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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025016145
(43)【公開日】2025-01-31
(54)【発明の名称】焼結部品の製造方法
(51)【国際特許分類】
B22F 3/24 20060101AFI20250124BHJP
【ＦＩ】
B22F3/24 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023119223
(22)【出願日】2023-07-21
(71)【出願人】
【識別番号】592128788
【氏名又は名称】ポーライト株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100070183
【弁理士】
【氏名又は名称】吉村 公一
(74)【代理人】
【識別番号】100131303
【弁理士】
【氏名又は名称】吉村 徳人
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 裕紀
(72)【発明者】
【氏名】木村 航
(72)【発明者】
【氏名】町田 知誉
(72)【発明者】
【氏名】乗本 重人
【テーマコード（参考）】
4K018
【Ｆターム（参考）】
4K018AA03
4K018AA24
4K018DA11
4K018FA02
(57)【要約】
【課題】 焼結部品の精度を向上する。
【解決手段】 本発明に係る焼結部品１の製造方法では、成形工程により、圧粉体Ｐの端面において突出部Ｔが形成され、再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に押し出してアンダーカット部３０を形成するにあたって、金型（下側パンチ３００）によりアンダーカット部３０の形状が付与される。これによって、アンダーカット部３０を構成する凸部２１の押出量（寸法・形状）の制御が容易となり、焼結部品１の精度を向上することが可能となる。
【選択図】 図５
【解決手段】 本発明に係る焼結部品１の製造方法では、成形工程により、圧粉体Ｐの端面において突出部Ｔが形成され、再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に押し出してアンダーカット部３０を形成するにあたって、金型（下側パンチ３００）によりアンダーカット部３０の形状が付与される。これによって、アンダーカット部３０を構成する凸部２１の押出量（寸法・形状）の制御が容易となり、焼結部品１の精度を向上することが可能となる。
【選択図】 図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属粉末を含む原料を圧縮成形して圧粉体を形成する成形工程と、
前記圧粉体を焼結して焼結体を形成する焼結工程と、
前記焼結体を再圧縮する再圧縮工程と、を含み、
前記成形工程により、前記圧粉体の端面において突出部が形成され、
前記再圧縮工程において、前記突出部を前記焼結体の側面側に押し出してアンダーカット部を形成するにあたって、金型により前記アンダーカット部の形状が付与されることを特徴とする焼結部品の製造方法。
前記圧粉体を焼結して焼結体を形成する焼結工程と、
前記焼結体を再圧縮する再圧縮工程と、を含み、
前記成形工程により、前記圧粉体の端面において突出部が形成され、
前記再圧縮工程において、前記突出部を前記焼結体の側面側に押し出してアンダーカット部を形成するにあたって、金型により前記アンダーカット部の形状が付与されることを特徴とする焼結部品の製造方法。
【請求項2】
前記焼結体の伸びは、１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の焼結部品の製造方法。
【請求項3】
