到損傷。為此,通過對表殼11、表圈12的表面實施研磨操作來進行使損傷變淺或消失這樣的維護。此時,通過表殼11、表圈12具備后述的燒結(jié)體,從而不易在研磨面上露出空孔,能夠?qū)崿F(xiàn)研磨面的平滑化。由此,可以賦予表殼11、表圈12的表面以金屬材料特有的質(zhì)感,能夠確保優(yōu)異的美學(xué)外觀。

此外,這樣的表殼11、表圈12是在接觸人的手腕等的狀態(tài)下使用的,從而會長時間地接觸汗液。為此,在表殼11、表圈12的耐腐蝕性較低的情況下,會存在由于汗液導(dǎo)致生銹、引起美學(xué)外觀的劣化或機械特性的降低等的擔(dān)憂。因此,通過將后述的皮膚接觸材料用作這樣的鐘表用外裝飾部件的構(gòu)成材料,從而可以獲得耐腐蝕性優(yōu)異的鐘表用外裝飾部件。

(隨身飾品)

下面,對應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的隨身飾品進行說明。

圖3是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的戒指的立體圖。

圖3所示的戒指21具備戒圈主體212、設(shè)置于戒圈主體212的戒托214和安裝于戒托214的寶石216。在該戒指21中,戒圈主體212以及戒托214是通過后述的皮膚接觸材料而一體構(gòu)成的。此外,寶石216被戒托214所具備的鉚接爪218所固定。

另一方面,戒圈主體212、戒托214容易在使用戒指21時受到損傷。為此,通過對戒圈主體212、戒托214的表面實施研磨操作來進行使損傷變淺或消失這樣的維護。此時,通過戒圈主體212、戒托214具備后述的燒結(jié)體,從而不易在研磨面上露出空孔,能夠?qū)崿F(xiàn)研磨面的平滑化。由此,可以賦予戒圈主體212、戒托214的表面以金屬材料特有的質(zhì)感,能夠確保優(yōu)異的美學(xué)外觀。

此外,戒圈主體212以及戒托214是在接觸人的手指等的狀態(tài)下使用的,從而會長時間地接觸汗液。為此,在戒圈主體212、戒托214的耐腐蝕性較低的情況下,會存在由于汗液導(dǎo)致生銹、引起美學(xué)外觀的劣化或機械特性的降低的擔(dān)憂。因此,通過將后述的皮膚接觸材料用作戒圈主體212以及戒托214的構(gòu)成材料,從而可以獲得耐腐蝕性優(yōu)異的隨身飾品。

(餐具)

下面,對應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的餐具進行說明。

圖4是示出應(yīng)用了本發(fā)明的裝飾品的實施方式的刀具的平面圖。

圖4所示的刀具31具備刀把部312、從刀把部312延伸出來的刀刃部314。這些刀把部312以及刀刃部314是通過后述的皮膚接觸材料(裝飾品用材料)而一體構(gòu)成的。此外,刀把部312是在接觸人的手等的狀態(tài)下使用的,也會長時間地接觸汗液。進而,刀刃部314是在接觸食品等的狀態(tài)下使用的,因此,會接觸到酸等。為此,在刀把部312、刀刃部314的耐腐蝕性較低的情況下,會存在由于汗液、酸導(dǎo)致生銹、引起美學(xué)外觀的劣化或機械特性的降低的擔(dān)憂。因此,通過將后述的皮膚接觸材料用作刀把部312以及刀刃部314的構(gòu)成材料,從而可以獲得耐腐蝕性優(yōu)異的餐具。

另一方面,刀把部312以及刀刃部314容易在使用刀具31時受到損傷。為此,通過對刀把部312以及刀刃部314的表面實施研磨操作來進行使損傷變淺或消失這樣的維護。此時,刀把部312以及刀刃部314具備后述的燒結(jié)體,從而難以在研磨面上露出空孔,能夠?qū)崿F(xiàn)研磨面的平滑化。由此,可以賦予刀把部312以及刀刃部314的表面以金屬材料特有的質(zhì)感,能夠確保優(yōu)異的美學(xué)外觀。

需要注意的是,如以上說明的鐘表用外裝飾部件、隨身飾品以及餐具的各形狀不過是一個例子,本發(fā)明的裝飾品的實施方式并不限定于圖示的形狀。例如,鐘表用外裝飾部件并不限定于手表用的外裝飾部件,也可以應(yīng)用于懷表用的外裝飾部件。

(裝飾品的構(gòu)成材料)

下面,對構(gòu)成本發(fā)明的裝飾品的材料進行說明。本發(fā)明的裝飾品包括由通過粉末冶金法制得的燒結(jié)體構(gòu)成的部位。下面,對這樣的燒結(jié)體進行說明。

在粉末冶金中,使包含粉末冶金用金屬粉末和粘結(jié)劑的組合物成形為期望的形狀后,通過脫脂、燒結(jié),獲得期望形狀的燒結(jié)體。通過這樣的粉末冶金技術(shù),與其它的冶金技術(shù)相比,具有可以近終形(接近最終形狀的形狀)地制造復(fù)雜且細微形狀的燒結(jié)體的優(yōu)點。

用于本發(fā)明裝飾品的制造的粉末冶金用金屬粉末是以15質(zhì)量%以上26質(zhì)量%以下的比例包含cr、以7質(zhì)量%以上22質(zhì)量%以下的比例包含ni、以0.3質(zhì)量%以上1.2質(zhì)量%以下的比例包含si、以0.005質(zhì)量%以上0.3質(zhì)量%以下的比例包含c、以0.01質(zhì)量%以上0.5質(zhì)量%以下的比例包含后述的第一元素、以0.01質(zhì)量%以上0.5質(zhì)量%以下的比例包含后述的第二元素、且剩余部分由fe以及其它元素構(gòu)成的金屬粉末。利用這樣的金屬粉末,實現(xiàn)了合金組成的最優(yōu)化,其結(jié)果,可以特別提高燒結(jié)時的致密化。由此,無需實施追加處理即可制造高密度的燒結(jié)體。

此外,以該燒結(jié)體的表面為起點將厚度200μm的范圍設(shè)為“表層”。在該表層的截面上,將fe被包含作為主成分的區(qū)域設(shè)為第一區(qū)域d1、將si或o被包含作為主成分的區(qū)域設(shè)為第二區(qū)域d2。此外,將表層的截面上的第一區(qū)域d1的面積率設(shè)為p1、將表層的截面上的第二區(qū)域d2的面積率設(shè)為p2。

此時,上述燒結(jié)體滿足p2/(p1+p2)為0.3%以下的條件。

這樣的燒結(jié)體特別是表層的氣孔的含有率較少。為此,即使是表面被研磨,也可以抑制露出的氣孔的數(shù)量、大小,能夠?qū)饪讓τ诿缹W(xué)外觀的惡劣影響控制在最小限度。其結(jié)果是,可以獲得研磨面的美學(xué)外觀優(yōu)異的燒結(jié)體。這樣的燒結(jié)體有助于裝飾品的美學(xué)外觀的提升。

此外,上述這樣的燒結(jié)體通過實現(xiàn)其高密度化,從而成為機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。為此,可以進一步提高裝飾品的耐磨損性、耐久性。

需要說明的是,第一元素是選自由ti、v、y、zr、nb、hf以及ta這7種元素所組成的組中的一種元素,第二元素是選自由所述7種元素所組成的組中的一種元素、且是在元素周期表中的族大于第一元素的元素,或者第二元素是選自由所述7種元素所組成的組中的一種元素、且是在元素周期表中的族和被選為第一元素的元素相同、而元素周期表中的周期大于第一元素的元素。

下面,對用于本發(fā)明的燒結(jié)體的合金組成進行進一步詳細說明。

cr(鉻)是賦予所制造的燒結(jié)體以耐腐蝕性的元素,由于包含cr,從而可以獲得能夠長期維持高機械特性的燒結(jié)體。

燒結(jié)體中的cr的含有率為15質(zhì)量%以上26質(zhì)量%以下,但是,優(yōu)選為15.5質(zhì)量%以上25質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為16質(zhì)量%以上21質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選為16質(zhì)量%以上20質(zhì)量%以下。cr的含有率如果低于所述下限值,則取決于整體的組成,所制造的燒結(jié)體的耐腐蝕性會不充分。另一方面,如果cr的含有率高于所述上限值,則取決于整體的組成,燒結(jié)性會降低,難以實現(xiàn)燒結(jié)體的高密度化。

需要注意的是,cr的含有率根據(jù)后述的ni、mo的含有率來規(guī)定進一步優(yōu)選的范圍。例如,在ni的含有率為7質(zhì)量%以上22質(zhì)量%以下、且mo的含有率為小于1.2質(zhì)量%的情況下,進一步優(yōu)選cr的含有率為18質(zhì)量%以上20質(zhì)量%以下。另一方面,在ni的含有率為10質(zhì)量%以上22質(zhì)量%以下、且mo的含有率為1.2質(zhì)量%以上5質(zhì)量%以下的情況下,進一步優(yōu)選cr的含有率為16質(zhì)量%以上且不到18質(zhì)量%。

ni(鎳)是賦予所制造的燒結(jié)體以耐腐蝕性、耐熱性的元素。燒結(jié)體中的ni的含有率為7質(zhì)量%以上22質(zhì)量%以下,但是,優(yōu)選為7.5質(zhì)量%以上17質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為8質(zhì)量%以上15質(zhì)量%以下。通過將ni的含有率設(shè)定在所述范圍內(nèi),從而可以獲得長期保持機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。