前記焼結体の硬さは、２０～４０ＨＲＢの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンダーカット部を有する焼結部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、粉末冶金における成形工程では、金型から部品の抜き出しが出来ない原因となる側面の凹凸（金型からの抜き出し方向に直交する方向の凹凸）をアンダーカット部と呼び、アンダーカット部を有する部品については、金型で形状を付与することができない。射出成形の分野においては、アンダーカット部の金型を分割し、抜き出し方向とは異なる方向に摺動させることで部品を抜き出すスライドと呼ばれる方法（特許文献１参照）が存在するが、金属粉末を原料とする粉末冶金では、金型強度、成形性の問題からこれを採用できない。このため、金属粉末を原料として上下よりプレス圧縮する粉末冶金法では、カシメをはじめとする再圧縮により、アンダーカット部を形成する方法が一般的となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０００－５２３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、再圧縮によりアンダーカット部を形成する方法では、アンダーカット部を構成する凸部の押出量(寸法・形状)の制御が難しく、高精度の焼結部品を得ることが困難となっている。
本発明の課題は、焼結部品の精度を向上することにある。
本発明の課題は、焼結部品の精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、第一の発明に係る焼結部品の製造方法は、金属粉末を含む原料を圧縮成形して圧粉体を形成する成形工程と、前記圧粉体を焼結して焼結体を形成する焼結工程と、前記焼結体を再圧縮する再圧縮工程と、を含み、前記成形工程により、前記圧粉体の端面において突出部が形成され、前記再圧縮工程において、前記突出部を前記焼結体の側面側に押し出してアンダーカット部を形成するにあたって、金型により前記アンダーカット部の形状が付与されることを特徴とする。
第一の発明に係る焼結部品の製造方法は、再圧縮工程において、突出部を焼結体の側面側に押し出してアンダーカット部が形成される際に、金型によりアンダーカット部の形状が付与される。これによって、アンダーカット部を構成する凸部の押出量（寸法・形状）の制御が容易となり、焼結部品の精度を向上することが可能となる。
ここで、圧粉体としては、後述する圧粉体Ｐが該当する。焼結体としては、後述する焼結体Ｓが該当する。突出部としては、後述する突出部Ｔが該当する。アンダーカット部としては、後述するアンダーカット部３０が該当する。金型としては、後述する下側パンチ３００（特に、上部３１０）が該当する。
第一の発明に係る焼結部品の製造方法は、再圧縮工程において、突出部を焼結体の側面側に押し出してアンダーカット部が形成される際に、金型によりアンダーカット部の形状が付与される。これによって、アンダーカット部を構成する凸部の押出量（寸法・形状）の制御が容易となり、焼結部品の精度を向上することが可能となる。
ここで、圧粉体としては、後述する圧粉体Ｐが該当する。焼結体としては、後述する焼結体Ｓが該当する。突出部としては、後述する突出部Ｔが該当する。アンダーカット部としては、後述するアンダーカット部３０が該当する。金型としては、後述する下側パンチ３００（特に、上部３１０）が該当する。
【0006】
第二の発明に係る焼結部品の製造方法は、第一の発明に係る焼結部品の製造方法において、前記焼結体の伸びは、１０％以上であることを特徴とする。
すなわち、焼結体の伸びが、１０％未満となると、突出部の押し出しが困難となり、金型によりアンダーカット部の形状を付与することが困難となる。そこで、第二の発明に係る焼結部品の製造方法では、焼結体の伸びを、１０％以上とすることで、突出部の押し出しを容易とし、金型によるアンダーカット部の形状の付与を容易とすることが可能となる。
すなわち、焼結体の伸びが、１０％未満となると、突出部の押し出しが困難となり、金型によりアンダーカット部の形状を付与することが困難となる。そこで、第二の発明に係る焼結部品の製造方法では、焼結体の伸びを、１０％以上とすることで、突出部の押し出しを容易とし、金型によるアンダーカット部の形状の付与を容易とすることが可能となる。
【0007】
第三の発明に係る焼結部品の製造方法は、第一又は第二の発明に係る焼結部品の製造方法において、前記焼結体の硬さ（ロックウェル硬さ）は、２０～４０ＨＲＢの範囲内であることを特徴とする。
すなわち、焼結体の硬さが、２０ＨＲＢ未満となると、アンダーカット部の強度が不足する。一方、焼結体の硬さが、４０ＨＲＢを超えると、突出部を押し出す際に、アンダーカット部に割れが発生する恐れがある。そこで、第三の発明に係る焼結部品の製造方法では、焼結体の硬さを、２０～４０ＨＲＢの範囲内とすることで、アンダーカット部の強度を確保しつつ、アンダーカット部に割れが発生する事態を防止することが可能となる。
すなわち、焼結体の硬さが、２０ＨＲＢ未満となると、アンダーカット部の強度が不足する。一方、焼結体の硬さが、４０ＨＲＢを超えると、突出部を押し出す際に、アンダーカット部に割れが発生する恐れがある。そこで、第三の発明に係る焼結部品の製造方法では、焼結体の硬さを、２０～４０ＨＲＢの範囲内とすることで、アンダーカット部の強度を確保しつつ、アンダーカット部に割れが発生する事態を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る焼結部品の製造方法によれば、焼結部品の精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】焼結部品１の斜視図である。
【図2】焼結部品１の側面図である。
【図3】焼結部品１の製造工程のフローチャートである。
【図4】圧粉体（焼結体Ｓ）の断面図である。
【図5】再圧縮工程の手順を示す図である。
【図6】突出部Ｔの傾斜角度θ１と金型の傾斜角度θ２との関係を示す図である。
【図7】凸部２１の形成方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明に係る製造方法により製造される焼結部品１について説明する。
図１は、焼結部品１の斜視図である。図２は、焼結部品１の側面図である。
焼結部品１は、焼結体からなり、多孔質構造を有している。特に、焼結部品１は、アンダーカット部３０を有している。ここで、「アンダーカット部」とは、成形加工において、金型から成形品を離型する（取り出す）際に、金型を開く方向のみでは離型できない形状（凸形状・凹形状）部分をいう。
本実施形態では、焼結部品１として、雌型の固定部品（図示せず）が嵌合される雄型の固定部品を適用した一例を説明する。
図１及び図２に示すように、焼結部品１は、ベース部１０と、ベース部１０の上面から上方に向かって突出する嵌合部２０と、を含んで構成されている。ベース部１０及び嵌合部２０は、一体に構成されている。
ベース部１０は、略円盤状に形成されている。嵌合部２０は、平面視で、３つの長辺と、３つの短辺と、からなる六角形の柱状に形成されている。この際、嵌合部２０では、長辺と短辺とが、交互に配置されている。
ベース部１０及び嵌合部２０は、互いに同軸上に配置されている。そして、平面視で、ベース部１０の外径は、嵌合部２０の外径と比較して、大きくなっている。
嵌合部２０の側面には、３つの凸部２１が設けられている。具体的に、嵌合部２０では、各短辺の側面において、凸部２１が設けられている。各凸部２１は、短辺に沿って延びている。各凸部２１は、嵌合部２０の側面から外側（焼結部品１の中心軸が延びる方向（＝金型の抜き出し方向）に直交する方向）に向かって突出している。各凸部２１は、嵌合部２０の側面における上端部に設けられている。これによって、焼結部品１では、各凸部２１とベース部１０との間において凹形状が形成され、これが、アンダーカット部３０となっている。すなわち、焼結部品１では、その側面において、３か所のアンダーカット部３０が形成されている。
雌型の固定部品には、嵌合部２０が挿入される被嵌合部が設けられている。そして、焼結部品１（雄側の固定部品）と雌型の固定部品とを嵌合する際には、焼結部品１の嵌合部２０を、雌型の固定部品の被嵌合部内に挿入し、焼結部品１の各凸部２１を、雌型の固定部品の被嵌合部内に設けられた凹部に嵌合することにより、焼結部品１と雌型の固定部品とが嵌合される。
まず、本発明に係る製造方法により製造される焼結部品１について説明する。
図１は、焼結部品１の斜視図である。図２は、焼結部品１の側面図である。
焼結部品１は、焼結体からなり、多孔質構造を有している。特に、焼結部品１は、アンダーカット部３０を有している。ここで、「アンダーカット部」とは、成形加工において、金型から成形品を離型する（取り出す）際に、金型を開く方向のみでは離型できない形状（凸形状・凹形状）部分をいう。
本実施形態では、焼結部品１として、雌型の固定部品（図示せず）が嵌合される雄型の固定部品を適用した一例を説明する。
図１及び図２に示すように、焼結部品１は、ベース部１０と、ベース部１０の上面から上方に向かって突出する嵌合部２０と、を含んで構成されている。ベース部１０及び嵌合部２０は、一体に構成されている。