需要說明的是,ni的含有率如果低于所述下限值,則取決于整體的組成,存在無法充分提高所制造的燒結(jié)體的耐腐蝕性、耐熱性的擔(dān)憂,另一方面,如果ni的含有率高于所述上限值,反而會有耐腐蝕性、耐熱性降低的擔(dān)憂。

si(硅)是賦予所制造的燒結(jié)體以耐腐蝕性以及高機械特性的元素,由于包含si,從而可以獲得能夠長期維持高機械特性的燒結(jié)體。

燒結(jié)體中的si的含有率為0.3質(zhì)量%以上1.2質(zhì)量%以下,但是,優(yōu)選為0.4質(zhì)量%以上1.1質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以上0.9質(zhì)量%以下。如果si的含有率低于所述下限值,則取決于整體的組成,添加si的效果不明顯,因此,所制造的燒結(jié)體的耐腐蝕性、機械特性降低。另一方面,如果si的含有率高于所述上限值,則取決于整體的組成,si會過多,因此,反而會導(dǎo)致耐腐蝕性、機械特性降低。

c(碳)通過和后述的第一元素、第二元素并用,可以特別提高燒結(jié)性,實現(xiàn)高密度化。具體而言,通過第一元素、第二元素分別與c結(jié)合,生成碳化物。通過該碳化物分散、析出,產(chǎn)生防止晶粒顯著成長的效果。獲得這樣的效果的明確理由不清楚,但是,作為理由之一,認為是分散的析出物作為障礙阻礙了晶粒的顯著成長,因此,抑制晶粒尺寸的偏差。由此,不易在燒結(jié)體中產(chǎn)生空孔的同時,防止晶粒的肥大化,從而可以獲得高密度且機械特性高的燒結(jié)體。

燒結(jié)體中的c的含有率為0.005質(zhì)量%以上0.3質(zhì)量%以下,但是,優(yōu)選為0.008質(zhì)量%以上0.15質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.01質(zhì)量%以上0.08質(zhì)量%以下。如果c的含有率低于所述下限值,則取決于整體的組成,晶粒易于成長,燒結(jié)體的機械特性將變得不充分。另一方面,如果c的含有率高于所述上限值,則取決于整體的組成,c會過多,反而會導(dǎo)致燒結(jié)性降低。

第一元素以及第二元素使碳化物、氧化物(下面,總稱為“碳化物等”)析出。并且,認為該析出的碳化物等在金屬粉末燒結(jié)時會阻礙晶粒的顯著成長。其結(jié)果是,如前所述,不易在燒結(jié)體中產(chǎn)生空孔的同時,防止晶粒的肥大化,從而可以獲得高密度且機械特性高的燒結(jié)體。

而且,雖然詳細內(nèi)容會在后面進行描述,但是,析出的碳化物等會在晶界(crystalgrainboundary)處促進氧化硅的集聚,其結(jié)果是,可以在抑制晶粒的肥大化的同時,實現(xiàn)促進燒結(jié)和高密度化。

第一元素以及第二元素是選自由ti、v、y、zr、nb、hf以及ta所組成的組中的兩種元素,但是,優(yōu)選包括屬于長周期型元素周期表的3a族或4a族的元素(ti、y、zr、hf)。由于包含屬于3a族或4a族的元素作為第一元素以及第二元素中至少一方,從而可以去除作為氧化物而包含在金屬粉末中的氧,能夠特別提高金屬粉末的燒結(jié)性。

此外,如前所述,第一元素是選自由ti、v、y、zr、nb、hf以及ta組成的組中的一種元素即可,但優(yōu)選為所述組中屬于長周期型元素周期表的3a族或4a族的元素。所述組中的屬于3a族或4a族的元素可以去除作為氧化物而包含在金屬粉末中的氧,能夠特別提高金屬粉末的燒結(jié)性。由此,可以實現(xiàn)燒結(jié)后殘存在晶粒內(nèi)的氧濃度的降低。其結(jié)果是,可以實現(xiàn)燒結(jié)體的含氧率的降低,實現(xiàn)高密度化。此外,這些元素是活性高的元素,因此,認為會帶來迅速的原子擴散。為此,由于該原子擴散成為驅(qū)動力而使金屬粉末的粒子間距離高效地縮小,在粒子間形成燒結(jié)頸(ネック),從而促進成形體的致密化。其結(jié)果是,可以實現(xiàn)燒結(jié)體的進一步高密度化。

另一方面,如前所述,第二元素是選自由ti、v、y、zr、nb、hf以及ta所組成的組中的一種元素、且是不同于第一元素的元素即可,但優(yōu)選為所述組中屬于長周期型元素周期表的5a族的元素。所述組中的屬于5a族的元素特別是高效地使前述的碳化物等析出,因此,可以高效地阻礙燒結(jié)時的晶粒的顯著成長。其結(jié)果是,可以促進細微的晶粒的生成,實現(xiàn)燒結(jié)體的高密度化和機械特性的提高。

需要說明的是,在由上述那樣的元素構(gòu)成的第一元素和第二元素的組合中,可以不相互阻礙地發(fā)揮各自的效果。為此,包含這樣的第一元素以及第二元素的金屬粉末是可以制造特別高密度的燒結(jié)體的金屬粉末。

此外,更優(yōu)選采用第一元素是屬于4a族的元素、第二元素是nb的組合。

此外,進一步優(yōu)選采用第一元素是zr或hf、第二元素是nb的組合。

通過采用這樣的組合,上述效果會更加顯著。

此外,在這些元素中,zr是鐵素體生成元素,因此,可以使體心立方晶格相(body-centeredcubiclatticephase)析出。該體心立方晶格相與其它晶格相相比,其燒結(jié)性更加優(yōu)異,因此,有助于燒結(jié)體的高密度化。

燒結(jié)體中的第一元素的含有率為0.01質(zhì)量%以上0.5質(zhì)量%以下,但是,優(yōu)選為0.03質(zhì)量%以上0.2質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.05質(zhì)量%以上0.1質(zhì)量%以下。如果第一元素的含有率低于所述下限值,則取決于整體的組成,添加第一元素的效果不明顯,因此,所制造的燒結(jié)體的高密度化會不充分。另一方面,如果第一元素的含有率高于所述上限值,則取決于整體的組成,第一元素會過多,因此,前述的碳化物等的比率會過多,反而有損高密度化。

燒結(jié)體中的第二元素的含有率為0.01質(zhì)量%以上0.5質(zhì)量%以下,但是,優(yōu)選為0.03質(zhì)量%以上0.2質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.05質(zhì)量%以上0.1質(zhì)量%以下。如果第二元素的含有率低于所述下限值,則取決于整體的組成,添加第二元素的效果不明顯,因此,所制造的燒結(jié)體的高密度化會不充分。另一方面,如果第二元素的含有率高于所述上限值,則取決于整體的組成,第二元素會過多,因此,前述的碳化物等的比率會過多,反而有損高密度化。

需要注意的是,如前所述,第一元素以及第二元素分別使碳化物等析出,但是,在如前所述地選擇屬于3a族或4a族的元素作為第一元素、如前所述地選擇屬于5a族的元素作為第二元素的情況下,推測在燒結(jié)金屬粉末時,第一元素的碳化物等析出的時機和第二元素的碳化物等析出的時機會彼此錯開。可以認為,通過像這樣地使碳化物等析出的時機錯開來緩緩地推進燒結(jié),從而空孔的生成得到抑制,可獲得致密的燒結(jié)體。即、可以認為,由于存在第一元素的碳化物等和第二元素的碳化物等雙方,從而可以在實現(xiàn)高密度化的同時,抑制晶粒的肥大化。

此外,優(yōu)選考慮作為第一元素而選擇的元素的質(zhì)量數(shù)以及作為第二元素而選擇的元素的質(zhì)量數(shù)來設(shè)定第一元素的含有率和第二元素的含有率的比率。

具體而言,在將第一元素的含有率e1(質(zhì)量%)除以第一元素的質(zhì)量數(shù)所得的值作為指數(shù)x1、將第二元素的含有率e2(質(zhì)量%)除以第二元素的質(zhì)量數(shù)所得的值作為指數(shù)x2時,優(yōu)選指數(shù)x1相對于指數(shù)x2的比率x1/x2為0.3以上3以下,更優(yōu)選為0.5以上2以下,進一步優(yōu)選為0.75以上1.3以下。通過將x1/x2設(shè)定在所述范圍內(nèi),可以使第一元素的碳化物等的析出時機和第二元素的碳化物等的析出時機的錯開最為恰當(dāng)。由此,可以將殘存在成形體中的空孔以從內(nèi)側(cè)依次清除的方式排除,因此,可以將燒結(jié)體中產(chǎn)生的空孔抑制在最小限度。因此,通過將x1/x2設(shè)定在所述范圍內(nèi),可以獲得高密度且機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。此外,由于第一元素的原子數(shù)和第二元素的原子數(shù)的平衡被最優(yōu)化,因此,可以協(xié)同地發(fā)揮第一元素所帶來的效果和第二元素所帶來的效果,能夠獲得特別高密度的燒結(jié)體。

這里,關(guān)于第一元素以及第二元素的具體組合的例子,基于上述的比率x1/x2的范圍,還算出了含有率e1(質(zhì)量%)與含有率e2(質(zhì)量%)的比率e1/e2。

例如,在第一元素為zr、第二元素為nb的情況下,zr的質(zhì)量數(shù)為91.2、nb的質(zhì)量數(shù)為92.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.29以上2.95以下,更優(yōu)選為0.49以上1.96以下。