ベース部１０は、略円盤状に形成されている。嵌合部２０は、平面視で、３つの長辺と、３つの短辺と、からなる六角形の柱状に形成されている。この際、嵌合部２０では、長辺と短辺とが、交互に配置されている。
ベース部１０及び嵌合部２０は、互いに同軸上に配置されている。そして、平面視で、ベース部１０の外径は、嵌合部２０の外径と比較して、大きくなっている。
嵌合部２０の側面には、３つの凸部２１が設けられている。具体的に、嵌合部２０では、各短辺の側面において、凸部２１が設けられている。各凸部２１は、短辺に沿って延びている。各凸部２１は、嵌合部２０の側面から外側（焼結部品１の中心軸が延びる方向（＝金型の抜き出し方向）に直交する方向）に向かって突出している。各凸部２１は、嵌合部２０の側面における上端部に設けられている。これによって、焼結部品１では、各凸部２１とベース部１０との間において凹形状が形成され、これが、アンダーカット部３０となっている。すなわち、焼結部品１では、その側面において、３か所のアンダーカット部３０が形成されている。
雌型の固定部品には、嵌合部２０が挿入される被嵌合部が設けられている。そして、焼結部品１（雄側の固定部品）と雌型の固定部品とを嵌合する際には、焼結部品１の嵌合部２０を、雌型の固定部品の被嵌合部内に挿入し、焼結部品１の各凸部２１を、雌型の固定部品の被嵌合部内に設けられた凹部に嵌合することにより、焼結部品１と雌型の固定部品とが嵌合される。
【0011】
（焼結部品１の製造方法）
次に、焼結部品１の製造方法を説明する。
図３は、焼結部品１の製造工程のフローチャートである。図４は、圧粉体（焼結体Ｓ）の断面図である。図５は、再圧縮工程の手順を示す図である。図６は、突出部Ｔの傾斜角度θ１と金型の傾斜角度θ２との関係を示す図である。図７は、凸部２１の形成方法を説明する図である。
図３に示すように、焼結部品１の製造においては、まず、原料粉末（原料）を生成する。
原料粉末には、金属粉末が含まれている。特に、原料粉末は、複数種類の粉末（金属粉末、固体潤滑剤等）を攪拌混合することにより生成される。原料粉末としては、鉄系、銅系、ＳＵＳ系等の金属粉末を用いることが可能となっている。特に、本実施形態では、後述する焼結体Ｓについて、伸びが１０％以上となり、硬さが１００～３００Ｈｖ（０．２）の範囲内となるように、原料粉末の組成を選択する。
例えば、原料粉末について、原料粉末の全重量に対する重量比で、０．０３重量％未満のＣと、９～１３重量％の範囲内のＮｉと、１８～２０重量％のＣｒと、１．５重量％以下のＳｉと、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成（ＳＵＳ３０４Ｌ相当）とすることができる。
また、原料粉末について、原料粉末の全重量に対する重量比で、０．０３重量％未満のＣと、１２～１５重量％の範囲内のＮｉと、２～３重量％の範囲内のＭｏと、１６～１８重量％のＣｒと、１．５重量％以下のＳｉと、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成（ＳＵＳ３１６Ｌ相当）とすることができる。
次に、焼結部品１の製造方法を説明する。
図３は、焼結部品１の製造工程のフローチャートである。図４は、圧粉体（焼結体Ｓ）の断面図である。図５は、再圧縮工程の手順を示す図である。図６は、突出部Ｔの傾斜角度θ１と金型の傾斜角度θ２との関係を示す図である。図７は、凸部２１の形成方法を説明する図である。
図３に示すように、焼結部品１の製造においては、まず、原料粉末（原料）を生成する。
原料粉末には、金属粉末が含まれている。特に、原料粉末は、複数種類の粉末（金属粉末、固体潤滑剤等）を攪拌混合することにより生成される。原料粉末としては、鉄系、銅系、ＳＵＳ系等の金属粉末を用いることが可能となっている。特に、本実施形態では、後述する焼結体Ｓについて、伸びが１０％以上となり、硬さが１００～３００Ｈｖ（０．２）の範囲内となるように、原料粉末の組成を選択する。
例えば、原料粉末について、原料粉末の全重量に対する重量比で、０．０３重量％未満のＣと、９～１３重量％の範囲内のＮｉと、１８～２０重量％のＣｒと、１．５重量％以下のＳｉと、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成（ＳＵＳ３０４Ｌ相当）とすることができる。