此外,在第一元素為hf、第二元素為nb的情況下,hf的質(zhì)量數(shù)為178.5、nb的質(zhì)量數(shù)為92.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.58以上5.76以下,更優(yōu)選為0.96以上3.84以下。

此外,在第一元素為ti、第二元素為nb的情況下,ti的質(zhì)量數(shù)為47.9、nb的質(zhì)量數(shù)為92.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.15以上1.55以下,更優(yōu)選為0.26以上1.03以下。

此外,在第一元素為nb、第二元素為ta的情況下,nb的質(zhì)量數(shù)為92.9、ta的質(zhì)量數(shù)為180.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.15以上1.54以下,更優(yōu)選為0.26以上1.03以下。

此外,在第一元素為y、第二元素為nb的情況下,y的質(zhì)量數(shù)為88.9、nb的質(zhì)量數(shù)為92.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.29以上2.87以下,更優(yōu)選為0.48以上1.91以下。

此外,在第一元素為v、第二元素為nb的情況下,v的質(zhì)量數(shù)為50.9、nb的質(zhì)量數(shù)為92.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.16以上1.64以下,更優(yōu)選為0.27以上1.10以下。

此外,在第一元素為ti、第二元素為zr的情況下,ti的質(zhì)量數(shù)為47.9、zr的質(zhì)量數(shù)為91.2,因此,優(yōu)選e1/e2為0.16以上1.58以下,更優(yōu)選為0.26以上1.05以下。

此外,在第一元素為zr、第二元素為ta的情況下,zr的質(zhì)量數(shù)為91.2、ta的質(zhì)量數(shù)為180.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.15以上1.51以下,更優(yōu)選為0.25以上1.01以下。

此外,在第一元素為zr、第二元素為v的情況下,zr的質(zhì)量數(shù)為91.2、v的質(zhì)量數(shù)為50.9,因此,優(yōu)選e1/e2為0.54以上5.38以下,更優(yōu)選為0.90以上3.58以下。

需要注意的是,關(guān)于上述的組合之外的情況,也可以和上述同樣地計算出e1/e2。

此外,關(guān)于第一元素的含有率e1和第二元素的含有率e2的合計(e1+e2),優(yōu)選為0.05質(zhì)量%以上0.6質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.10質(zhì)量%以上0.48質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選為0.12質(zhì)量%以上0.24質(zhì)量%以下。通過將第一元素的含有率和第二元素的含有率的合計設(shè)定在所述范圍內(nèi),從而所制造的燒結(jié)體的高密度化必然且充分。

此外,在將第一元素的含有率和第二元素的含有率的合計相對于si的含有率的比率設(shè)為(e1+e2)/si時,優(yōu)選(e1+e2)/si為0.1以上0.7以下,更優(yōu)選為0.15以上0.6以下,進一步優(yōu)選為0.2以上0.5以下。通過將(e1+e2)/si設(shè)定在所述范圍內(nèi),從而由于第一元素以及第二元素的添加,充分地彌補添加了si時的韌性的降低等。其結(jié)果是,可以獲得雖然是高密度,但韌性等機械特性優(yōu)異且緣于si的耐腐蝕性也優(yōu)異的燒結(jié)體。

并且,可以認為,通過適量添加第一元素以及第二元素,從而在燒結(jié)體中的晶界處,第一元素的碳化物等以及第二元素的碳化物等成為“核”,產(chǎn)生氧化硅的集聚。由于氧化硅集聚于晶界,從而晶粒內(nèi)的氧化物濃度降低,因此,可以實現(xiàn)燒結(jié)的促進。其結(jié)果是,可以認為燒結(jié)體的高密度化得到進一步促進。

進而,析出的氧化硅在集聚的過程中易于移動到晶界的三相點,因此,會抑制該點上的結(jié)晶成長(釘扎效應(yīng)(fluxpinningeffect))。其結(jié)果是,晶粒的顯著成長得到抑制,獲得具有更加細微的結(jié)晶的燒結(jié)體。這樣的燒結(jié)體機械特性特別高。

進而,在將第一元素的含有率和第二元素的含有率的合計相對于c的含有率的比率設(shè)為(e1+e2)/c時,優(yōu)選(e1+e2)/c為1以上16以下,更優(yōu)選為2以上13以下,進一步優(yōu)選為3以上10以下。通過將(e1+e2)/c設(shè)定在所述范圍內(nèi),可以使添加了c時的硬度上升以及韌性降低、和通過第一元素以及第二元素的添加所帶來的高密度化并存。其結(jié)果是,可以獲得拉伸強度、韌性等機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。

需要注意的是,雖然在燒結(jié)體中包含選自由ti、v、y、zr、nb、hf以及ta所組成的組中的兩種元素即可,但是,也可以還包含從該組中選擇的、與這兩種元素不同的元素。即、在燒結(jié)體中也可以包含從所述組中選擇的三種以上的元素。由此,雖然因組合方式而多少有所不同,但是,可以進一步增強前述的效果。

將以該燒結(jié)體的表面為起點厚度(深度)為200μm的范圍設(shè)為“表層”。

這里,圖5是示出用于本發(fā)明的裝飾品的實施方式中的燒結(jié)體的表層截面的示意圖。

在圖5所示的燒結(jié)體1的表層10的截面上,將fe被包含作為主成分的區(qū)域設(shè)為第一區(qū)域d1、將si或o被包含作為主成分的區(qū)域設(shè)為第二區(qū)域d2。此外,將表層的截面中的第一區(qū)域d1的面積率設(shè)為p1、將表層的截面中的第二區(qū)域d2的面積率設(shè)為p2。

此時,上述燒結(jié)體滿足p2/(p1+p2)為0.3%以下的條件。此外,優(yōu)選滿足p2/(p1+p2)為0.1%以下的條件,更優(yōu)選滿足為0.05%以下的條件。

這樣的燒結(jié)體特別是表層中的氣孔或異物的含有率較少。為此,即使表面被研磨,也可以抑制露出的氣孔、異物的數(shù)量、大小,能夠?qū)饪?、異物對美學(xué)外觀的惡劣影響控制在最小限度。其結(jié)果是,可以獲得研磨面的美學(xué)外觀優(yōu)異的燒結(jié)體。這樣的燒結(jié)體有助于裝飾品的美學(xué)外觀的提升。

換言之,現(xiàn)有的燒結(jié)體滿足了p2/(p1+p2)大于0.3%的條件。這樣的燒結(jié)體由于包含較多的第二區(qū)域d2而阻礙了燒結(jié)體的致密化,從而包含較多的氣孔。為此,在表面被研磨了時,該氣孔露出較多,有損裝飾品的美學(xué)外觀。

此外,上述那樣的燒結(jié)體實現(xiàn)了其高密度化,從而機械特性優(yōu)異。為此,可以進一步提高裝飾品的耐磨損性、耐久性。

需要注意的是,第一區(qū)域d1以及第二區(qū)域d2是分別根據(jù)燒結(jié)體的截面的電子顯微鏡照片的濃淡以及定性定量分析而確定的。

此外,燒結(jié)體的截面中的第二區(qū)域d2可以是任何形狀,但是,優(yōu)選為圓形。通過包含這樣的第二區(qū)域d2,可以進一步提高燒結(jié)體的機械特性。需要說明的是,圓形包含正圓、長圓、橢圓等。

由于包含有規(guī)定比率以上的第二區(qū)域d2,從而可以實現(xiàn)表層的充分的致密化,能夠獲得研磨面的美學(xué)外觀優(yōu)異的燒結(jié)體。這樣的燒結(jié)體有助于裝飾品的美學(xué)外觀的提升。

需要注意的是,在第一區(qū)域d1中,全部元素中fe占最大含有率。因此,第一區(qū)域d1的組成大致延續(xù)了前述的燒結(jié)體的組成。

另一方面,在第二區(qū)域d2中,全部元素中si或o占最大含有率。因此,在第二區(qū)域d2中,si以及o以氧化硅的狀態(tài)存在的可能性高。

此外,例如在能量色散型x射線分析這樣的定性定量分析中,可以通過利用圖譜分析(mappinganalysis)來容易地確定各區(qū)域的組成。

需要說明的是,在表層10的截面中繪制了半徑100μm的圓z時,在該圓z內(nèi)分別求得表層10中的第一區(qū)域d1的面積率以及第二區(qū)域d2的面積率(參照圖5)。

此外,優(yōu)選表層10中的面積率p1為90%以上,更優(yōu)選為95%以上。由此,第一區(qū)域d1成為支配性的,燒結(jié)體的特性變得良好。需要注意的是,在表層10中,也可以包含第一區(qū)域d1以及第二區(qū)域d2以外的區(qū)域。

此外,第一區(qū)域d1中的fe的含有率為燒結(jié)體1整體中的fe的含有率的0.5倍以上1.5倍以下,更優(yōu)選為0.8倍以上1.2倍以下。

另一方面,第二區(qū)域d2中的主成分元素(si或o)的含有率優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為40質(zhì)量%以上,進一步優(yōu)選為50質(zhì)量%以上。