また、原料粉末について、原料粉末の全重量に対する重量比で、０．０３重量％未満のＣと、１２～１５重量％の範囲内のＮｉと、２～３重量％の範囲内のＭｏと、１６～１８重量％のＣｒと、１．５重量％以下のＳｉと、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成（ＳＵＳ３１６Ｌ相当）とすることができる。
【0012】
次に、成形工程を実施する。成形工程では、原料粉末を圧縮成形して、圧粉体Ｐを形成する。具体的には、生成した原料粉末を、金型内に収容する。そして、金型内に収容された原料粉末を、４００～１２００ＭＰａの範囲内の圧力でプレス成形して、圧粉体Ｐを形成する。
本実施形態では、成形工程により、圧粉体Ｐ（焼結体Ｓ）の端面において突出部Ｔが形成される。そして、後述する再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に向かって押し出すことにより凸部２１が形成される。
突出部Ｔの形状は、金型により付与される。すなわち、図４に示すように、嵌合部２０の端面（金型の抜き出し方向の端面）において、金型の抜き出し方向に向かって突出する突出部Ｔが形成される。この際、嵌合部２０の端面において、３つの突出部Ｔが形成される。各突出部Ｔは、嵌合部２０の各短辺に沿って形成される。各突出部Ｔは、短辺に沿って延びている。
ここで、各突出部Ｔについては、金型の端面に設けられた凹形状を転写することにより形成されるが、原料粉末の圧縮比が周辺部位と比較して低くなるため、密度が周辺部位と比較して低くなり、空孔量が周辺部位と比較して増大する。このため、本実施形態では、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積より大きく設定している。特に、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の１３０～３００％の範囲内となるように設定している。すなわち、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の１３０％未満となると、再圧縮工程において、焼結体Ｓの側面側への押し出し量が不足し、各凸部２１を形成することができない恐れがある。一方、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の３００％を超えると、再圧縮工程において、焼結体Ｓの側面側への押し出し量が過剰となり、各凸部２１が変形する恐れがある。そこで、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の１３０～３００％の範囲内となるように設定することで、各凸部２１の精度を向上することが可能となる。
本実施形態では、成形工程により、圧粉体Ｐ（焼結体Ｓ）の端面において突出部Ｔが形成される。そして、後述する再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に向かって押し出すことにより凸部２１が形成される。
突出部Ｔの形状は、金型により付与される。すなわち、図４に示すように、嵌合部２０の端面（金型の抜き出し方向の端面）において、金型の抜き出し方向に向かって突出する突出部Ｔが形成される。この際、嵌合部２０の端面において、３つの突出部Ｔが形成される。各突出部Ｔは、嵌合部２０の各短辺に沿って形成される。各突出部Ｔは、短辺に沿って延びている。
ここで、各突出部Ｔについては、金型の端面に設けられた凹形状を転写することにより形成されるが、原料粉末の圧縮比が周辺部位と比較して低くなるため、密度が周辺部位と比較して低くなり、空孔量が周辺部位と比較して増大する。このため、本実施形態では、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積より大きく設定している。特に、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の１３０～３００％の範囲内となるように設定している。すなわち、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の１３０％未満となると、再圧縮工程において、焼結体Ｓの側面側への押し出し量が不足し、各凸部２１を形成することができない恐れがある。一方、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の３００％を超えると、再圧縮工程において、焼結体Ｓの側面側への押し出し量が過剰となり、各凸部２１が変形する恐れがある。そこで、各突出部Ｔの体積について、各凸部２１の体積の１３０～３００％の範囲内となるように設定することで、各凸部２１の精度を向上することが可能となる。
【0013】
次に、焼結工程を実施する。焼結工程では、圧粉体Ｐを焼結して、焼結体Ｓを形成する。具体的には、形成された圧粉体Ｐを、所定の雰囲気・所定の温度条件の下で焼結し、焼結体Ｓを形成する。
本実施形態では、水素ガス（１００％）中において、焼結を実施している。これによって、不活性ガス（窒素ガス等）中において焼結を実施する場合と比較して、焼結体Ｓの表面の硬質化が抑制され、後述する再圧縮工程において、突出部Ｔを押し出す際に、割れが発生することを抑制することが可能となる。また、焼結温度は、７００～１３００℃の範囲内で、原料粉末の組成に応じて、適宜、選択される。
本実施形態では、焼結体Ｓについて、伸びが１０％以上となっている。すなわち、焼結体Ｓの伸びが、１０％未満となると、後述する再圧縮工程において、突出部Ｔの押し出しが困難となり、金型によりアンダーカット部３０の形状を付与することが困難となる。そこで、焼結体Ｓの伸びを、１０％以上とすることで、突出部Ｔの押し出しを容易とし、金型によるアンダーカット部３０の形状の付与を容易とすることが可能となる。
また、焼結体Ｓについて、硬さ（ロックウェル硬さ）が２０～４０ＨＲＢの範囲内となっている。すなわち、焼結体Ｓの硬さが、２０ＨＲＢ未満となると、アンダーカット部３０の強度が不足する。一方、焼結体Ｓの硬さが、４０ＨＲＢを超えると、突出部Ｔを押し出す際に、アンダーカット部３０に割れが発生する恐れがある。そこで、焼結体Ｓの硬さを、２０～４０ＨＲＢの範囲内とすることで、アンダーカット部３０の強度を確保しつつ、アンダーカット部３０に割れが発生する事態を防止することが可能となる。
本実施形態では、水素ガス（１００％）中において、焼結を実施している。これによって、不活性ガス（窒素ガス等）中において焼結を実施する場合と比較して、焼結体Ｓの表面の硬質化が抑制され、後述する再圧縮工程において、突出部Ｔを押し出す際に、割れが発生することを抑制することが可能となる。また、焼結温度は、７００～１３００℃の範囲内で、原料粉末の組成に応じて、適宜、選択される。
本実施形態では、焼結体Ｓについて、伸びが１０％以上となっている。すなわち、焼結体Ｓの伸びが、１０％未満となると、後述する再圧縮工程において、突出部Ｔの押し出しが困難となり、金型によりアンダーカット部３０の形状を付与することが困難となる。そこで、焼結体Ｓの伸びを、１０％以上とすることで、突出部Ｔの押し出しを容易とし、金型によるアンダーカット部３０の形状の付与を容易とすることが可能となる。
また、焼結体Ｓについて、硬さ（ロックウェル硬さ）が２０～４０ＨＲＢの範囲内となっている。すなわち、焼結体Ｓの硬さが、２０ＨＲＢ未満となると、アンダーカット部３０の強度が不足する。一方、焼結体Ｓの硬さが、４０ＨＲＢを超えると、突出部Ｔを押し出す際に、アンダーカット部３０に割れが発生する恐れがある。そこで、焼結体Ｓの硬さを、２０～４０ＨＲＢの範囲内とすることで、アンダーカット部３０の強度を確保しつつ、アンダーカット部３０に割れが発生する事態を防止することが可能となる。
【0014】
次に、再圧縮工程を実施する。再圧縮工程では、焼結体Ｓを金型内に収容し、金型内に収容された焼結体Ｓに対してサイジング（再圧縮）を施して、焼結部品１を形成する。焼結体Ｓにサイジングを施すことにより、寸法精度が向上され、また、表面粗さが改善される。
特に、本実施形態では、再圧縮工程により、焼結体Ｓの端面に形成されている突出部Ｔが側面側に押し出されて、焼結部品１の側面において凸部２１（アンダーカット部３０）が形成される。この際、突出部Ｔが側面側に押し出されるにあたって、金型により凸部２１（アンダーカット部３０）の形状が付与される。
図５に示すように、再圧縮工程では、金型として、内側ダイ（中子）１００と、外側ダイ２００と、下側パンチ３００と、上側パンチ（図示せず）と、を用いて、焼結体Ｓに対してサイジングが施される。内側ダイ１００及び外側ダイ２００は、位置が固定されている。下側パンチ３００は、内側ダイ１００及び外側ダイ２００に対して、上下方向に移動させることが可能となっている。上側パンチは、内側ダイ１００及び外側ダイ２００に対して、上下方向に移動させることが可能となっている。