此外,在燒結(jié)體中,將表層的內(nèi)側(cè)作為“內(nèi)部”。在燒結(jié)體的內(nèi)部的截面上,優(yōu)選p2/(p1+p2)滿足大于0.3%且為10%以下的條件,更優(yōu)選滿足0.5%以上7%以下的條件,進一步優(yōu)選滿足1%以上5%以下的條件。由于燒結(jié)體的內(nèi)部滿足這樣的條件,從而可以在內(nèi)部和表層實現(xiàn)應(yīng)力的均衡。為此,可以實現(xiàn)表層的致密化和燒結(jié)體的機械特性的并存。即、如果表層被高度地致密化,則會易于受到殘余應(yīng)力的影響,但是,由于內(nèi)部滿足前述的條件,因此,可以抑制殘余應(yīng)力對燒結(jié)體的影響。其結(jié)果是,可以獲得盡管表層被高度地致密化,但機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。

進而,內(nèi)部的p2/(p1+p2)優(yōu)選比表層的p2/(p1+p2)大1%以上,更優(yōu)選大1.5%以上,進一步優(yōu)選大2%以上。由于有這樣的面積率差(占有率差),從而通過內(nèi)部來緩和前述的殘余應(yīng)力的影響的效果增強。其結(jié)果是,可以獲得盡管表層被高度地致密化,但機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。

需要注意的是,面積率差的上限值優(yōu)選為10%左右,更優(yōu)選為7%左右。由此,可以實現(xiàn)表層和內(nèi)部的均衡,能夠進一步提高燒結(jié)體的機械特性。

此外,在燒結(jié)體的截面中,當(dāng)以從表面起深度5mm的位置為中心繪制了半徑100μm的圓時,在該圓內(nèi)分別求得內(nèi)部的第一區(qū)域d1的面積率以及第二區(qū)域d2的面積率。

此外,優(yōu)選內(nèi)部的面積率p1為90%以上,更優(yōu)選為95%以上。由此,第一區(qū)域d1占支配地位,燒結(jié)體的特性變得良好。需要注意的是,在內(nèi)部中,也可以包含第一區(qū)域d1以及第二區(qū)域d2以外的區(qū)域。

用于本發(fā)明的燒結(jié)體除了這些元素之外,可以根據(jù)需要,包含mn、mo、cu、n以及s中的至少一種。此外,也存在不可避免地包含這些元素的情況。

mn和si同樣地是賦予所制造的燒結(jié)體以耐腐蝕性以及高機械特性的元素。

燒結(jié)體中的mn的含有率并沒有特別的限定,但是,優(yōu)選為0.01質(zhì)量%以上3質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.05質(zhì)量%以上1質(zhì)量%以下。通過將mn的含有率設(shè)定在所述范圍內(nèi),可以獲得高密度且機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。

需要說明的是,如果mn的含有率低于所述下限值,則取決于整體的組成,存在未充分地提高所制造的燒結(jié)體的耐腐蝕性、機械特性的擔(dān)憂,另一方面,如果mn的含有率高于所述上限值,反而會存在耐腐蝕性、機械特性降低的擔(dān)憂。

mo是增強所制造的燒結(jié)體的耐腐蝕性的元素。

燒結(jié)體中的mo的含有率并沒有特別的限定,但是,優(yōu)選為1質(zhì)量%以上5質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為1.2質(zhì)量%以上4質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選為2質(zhì)量%以上3質(zhì)量%以下。通過將mo的含有率設(shè)定在所述范圍內(nèi),從而不會導(dǎo)致所制造的燒結(jié)體的密度大幅降低,可以進一步增強燒結(jié)體的耐腐蝕性。

cu是增強所制造的燒結(jié)體的耐腐蝕性的元素。

燒結(jié)體中的cu的含有率并沒有特別的限定,但是,優(yōu)選為5質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為1質(zhì)量%以上4質(zhì)量%以下。通過將cu的含有率設(shè)定在所述范圍內(nèi),從而不會導(dǎo)致所制造的燒結(jié)體的密度大幅降低,可以進一步增強燒結(jié)體的耐腐蝕性。

n是提高所制造的燒結(jié)體的耐力等機械特性的元素。

燒結(jié)體中的n的含有率并沒有特別的限定,但是,優(yōu)選為0.03質(zhì)量%以上1質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.08質(zhì)量%以上0.3質(zhì)量%以下,進一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以上0.25質(zhì)量%以下。通過將n的含有率設(shè)定在所述范圍內(nèi),從而不會導(dǎo)致所制造的燒結(jié)體的密度大幅降低,可以進一步提高燒結(jié)體的耐力等機械特性。

需要注意的是,作為制造添加了n的燒結(jié)體的方法,在粉末冶金法中,例如可以列舉出采用使用氮化的原料而制造的金屬粉末的方法、采用對熔融金屬導(dǎo)入氮氣的同時而制造的金屬粉末的方法、采用實施了氮化處理的金屬粉末的方法等。

s是用于提高所制造的燒結(jié)體的切削性的元素。

燒結(jié)體中的s的含有率并沒有特別的限定,但是,優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.01質(zhì)量%以上0.3質(zhì)量%以下。通過將s的含有率設(shè)定在所述范圍內(nèi),從而不會導(dǎo)致所制造的燒結(jié)體的密度的大幅降低,可以進一步提高所制造的燒結(jié)體的切削性。

此外,用于本發(fā)明的燒結(jié)體中還可以添加w、co、b、se、te、pd、al等。這種情況下,這些元素的含有率沒有特別的限定,但是,優(yōu)選分別不到0.1質(zhì)量%,優(yōu)選合計不到0.2質(zhì)量%。此外,也存在不可避免地包含這些元素的情況。

進而,用于本發(fā)明的燒結(jié)體中也可以含有雜質(zhì)。作為雜質(zhì),可以列舉出上述元素之外的所有元素,具體而言,例如可以列舉出li、be、na、mg、p、k、ca、sc、zn、ga、ge、ag、in、sn、sb、os、ir、pt、au、bi等。優(yōu)選將這些雜質(zhì)的混入量設(shè)定為各元素少于fe、cr、ni、si、第一元素以及第二元素各自的含有量。此外,優(yōu)選將這些雜質(zhì)的混入量設(shè)定為各元素不到0.03質(zhì)量%,更優(yōu)選設(shè)定為不到0.02質(zhì)量%。此外,優(yōu)選合計不到0.3質(zhì)量%,更優(yōu)選不到0.2質(zhì)量%。此外,只要這些元素其含有率在所述范圍內(nèi),則不會阻礙前述的效果,因此,可以進行有目的的添加。

另一方面,也可以有目的地添加、或不可避免地混入o(氧),但優(yōu)選其量為0.8質(zhì)量%以下左右,更優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以下左右。通過將燒結(jié)體中的氧量控制在這個程度,從而燒結(jié)性變高,可以獲得高密度且機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。需要注意的是,雖然沒有特別設(shè)定下限值,但是,從量產(chǎn)容易性等角度來看,優(yōu)選為0.03質(zhì)量%以上。

fe是構(gòu)成用于本發(fā)明的燒結(jié)體的合金中含有率最高的成分(主成分),會對燒結(jié)體的特性產(chǎn)生很大的影響。fe的含有率并沒有特別的限定,但是,優(yōu)選為50質(zhì)量%以上。

此外,燒結(jié)體的組成比例如可以通過jisg1257(2000)中規(guī)定的鐵和鋼-原子吸光分析法、jisg1258(2007)中規(guī)定的鐵和鋼-icp發(fā)光光譜分析法、jisg1253(2002)中規(guī)定的鐵和鋼-火花放電發(fā)光光譜分析法、jisg1256(1997)中規(guī)定的鐵和鋼-x射線熒光分析法、jisg1211~g1237中規(guī)定的重量/滴定/吸光光度法等來確定。具體而言,例如可列舉出:spectro公司制造的固體發(fā)光光譜分析裝置(火花放電發(fā)光光譜分析裝置;型號:spectrolab;規(guī)格:lavmb08a)、(株式會社)日本理學(xué)制造的icp裝置(ciros120型)。

需要注意的是,jisg1211~g1237如下:

jisg1211(2011)鐵和鋼-碳定量方法

jisg1212(1997)鐵和鋼-硅定量方法

jisg1213(2001)鐵和鋼中的錳定量方法

jisg1214(1998)鐵和鋼-磷定量方法

jisg1215(2010)鐵和鋼-硫定量方法

jisg1216(1997)鐵和鋼-鎳定量方法

jisg1217(2005)鐵和鋼-鉻定量方法

jisg1218(1999)鐵和鋼-鉬定量方法

jisg1219(1997)鐵和鋼-銅定量方法

jisg1220(1994)鐵和鋼-鎢定量方法

jisg1221(1998)鐵和鋼-釩定量方法

jisg1222(1999)鐵和鋼-鈷定量方法

jisg1223(1997)鐵和鋼-鈦定量方法

jisg1224(2001)鐵和鋼中的鋁定量方法

jisg1225(2006)鐵和鋼-砷定量方法

jisg1226(1994)鐵和鋼-錫定量方法

jisg1227(1999)鐵和鋼中的硼定量方法

jisg1228(2006)鐵和鋼-氮定量方法

jisg1229(1994)鋼-鉛定量方法

jisg1232(1980)鋼中的鋯定量方法

jisg1233(1994)鋼-硒定量方法

jisg1234(1981)鋼中的碲定量方法

jisg1235(1981)鐵和鋼中的銻定量方法

jisg1236(1992)鋼中的鉭定量方法

jisg1237(1997)鐵和鋼-鈮定量方法。

此外,在確定c(碳)以及s(硫)時,也特別采用jisg1211(2011)中規(guī)定的氧氣流燃燒(高頻感應(yīng)加熱爐燃燒)-紅外線吸收法。具體而言,可列舉出leco公司制造的碳/硫分析裝置cs-200。