内側ダイ１００の上面には、突出部Ｔを押し出す（押圧する）ための傾斜面１０１が形成されている。そして、再圧縮工程では、傾斜面１０１により突出部Ｔを押圧することによって、突出部Ｔが嵌合部２０の側面側に押し出され、嵌合部２０の側面において凸部２１が形成される。ここで、図６に示すように、本実施形態では、各突出部Ｔの内側の側面について、内側に向かって下り傾斜する傾斜面ｔとしている。これによって、各突出部Ｔについて、外側（嵌合部２０の側面側）への押し出しを容易としている。傾斜面ｔの傾斜角θ１は、３０～９０°の範囲内となっている。また、傾斜面１０１の傾斜角θ２は、０～４５°の範囲内となっている。ここで、傾斜角θ１・傾斜角θ２は、水平面に対する角度となっている。
下側パンチ３００の内側の側面には、凸部２１（アンダーカット部３０）を形成するための凸形状３０１が設けられている。そして、再圧縮工程では、下側パンチ３００の側面に設けられた凸形状３０１を、焼結体Ｓの嵌合部２０の側面に転写することにより、嵌合部２０の側面において、凸部２１（アンダーカット部３０）が形成される。
特に、本実施形態では、再圧縮工程により、焼結体Ｓの端面に形成されている突出部Ｔが側面側に押し出されて、焼結部品１の側面において凸部２１（アンダーカット部３０）が形成される。この際、突出部Ｔが側面側に押し出されるにあたって、金型により凸部２１（アンダーカット部３０）の形状が付与される。
図５に示すように、再圧縮工程では、金型として、内側ダイ（中子）１００と、外側ダイ２００と、下側パンチ３００と、上側パンチ（図示せず）と、を用いて、焼結体Ｓに対してサイジングが施される。内側ダイ１００及び外側ダイ２００は、位置が固定されている。下側パンチ３００は、内側ダイ１００及び外側ダイ２００に対して、上下方向に移動させることが可能となっている。上側パンチは、内側ダイ１００及び外側ダイ２００に対して、上下方向に移動させることが可能となっている。
内側ダイ１００の上面には、突出部Ｔを押し出す（押圧する）ための傾斜面１０１が形成されている。そして、再圧縮工程では、傾斜面１０１により突出部Ｔを押圧することによって、突出部Ｔが嵌合部２０の側面側に押し出され、嵌合部２０の側面において凸部２１が形成される。ここで、図６に示すように、本実施形態では、各突出部Ｔの内側の側面について、内側に向かって下り傾斜する傾斜面ｔとしている。これによって、各突出部Ｔについて、外側（嵌合部２０の側面側）への押し出しを容易としている。傾斜面ｔの傾斜角θ１は、３０～９０°の範囲内となっている。また、傾斜面１０１の傾斜角θ２は、０～４５°の範囲内となっている。ここで、傾斜角θ１・傾斜角θ２は、水平面に対する角度となっている。
下側パンチ３００の内側の側面には、凸部２１（アンダーカット部３０）を形成するための凸形状３０１が設けられている。そして、再圧縮工程では、下側パンチ３００の側面に設けられた凸形状３０１を、焼結体Ｓの嵌合部２０の側面に転写することにより、嵌合部２０の側面において、凸部２１（アンダーカット部３０）が形成される。
【0015】
図５（ａ）に示すように、再圧縮工程では、まず、内側ダイ１００の上面において、焼結体Ｓを配置する。この際、焼結体Ｓの上端面（３つの突出部Ｔが形成されている端面）を、下側に向けた状態で、内側ダイ１００の上面において、焼結体Ｓを配置する。また、下側パンチ３００を、焼結体Ｓの嵌合部２０の側方に配置する。
次に、図５（ｂ）に示すように、上側パンチにより、焼結体Ｓを下側に向かって押圧する。これによって、内側ダイ１００の上面に設けられた傾斜面１０１により、嵌合部２０の端面に設けられた突出部Ｔが押圧され、当該突出部Ｔが塑性変形して嵌合部２０の側面側に押し出される。この際、嵌合部２０の側面側に押し出された肉の移動が、下側パンチ３００の側面に設けられた凸形状３０１により規制され、嵌合部２０の側面において、凸形状３０１が転写されて、凸部２１（アンダーカット部３０）が形成される。これによって、図７に示すように、嵌合部２０の側面において、凸部２１（アンダーカット部３０）を形成することが可能となるとともに、凸部２１（アンダーカット部３０）の寸法、形状等について、高精度で制御することが可能となる。特に、本実施形態では、嵌合部２０の端面に設けられた３つの突出部Ｔが同時に押圧されて、嵌合部２０の側面において、３つの凸部２１が同時に形成される。これによって、焼結部品１において、歪みが発生することを抑制することが可能となる。各凸部２１の体積は、各突出部Ｔの体積の３０～７０％の範囲内となっている。