進而,在確定n(氮)和o(氧)時,也特別采用jisg1228(2006)中規(guī)定的鐵和鋼的氮定量方法、jisz2613(2006)中規(guī)定的金屬材料的氧定量方法。具體而言,可列舉出leco公司制造的氧/氮分析裝置tc-300/ef-300。

此外,用于本發(fā)明的燒結(jié)體優(yōu)選具有奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)。奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)在賦予燒結(jié)體以高耐腐蝕性的同時,還賦予其大的延伸率。為此,具有這樣的晶體結(jié)構(gòu)的燒結(jié)體雖然為高密度,但是,也可以制造出具有高耐腐蝕性以及大的延伸率的燒結(jié)體。因此,可以獲得高耐腐蝕性且耐沖擊性優(yōu)異的裝飾品。

需要說明的是,燒結(jié)體是否具有奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)例如可以通過x射線衍射法來判斷。

(燒結(jié)體的制造方法)

下面,對制造用于這樣的本發(fā)明裝飾品的燒結(jié)體的方法進行說明。

制造燒結(jié)體的方法具有:(a)準(zhǔn)備燒結(jié)體制造用的組合物的組合物調(diào)配工序;(b)制造成形體的成形工序;(c)實施脫脂處理的脫脂工序;以及(d)進行燒成的燒成工序。下面,依次對各工序進行說明。

(a)組合物調(diào)配工序

首先,準(zhǔn)備粉末冶金用金屬粉末和粘結(jié)劑,通過混揉機將它們混勻,得到混煉物。在該混煉物中,均勻地分散有粉末冶金用金屬粉末。

粉末冶金用金屬粉末是通過將具有前述的燒結(jié)體的合金組成的原材料進行熔融,并將所獲得的熔融金屬通過例如霧化法(例如水霧化法、氣體霧化法、高速旋轉(zhuǎn)水流霧化法等)、還原法、羰基法、粉碎法等各種粉末化方法進行粉末化而被制造的。

其中,優(yōu)選用于本發(fā)明的粉末冶金用金屬粉末是通過霧化法制造的,更優(yōu)選是通過水霧化法或高速旋轉(zhuǎn)水流霧化法制造的。霧化法是一種通過使熔融金屬(金屬熔體)與高速噴射的流體(液體或氣體)碰撞而使金屬熔體微粉化并冷卻來制造金屬粉末的方法。通過利用這樣的霧化法來制造粉末冶金用金屬粉末,能夠高效地制造極其微小的粉末。并且,由于表面張力的作用,所得到的粉末的粒子形狀接近于球形狀。為此,可以在成形時獲得填充率高的成形體。即,能夠獲得可制造高密度燒結(jié)體的粉末。

此外,粉末冶金用金屬粉末既可以是使具有前述的燒結(jié)體的合金組成的原材料熔融并粉末化而被制造的一種粉末,也可以是組成不同的兩種以上粉末的混合物。其中,后者是以在混合物整體中具有前述的燒結(jié)體的合金組成的方式來調(diào)整各粉末的組成。換言之,后者是預(yù)混了兩種以上的粉末的粉末,前者是預(yù)合金粉末。因此,前述的燒結(jié)體既可以通過采用了預(yù)合金粉末的粉末冶金法制造,也可以通過采用了預(yù)混粉末的粉末冶金法制造。

其中,預(yù)混粉末中的兩種以上的粉末的各組成并沒有特別的限定。作為一個例子,可以列舉出:在前述的燒結(jié)體的合金組成中將去除了c(碳)的組成的粉末作為一方的粉末(第一粉末)、將c的粉末作為另一方的粉末(第二粉末)而將它們混合的混合粉末;或者在前述的燒結(jié)體的合金組成中將去除了c的一部分的組成的粉末作為一方的粉末(第一粉末)、將第一粉末中去除了的c的一部分作為另一方的粉末(第二粉末)而將它們混合的混合粉末等。通過采用這樣的預(yù)混粉末,可以在燒結(jié)體的表層容易地析出第一元素、第二元素的碳化物等。為此,在表層上,特別地阻礙晶粒的顯著成長,在表層中不易生成空孔。其結(jié)果是,可以在表層上特別地防止晶粒的肥大化,實現(xiàn)高密度化。

此外,在這樣的預(yù)混粉末中,第一粉末的粒徑和第二粉末的粒徑的大小關(guān)系沒有特別的限定。因此,第二粉末的平均粒徑既可以大于第一粉末的平均粒徑,也可以與其相等,但優(yōu)選第二粉末的平均粒徑小于第一粉末的平均粒徑。由此,可以使第二粉末均勻地分散于第一粉末的粒子間,能夠特別地抑制粒子間的晶粒的顯著成長。其結(jié)果是,可以特別減少易于在晶界的三相點產(chǎn)生的空孔,特別是能夠?qū)崿F(xiàn)燒結(jié)體的表層的高密度化。

作為兩種以上的粉末的混合方法,例如可以列舉出混合機、研磨機、攪拌機等。其中,在采用了混合機的情況下,轉(zhuǎn)速例如為10rpm以上200rpm以下左右,混合時間例如為100秒以上10000秒以下左右。

另一方面,在前者(預(yù)合金粉末)的情況下,通過調(diào)整粉末化時的熔融金屬的溫度,來實現(xiàn)和預(yù)混粉末時同樣的作用、效果。即、使熔融金屬的溫度最優(yōu)化的同時而制得的預(yù)合金粉末和采用預(yù)混粉末時同樣,易于在燒結(jié)體的表層析出第一元素、第二元素的碳化物等,為此,在表層特別地阻礙晶粒的顯著成長,不易在表層中產(chǎn)生空孔。

具體而言,在將原材料的熔點設(shè)為tm時,優(yōu)選進行粉末化時的熔融金屬的溫度為tm+30℃以上tm+200℃以下,更優(yōu)選為tm+40℃以上tm+100℃以下。由于可以降低進行粉末化時的熔融金屬的粘性,從而作為輕元素的c(碳)易于移動至粒子表面。其結(jié)果是,和預(yù)混粉末時同樣,易于在燒結(jié)體的表層析出第一元素、第二元素的碳化物等。

另一方面,作為粘結(jié)劑,例如可以列舉出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等聚烯烴;聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等丙烯酸系樹脂;聚苯乙烯等苯乙烯系樹脂;聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等聚酯;聚醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或它們的共聚物等各種樹脂;各種蠟、石蠟、高級脂肪酸(例如硬脂酸)、高級醇、高級脂肪酸酯、高級脂肪酸酰胺等各種有機粘合劑,可以混合它們中的一種或兩種以上使用。

另外,粘合劑的含有率優(yōu)選為整個混煉物的2質(zhì)量%以上20質(zhì)量%以下左右,更優(yōu)選為5質(zhì)量%以上10質(zhì)量%以下左右。通過使粘合劑的含有率在所述范圍內(nèi),從而能夠成形性好地形成成形體的同時,提高密度,使成形體的形狀的穩(wěn)定性等特別優(yōu)異。并且,由此,能夠?qū)⒊尚误w與脫脂體的大小差異、即所謂的收縮率最佳化,能夠防止最終所獲得的燒結(jié)體的尺寸精度下降。即,能夠獲得高密度且尺寸精度高的燒結(jié)體。

另外,在混煉物中,根據(jù)需要,也可以添加增塑劑。作為增塑劑,可以列舉出:例如,鄰苯二甲酸酯(例如:dop、dep、dbp)、己二酸酯、偏苯三酸酯、癸二酸酯等,可混合它們中的一種或兩種以上而使用。

進而,在混煉物中,除了粉末冶金用金屬粉末、粘合劑、增塑劑以外,例如還可以根據(jù)需要添加潤滑劑、抗氧化劑、脫脂促進劑、表面活性劑等各種添加物。

需要說明的是,混煉條件雖然根據(jù)所使用的粉末冶金用金屬粉末的金屬組成、粒徑、粘合劑的組成以及它們的配合量等各條件而不同,但列舉其一例的話,可舉出混煉溫度:50℃以上200℃以下左右;混煉時間:15分鐘以上210分鐘以下左右。

另外,混煉物根據(jù)需要被小球(小塊)化。小球的粒徑設(shè)為例如1mm以上15mm以下左右。

需要注意的是,根據(jù)后述的成形方法,也可以代替混煉物,而制造造粒粉末。這些混煉物和造粒粉末等是供于后述成形工序的組合物的一例。

(b)成形工序

然后,使混煉物或造粒粉末成形來制造和目標(biāo)燒結(jié)體相同形狀的成形體。

作為成形體的制造方法(成形方法),并沒有特別的限定,可以利用例如壓粉成形(壓縮成形)法、金屬粉末注射成形(mim:metalinjectionmolding)法、擠出成形法等各種成形法。

其中,壓粉成形法時的成形條件由于采用的粉末冶金用金屬粉末的組成、粒徑、粘結(jié)劑的組成以及它們的配合量等諸條件而不同,但是,優(yōu)選成形壓力為200mpa以上1000mpa以下(2t/cm2以上10t/cm2以下)左右。

此外,金屬粉末注射成形法時的成形條件由于諸條件而不同,但是,優(yōu)選材料溫度為80℃以上210℃以下左右、注射壓力為50mpa以上500mpa以下(0.5t/cm2以上5t/cm2以下)左右。

此外,擠出成形法時的成形條件由于諸條件而不同,但是,優(yōu)選材料溫度為80℃以上210℃以下左右、擠出壓力為50mpa以上500mpa以下(0.5t/cm2以上5t/cm2以下)左右。

這樣獲得的成形體成為粘結(jié)劑均勻分布于金屬粉末的多個粒子的間隙的狀態(tài)。

需要注意的是,所制作的成形體的形狀尺寸是預(yù)估之后的脫脂工序以及燒成工序中的成形體的收縮量來確定的。

(c)脫脂工序

下面,對所獲得的成形體實施脫脂處理(脫粘結(jié)劑處理),獲得脫脂體。

具體而言,通過對成形體進行加熱,分解粘結(jié)劑,從成形體中去除粘結(jié)劑,完成脫脂處理。

作為該脫脂處理,例如可以列舉出對成形體進行加熱的方法、將成形體曝露于分解粘結(jié)劑的氣體中的方法等。

在利用對成形體進行加熱的方法時,成形體的加熱條件雖然由于粘結(jié)劑的組成、配合量而多少有所不同,但是,優(yōu)選是溫度100℃以上750℃以下×0.1小時以上20小時以下左右,更優(yōu)選是150℃以上600℃以下×0.5小時以上15小時以下左右。由此,無需使成形體燒結(jié)即可必然且充分地進行成形體的脫脂。其結(jié)果是,可以可靠地防止粘結(jié)劑成分大量地殘留在脫脂體的內(nèi)部。

此外,對成形體進行加熱時的氣氛并沒有特別的限定,可以列舉出氫這樣的還原性氣體氣氛;氮、氬這樣的不活性氣體氣氛;大氣這樣的氧化性氣體氣氛;或?qū)⑦@些氣氛進行了減壓后的減壓氣氛等。

另一方面,作為分解粘結(jié)劑的氣體,可以列舉出例如臭氧氣體等。

需要注意的是,通過分為脫脂條件不同的多個過程(步驟)來進行這樣的脫脂工序,能夠以更加迅速且不會殘留于成形體中的方式來分解、去除成形體中的粘結(jié)劑。

此外,也可以根據(jù)需要對脫脂體實施切削、研磨、切斷等機械加工。脫脂體其硬度比較低、且可塑性較高,因此,可以在防止脫脂體的形狀變形的同時,容易地實施機械加工。通過這樣的機械加工,最終可以容易地獲得尺寸精度高的燒結(jié)體。

(d)燒成工序

將在所述工序(c)中獲得的脫脂體在燒成爐中進行燒成而獲得燒結(jié)體。

通過該燒成,粉末冶金用金屬粉末在粒子之間的界面上產(chǎn)生擴散,達到燒結(jié)。此時,通過前述那樣的機制,脫脂體迅速地被燒結(jié)。其結(jié)果是,獲得整體上致密的高密度的燒結(jié)體。

燒成溫度由于用于成形體以及脫脂體的制造的粉末冶金用金屬粉末的組成、粒徑等而不同,但是,作為一個例子,為980℃以上1330℃以下左右。此外,優(yōu)選為1050℃以上1260℃以下左右。

此外,燒成時間為0.2小時以上7小時以下,但優(yōu)選為1小時以上6小時以下左右。

需要注意的是,在燒成工序中,也可以在中途使燒成溫度、后述的燒成氣氛發(fā)生變化。

通過將燒成條件設(shè)定在這樣的范圍,可以在防止燒結(jié)進行過度而成為過度燒結(jié),從而導(dǎo)致結(jié)晶組織肥大化的同時,能夠充分地使整個脫脂體燒結(jié)。其結(jié)果是,可以獲得高密度且特別是機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。

此外,由于燒成溫度比較低溫,從而易于將燒成爐的加熱溫度控制為一定,因此,脫脂體的溫度也容易成為一定。其結(jié)果是,可以制造更加均質(zhì)的燒結(jié)體。

進而,前述那樣的燒成溫度是可以通過一般的燒成爐充分實現(xiàn)的燒成溫度,因此,可以利用低價的燒成爐,同時還可以抑制運轉(zhuǎn)成本。換言之,在超過所述燒成溫度的情況下,需要利用采用了特殊的耐熱材料的高價燒成爐,并且還存在運轉(zhuǎn)成本增高的擔(dān)憂。

此外,燒成時的氣氛并沒有特別的限定,但是,在考慮到防止金屬粉末的顯著氧化的情況下,優(yōu)選采用氫這樣的還原性氣體氣氛、氬這樣的惰性氣體氣氛、或?qū)⑦@些氣氛進行了減壓后的減壓氣氛等。

這樣獲得的燒結(jié)體是高密度且機械特性優(yōu)異的燒結(jié)體。即、在使包含粉末冶金用金屬粉末和粘結(jié)劑的組合物成形之后、進行脫脂、燒結(jié)而制得的燒結(jié)體與對現(xiàn)有的對金屬粉末進行燒結(jié)而成的燒結(jié)體相比,相對密度增高。特別是,表層的空孔的形成得以抑制,從而不易因研磨等而露出空孔。其結(jié)果是,可以獲得研磨面的美學(xué)外觀優(yōu)異的燒結(jié)體。這樣的燒結(jié)體有助于裝飾品的美學(xué)外觀的提升。因此,通過本制造方法,無需進行追加處理即可制造如果不實施hip處理這樣的追加處理就不能達到的高密度的燒結(jié)體。

具體而言,根據(jù)本發(fā)明,雖然由于粉末冶金用金屬粉末的組成而多少有所不同,但是,作為一個例子,與現(xiàn)有技術(shù)相比,可以期待2%以上的相對密度的提高。

其結(jié)果是,作為一個例子,可以期待所獲得的燒結(jié)體的相對密度為98%以上(優(yōu)選為98.5%以上,更優(yōu)選為99%以上)。具有這樣范圍的相對密度的燒結(jié)體盡管利用粉末冶金技術(shù)而具有無限接近于目標(biāo)形狀的形狀,但仍具有與熔煉材料(溶製材)相媲美的優(yōu)異的機械特性,因此,幾乎不用實施后加工即可應(yīng)用于各種機械部件、結(jié)構(gòu)件等。此外,特別是表層的空孔形成得以抑制,因此,不易因研磨等而露出空孔。其結(jié)果是,可以獲得研磨面的美學(xué)外觀優(yōu)異的燒結(jié)體。這樣的燒結(jié)體有助于裝飾品的美學(xué)外觀的提升。

此外,如上所述制造的燒結(jié)體其表面為高硬度的表面。具體而言,雖然由于粉末冶金用金屬粉末的組成而多少有所不同,但是,作為一個例子,期待表面的維氏硬度為140以上500以下。此外,優(yōu)選地,期待為150以上400以下。具有這樣的硬度的燒結(jié)體具有特別高的耐久性。其結(jié)果是,可以獲得表面不易受到損傷的裝飾品。

需要注意的是,除了hip處理這樣的用于實現(xiàn)高密度化的追加處理之外,也可以根據(jù)需要對所獲得的燒結(jié)體實施各種淬火處理、各種深冷處理、各種回火處理等。

上面,關(guān)于本發(fā)明的裝飾品,基于優(yōu)選實施方式進行了說明,但是,本發(fā)明并不限定于這些實施方式。

例如,在上述內(nèi)容中列舉的裝飾品為一個例子,本發(fā)明也可以應(yīng)用于其以外的裝飾品。

(實施例)

下面,對于本發(fā)明的實施例進行說明。

1.燒結(jié)體(zr-nb類)的制造

(樣品no.1)

(1)首先,準(zhǔn)備通過水霧化法制得的表1所示組成的混合粉末。需要說明的是,該混合粉末是通過混合機將具有從表1所示組成中去除了c(碳)的組成的第一粉末和由c(碳)構(gòu)成的第二粉末進行混合而成的粉末。

此外,表1所示的粉末的組成是通過電感耦合高頻等離子體發(fā)光分析法(icp分析法)來進行鑒定(同定)、定量的。此外,在icp分析中采用了(株式會社)日本理學(xué)制的icp裝置(ciros120型)。此外,在c的鑒定、定量中,采用了leco公司制的碳/硫分析裝置(cs-200)。進而,在o的鑒定、定量中,采用了leco公司制的氧/氮分析裝置(tc-300/ef-300)。

(2)下面,將混合粉末和聚丙烯以及蠟的混合物(有機粘結(jié)劑)以質(zhì)量比9:1的方式進行稱量、混合,獲得了混合原料。

(3)然后,將該混合原料在混揉機中混煉(混練),得到復(fù)合物。

(4)然后,按下面所示的成形條件利用注射成形機使該復(fù)合物成形,制得成形體。

(成形條件)

·材料溫度:150℃

·注射壓力:11mpa(110kgf/cm2)

(5)然后,按下面所示的脫脂條件對所獲得的成形體實施熱處理(脫脂處理),獲得了脫脂體。

(脫脂條件)

·脫脂溫度:500℃

·脫脂時間:1小時(脫脂溫度下的保持時間)

·脫脂氣氛:氮氣氛

(6)然后,按下面所示的燒成條件對所獲得的脫脂體進行了燒成。由此,獲得了燒結(jié)體。需要注意的是,燒結(jié)體的形狀為直徑10mm、厚度5mm的圓筒形狀。

(燒成條件)

·燒成溫度:1200℃

·燒成時間:3小時(燒成溫度下的保持時間)

·燒成氣氛:氬氣氛

(樣品no.2~19)

除了如表1所示地變更了粉末冶金用金屬粉末的組成等之外,分別和樣品no.1的燒結(jié)體的制造方法同樣地獲得了燒結(jié)體。此外,關(guān)于樣品no.19的燒結(jié)體,在燒成之后,以下面的條件實施了hip處理。

(hip處理條件)

·加熱溫度:1100℃

·加熱時間:2小時

·加壓力:100mpa

表1

需要注意的是,在表1中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表1中。

(樣品no.20~34)

通過水霧化法制造了具有表2所示的組成的金屬粉末來替代混合粉末。此外,通過水霧化法進行粉末化時的熔融金屬被加熱至比原材料的熔點高50℃的溫度。

然后,采用所獲得的金屬粉末和有機粘結(jié)劑,和樣品no.1時同樣地獲得混合原料,并獲得了燒結(jié)體。此外,關(guān)于樣品no.34的燒結(jié)體,在燒成之后,以下面的條件實施了hip處理。

(hip處理條件)

·加熱溫度:1100℃

·加熱時間:2小時

·加壓力:100mpa

表2

需要注意的是,在表2中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表2中。

2.燒結(jié)體(zr-nb類)的評價

2.1相對密度的評價

關(guān)于表1、2所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2501(2000)中規(guī)定的測定燒結(jié)金屬材料的密度的方法測定了燒結(jié)密度,并參照用于制造各燒結(jié)體的粉末冶金用金屬粉末的真密度算出了各燒結(jié)體的相對密度。

表3、4示出計算結(jié)果。

2.2維氏硬度的評價

關(guān)于表1、2所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2244(2009)中規(guī)定的維氏硬度試驗的試驗方法,測定了維氏硬度。

表3、4示出測定結(jié)果。

2.3拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率的評價

關(guān)于表1、2所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2241(2011)中規(guī)定的金屬材料拉伸試驗方法,測定了拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率。

并且,關(guān)于所測定的這些物性值,按照下面的評價標(biāo)準(zhǔn)進行了評價。

(拉伸強度的評價標(biāo)準(zhǔn))

a:燒結(jié)體的拉伸強度為520mpa以上

b:燒結(jié)體的拉伸強度為510mpa以上但小于520mpa

c:燒結(jié)體的拉伸強度為500mpa以上但小于510mpa

d:燒結(jié)體的拉伸強度為490mpa以上但小于500mpa

e:燒結(jié)體的拉伸強度為480mpa以上但小于490mpa

f:燒結(jié)體的拉伸強度小于480mpa

(0.2%耐力的評價標(biāo)準(zhǔn))

a:燒結(jié)體的0.2%耐力為195mpa以上

b:燒結(jié)體的0.2%耐力為190mpa以上但小于195mpa

c:燒結(jié)體的0.2%耐力為185mpa以上但小于190mpa

d:燒結(jié)體的0.2%耐力為180mpa以上但小于185mpa

e:燒結(jié)體的0.2%耐力為175mpa以上但小于180mpa

f:燒結(jié)體的0.2%耐力小于175mpa

(延伸率的評價標(biāo)準(zhǔn))

a:燒結(jié)體的延伸率為48%以上

b:燒結(jié)體的延伸率為46%以上但小于48%

c:燒結(jié)體的延伸率為44%以上但小于46%

d:燒結(jié)體的延伸率為42%以上但小于44%

e:燒結(jié)體的延伸率為40%以上但小于42%

f:燒結(jié)體的延伸率小于40%

表3、4示出以上的評價結(jié)果。

2.4疲勞強度的評價

關(guān)于表1、2所示的各樣品no.的燒結(jié)體,測定了疲勞強度。

需要注意的是,疲勞強度是按照jisz2273(1978)中規(guī)定的試驗方法來測定的。此外,相當(dāng)于反復(fù)應(yīng)力(repeatedstress)的負荷的施加波形為交變的正弦波,最小最大應(yīng)力比(最小應(yīng)力/最大應(yīng)力)為0.1。此外,反復(fù)頻率為30hz、反復(fù)次數(shù)為1×107次。

并且,關(guān)于所測定的疲勞強度,按照下面的評價標(biāo)準(zhǔn)進行了評價。

(疲勞強度的評價標(biāo)準(zhǔn))

a:燒結(jié)體的疲勞強度為260mpa以上

b:燒結(jié)體的疲勞強度為240mpa以上但小于260mpa

c:燒結(jié)體的疲勞強度為220mpa以上但小于240mpa

d:燒結(jié)體的疲勞強度為200mpa以上但小于220mpa

e:燒結(jié)體的疲勞強度為180mpa以上但小于200mpa

f:燒結(jié)體的疲勞強度小于180mpa

表3、4示出以上的評價結(jié)果。

2.5美學(xué)外觀的評價

首先,關(guān)于表1、2所示的各樣品no.的燒結(jié)體,實施了表面的研磨處理。需要注意的是,研磨處理是按照400號研磨、600號研磨以及800號研磨的順序?qū)嵤┑奶幚怼?/p>

然后,關(guān)于研磨后的燒結(jié)體的表面,按照jisz8741(1997)中規(guī)定的鏡面光澤度的測定方法測定了鏡面光澤度。需要注意的是,對燒結(jié)體表面的光的入射角為60°,采用了鏡面光澤度為90、折射率為1.500的玻璃作為用于計算鏡面光澤度的基準(zhǔn)面。并且,按照下面的評價標(biāo)準(zhǔn)評價了所測定的鏡面光澤度。

(鏡面光澤度(美學(xué)外觀)的評價標(biāo)準(zhǔn))

a:表面的鏡面性非常高(鏡面光澤度為200以上)

b:表面的鏡面性高(鏡面光澤度為150以上但小于200)

c:表面的鏡面性偏高(鏡面光澤度為100以上但小于150)

d:表面的鏡面性偏低(鏡面光澤度為60以上但小于100)

e:表面的鏡面性低(鏡面光澤度為30以上但小于60)

f:表面的鏡面性非常低(鏡面光澤度小于30)

表3、4示出以上的評價結(jié)果。

表3

表4

由表3、4明顯可知,相當(dāng)于實施例的燒結(jié)體與相當(dāng)于比較例的燒結(jié)體(除了實施了hip處理的燒結(jié)體)相比,相對密度更高。此外,關(guān)于拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率等特性,也確認了存在有意義的差異。進而,還確認了鏡面性良好、美學(xué)外觀優(yōu)異。

另一方面,在相當(dāng)于實施例的燒結(jié)體和實施了hip處理的燒結(jié)體之間,比較各物性值的結(jié)果,確認了均為相同程度。

2.6采用掃描型電子顯微鏡(sem)的燒結(jié)體的截面觀察

關(guān)于各燒結(jié)體的截面,通過掃描型電子顯微鏡(日本電子制、jxa-8500f)取得了觀察圖像。需要注意的是,拍攝時的加速電壓為10kv、放大倍率為300倍。

作為觀察的結(jié)果,在各燒結(jié)體的表層的截面上,存在包含fe作為主成分的區(qū)域(第一區(qū)域d1)、以及包含o為主成分并包含si為次多成分的區(qū)域(第二區(qū)域d2)。這里,將表層的截面中的第一區(qū)域d1的面積率設(shè)為p1、將表層的截面中的第二區(qū)域d2的面積率設(shè)為p2。第一區(qū)域d1和第二區(qū)域d2在電子顯微鏡的觀察圖像上濃淡差非常清楚,能夠容易地進行辨別。此外,第一區(qū)域d1占有最大的面積,第二區(qū)域d2占有次之的面積。

需要注意的是,在各燒結(jié)體中,面積率p1為95%以上。

此外,對各區(qū)域的定性定量分析中采用了電子探針顯微分析儀。并且,表1、2示出根據(jù)各區(qū)域的面積率算出的p2/(p1+p2)。

3.燒結(jié)體(hf-nb類)的制造

(樣品no.35~48)

除了如表5所示地變更了粉末冶金用金屬粉末的組成等之外,分別和樣品no.1的燒結(jié)體的制造方法同樣地獲得了燒結(jié)體。

表5

需要注意的是,在表5中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表5中。

(樣品no.49~55)

除了如表6所示地變更了粉末冶金用金屬粉末的組成等之外,分別和樣品no.20的燒結(jié)體的制造方法同樣地獲得了燒結(jié)體。

表6

需要注意的是,在表6中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表6中。

4.燒結(jié)體(hf-nb類)的評價

4.1相對密度的評價

關(guān)于表5、6所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2501(2000)中規(guī)定的測定燒結(jié)金屬材料的密度的方法,測定了燒結(jié)密度,并參照用于制造各燒結(jié)體的粉末冶金用金屬粉末的真密度,算出了各燒結(jié)體的相對密度。

表7、8示出計算結(jié)果。

4.2維氏硬度的評價

關(guān)于表5、6所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2244(2009)中規(guī)定的維氏硬度試驗的試驗方法,測定了維氏硬度。

表7、8示出測定結(jié)果。

4.3拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率的評價

關(guān)于表5、6所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2241(2011)中規(guī)定的金屬材料拉伸試驗方法,測定了拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率。

并且,關(guān)于表5、6所記載的各樣品no.的燒結(jié)體的物性值,按照應(yīng)用于前述的表3、4的評價標(biāo)準(zhǔn)進行了評價。

表7、8示出以上的評價結(jié)果。

4.4美學(xué)外觀的評價

關(guān)于表5、6所示的各樣品no.的燒結(jié)體,通過和前述的2.5同樣的方法進行研磨,并對鏡面光澤度進行了測定、評價。

表7、8示出以上的評價結(jié)果。

4.5用掃描型電子顯微鏡(sem)進行的燒結(jié)體的截面觀察

關(guān)于各燒結(jié)體的截面,和樣品no.1的燒結(jié)體時同樣地利用掃描型電子顯微鏡取得了觀察圖像。并且,算出了p2/(p1+p2)。表5、6示出計算結(jié)果。

表7

表8

由表7、8明顯可知,相當(dāng)于實施例的燒結(jié)體與相當(dāng)于比較例的燒結(jié)體相比,相對密度更高。此外,關(guān)于拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率等特性,也確認了存在有意義的差異。進而,還確認了鏡面性良好、美學(xué)外觀優(yōu)異。

5.燒結(jié)體(ti-nb類)的制造

(樣品no.56~65)

除了如表9所示地變更了粉末冶金用金屬粉末的組成等之外,分別和樣品no.1的燒結(jié)體的制造方法同樣地獲得了燒結(jié)體。

表9

需要注意的是,在表9中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表9中。

6.燒結(jié)體(ti-nb類)的評價

6.1相對密度的評價

關(guān)于表9所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2501(2000)中規(guī)定的測定燒結(jié)金屬材料的密度的方法,測定了燒結(jié)密度,并參照用于制造各燒結(jié)體的粉末冶金用金屬粉末的真密度,算出了各燒結(jié)體的相對密度。

表10示出計算結(jié)果。

6.2維氏硬度的評價

關(guān)于表9所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2244(2009)中規(guī)定的維氏硬度試驗的試驗方法,測定了維氏硬度。

表10示出測定結(jié)果。

6.3拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率的評價

關(guān)于表9所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2241(2011)中規(guī)定的金屬材料拉伸試驗方法,測定了拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率。

并且,關(guān)于所測定的這些物性值,按照應(yīng)用于前述的表3、4的評價標(biāo)準(zhǔn)進行了評價。

表10示出以上的評價結(jié)果。

6.4美學(xué)外觀的評價

關(guān)于表9所示的各樣品no.的燒結(jié)體,通過和前述的2.5同樣的方法進行了研磨,并對鏡面光澤度進行了測定、評價。

表10示出以上的評價結(jié)果。

6.5采用掃描型電子顯微鏡(sem)的燒結(jié)體的截面觀察

關(guān)于各燒結(jié)體的截面,和樣品no.1的燒結(jié)體時同樣地利用掃描型電子顯微鏡取得了觀察圖像。并且,算出了p2/(p1+p2)。表9示出計算結(jié)果。

表10

由表10明顯可知,相當(dāng)于實施例的燒結(jié)體與相當(dāng)于比較例的燒結(jié)體相比,相對密度更高。此外,關(guān)于拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率等特性,也確認了存在有意義的差異。進而,還確認了鏡面性良好、美學(xué)外觀優(yōu)異。

7.燒結(jié)體(nb-ta類)的制造

(樣品no.66~75)

除了如表11所示地變更了粉末冶金用金屬粉末的組成等之外,分別和樣品no.1的燒結(jié)體的制造方法同樣地獲得了燒結(jié)體。

表11

需要注意的是,在表11中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表11中。

8.燒結(jié)體(nb-ta類)的評價

8.1相對密度的評價

關(guān)于表11所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2501(2000)中規(guī)定的測定燒結(jié)金屬材料的密度的方法,測定了燒結(jié)密度,并參照用于制造各燒結(jié)體的粉末冶金用金屬粉末的真密度,算出了各燒結(jié)體的相對密度。

表12示出計算結(jié)果。

8.2維氏硬度的評價

關(guān)于表11所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2244(2009)中規(guī)定的維氏硬度試驗的試驗方法,測定了維氏硬度。

表12示出測定結(jié)果。

8.3拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率的評價

關(guān)于表11所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2241(2011)中規(guī)定的金屬材料拉伸試驗方法,測定了拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率。

并且,關(guān)于所測定的這些物性值,按照應(yīng)用于前述的表3、4的評價標(biāo)準(zhǔn)進行了評價。

表12示出以上的評價結(jié)果。

8.4美學(xué)外觀的評價

關(guān)于表11所示的各樣品no.的燒結(jié)體,通過和前述的2.5同樣的方法進行了研磨,并對鏡面光澤度進行了測定、評價。

表12示出以上的評價結(jié)果。

8.5采用掃描型電子顯微鏡(sem)的燒結(jié)體的截面觀察

關(guān)于各燒結(jié)體的截面,和樣品no.1的燒結(jié)體時同樣地利用掃描型電子顯微鏡取得了觀察圖像。并且,算出了p2/(p1+p2)。表11示出計算結(jié)果。

表12

由表12明顯可知,相當(dāng)于實施例的燒結(jié)體與相當(dāng)于比較例的燒結(jié)體相比,相對密度更高。此外,關(guān)于拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率等特性,也確認了存在有意義的差異。進而,還確認了鏡面性良好、美學(xué)外觀優(yōu)異。

9.燒結(jié)體(y-nb類)的制造

(樣品no.76~86)

除了如表13所示地變更了粉末冶金用金屬粉末的組成等之外,分別和樣品no.1的燒結(jié)體的制造方法同樣地獲得了燒結(jié)體。

表13

需要注意的是,在表13中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表13中。

10.燒結(jié)體(y-nb類)的評價

10.1相對密度的評價

關(guān)于表13所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2501(2000)中規(guī)定的測定燒結(jié)金屬材料的密度的方法,測定了燒結(jié)密度,并參照用于制造各燒結(jié)體的粉末冶金用金屬粉末的真密度,算出了各燒結(jié)體的相對密度。

表14示出計算結(jié)果。

10.2維氏硬度的評價

關(guān)于表13所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2244(2009)中規(guī)定的維氏硬度試驗的試驗方法,測定了維氏硬度。

表14示出測定結(jié)果。

10.3拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率的評價

關(guān)于表13所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2241(2011)中規(guī)定的金屬材料拉伸試驗方法,測定了拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率。

并且,關(guān)于所測定的這些物性值,按照應(yīng)用于前述的表3、4的評價標(biāo)準(zhǔn)進行了評價。

表14示出以上的評價結(jié)果。

10.4美學(xué)外觀的評價

關(guān)于表13所示的各樣品no.的燒結(jié)體,通過和前述的2.5同樣的方法進行了研磨,并對鏡面光澤度進行了測定、評價。

表14示出以上的評價結(jié)果。

10.5采用掃描型電子顯微鏡(sem)的燒結(jié)體的截面觀察

關(guān)于各燒結(jié)體的截面,和樣品no.1的燒結(jié)體時同樣地利用掃描型電子顯微鏡取得了觀察圖像。并且,算出了p2/(p1+p2)。表13示出計算結(jié)果。

表14

由表14明顯可知,相當(dāng)于實施例的燒結(jié)體與相當(dāng)于比較例的燒結(jié)體相比,相對密度更高。此外,關(guān)于拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率等特性,也確認了存在有意義的差異。進而,還確認了鏡面性良好、美學(xué)外觀優(yōu)異。

11.燒結(jié)體(v-nb類)的制造

(樣品no.87~96)

除了如表15所示地變更了粉末冶金用金屬粉末的組成等之外,分別和樣品no.1的燒結(jié)體的制造方法同樣地獲得了燒結(jié)體。

表15

需要注意的是,在表15中,將各樣品no.的燒結(jié)體中相當(dāng)于本發(fā)明的作為“實施例”,不相當(dāng)于本發(fā)明的作為“比較例”。

此外,在各燒結(jié)體中包含有微量的雜質(zhì),但是,省略了記載于表15中。

12.燒結(jié)體(v-nb類)的評價

12.1相對密度的評價

關(guān)于表15所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2501(2000)中規(guī)定的測定燒結(jié)金屬材料的密度的方法,測定了燒結(jié)密度,并參照用于制造各燒結(jié)體的粉末冶金用金屬粉末的真密度,算出了各燒結(jié)體的相對密度。

表16示出計算結(jié)果。

12.2維氏硬度的評價

關(guān)于表15所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2244(2009)中規(guī)定的維氏硬度試驗的試驗方法,測定了維氏硬度。

表16示出測定結(jié)果。

12.3拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率的評價

關(guān)于表15所示的各樣品no.的燒結(jié)體,按照jisz2241(2011)中規(guī)定的金屬材料拉伸試驗方法,測定了拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率。

并且,關(guān)于所測定的這些物性值,按照應(yīng)用于前述的表3、4的評價標(biāo)準(zhǔn)進行了評價。

表16示出以上的評價結(jié)果。

12.4美學(xué)外觀的評價

關(guān)于表15所示的各樣品no.的燒結(jié)體,通過和前述的2.5同樣的方法進行了研磨,并對鏡面光澤度進行了測定、評價。

表16示出以上的評價結(jié)果。

12.5采用掃描型電子顯微鏡(sem)的燒結(jié)體的截面觀察

關(guān)于各燒結(jié)體的截面,和樣品no.1的燒結(jié)體時同樣地利用掃描型電子顯微鏡取得了觀察圖像。并且,算出了p2/(p1+p2)。表15示出計算結(jié)果。

表16

由表16明顯可知,相當(dāng)于實施例的燒結(jié)體與相當(dāng)于比較例的燒結(jié)體相比,相對密度更高。此外,關(guān)于拉伸強度、0.2%耐力以及延伸率等特性,也確認了存在有意義的差異。進而,還確認了鏡面性良好、美學(xué)外觀優(yōu)異。

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