次に、図５（ｃ）に示すように、上側パンチによる押圧を終了して、焼結部品１を取り出す。この際、本実施形態では、下側パンチ３００が、凸形状３０１が設けられている上部３１０と、下部３２０と、に分割されている。そして、上部３１０について、下部３２０に対して、外側（金型の抜き出し方向に直交する方向）に移動させることが可能となっている。これによって、下側パンチ３００を、内側ダイ１００及び外側ダイ２００に対して、上側に移動させることで、上部３１０を、下部３２０に対して、外側に向かって移動させることが可能となり、嵌合部２０の側面に形成されたアンダーカット部３０内から、上部３１０の側面に設けられた凸形状３０１を抜き出すことが可能となる。
ここで、焼結部品１の密度は、６．２～７．２ｇ／ｃｍ３の範囲内とすることが好ましい。
次に、図５（ｂ）に示すように、上側パンチにより、焼結体Ｓを下側に向かって押圧する。これによって、内側ダイ１００の上面に設けられた傾斜面１０１により、嵌合部２０の端面に設けられた突出部Ｔが押圧され、当該突出部Ｔが塑性変形して嵌合部２０の側面側に押し出される。この際、嵌合部２０の側面側に押し出された肉の移動が、下側パンチ３００の側面に設けられた凸形状３０１により規制され、嵌合部２０の側面において、凸形状３０１が転写されて、凸部２１（アンダーカット部３０）が形成される。これによって、図７に示すように、嵌合部２０の側面において、凸部２１（アンダーカット部３０）を形成することが可能となるとともに、凸部２１（アンダーカット部３０）の寸法、形状等について、高精度で制御することが可能となる。特に、本実施形態では、嵌合部２０の端面に設けられた３つの突出部Ｔが同時に押圧されて、嵌合部２０の側面において、３つの凸部２１が同時に形成される。これによって、焼結部品１において、歪みが発生することを抑制することが可能となる。各凸部２１の体積は、各突出部Ｔの体積の３０～７０％の範囲内となっている。
次に、図５（ｃ）に示すように、上側パンチによる押圧を終了して、焼結部品１を取り出す。この際、本実施形態では、下側パンチ３００が、凸形状３０１が設けられている上部３１０と、下部３２０と、に分割されている。そして、上部３１０について、下部３２０に対して、外側（金型の抜き出し方向に直交する方向）に移動させることが可能となっている。これによって、下側パンチ３００を、内側ダイ１００及び外側ダイ２００に対して、上側に移動させることで、上部３１０を、下部３２０に対して、外側に向かって移動させることが可能となり、嵌合部２０の側面に形成されたアンダーカット部３０内から、上部３１０の側面に設けられた凸形状３０１を抜き出すことが可能となる。
ここで、焼結部品１の密度は、６．２～７．２ｇ／ｃｍ３の範囲内とすることが好ましい。
【0016】
次に、焼結部品１に対して、ショットブラスト処理を施す。ショットブラスト処理では、焼結部品１の表面に対して、所定の投射材（金属製やセラミックス製の小球、粒子等）を吹き付ける。これによって、再圧縮工程によりアンダーカット部３０（特に、凸部２１）の角部に発生するバリを除去することが可能となる。また、焼結部品１の表面が緻密化され、強度・硬さを向上することが可能となる。また、焼結部品１の表面気孔が目潰しされ、耐食性を向上することが可能となる。さらに、焼結部品１の表面性状を改善（面粗さを改善）することが可能となる。
なお、焼結部品１については、洗浄処理を施して、加工によって生じた金属屑、サイジング用潤滑油等が除去されても構わない。また、焼結部品１については、用途に応じて、潤滑剤の含浸処理等が施されても構わない。
なお、焼結部品１については、洗浄処理を施して、加工によって生じた金属屑、サイジング用潤滑油等が除去されても構わない。また、焼結部品１については、用途に応じて、潤滑剤の含浸処理等が施されても構わない。
【0017】
（焼結部品１の製造方法の作用）
焼結部品１の製造方法では、金属粉末を含む原料を圧縮成形して圧粉体Ｐを形成する成形工程と、圧粉体Ｐを焼結して焼結体Ｓを形成する焼結工程と、焼結体Ｓを再圧縮する再圧縮工程と、を含んでいる。特に、成形工程により、圧粉体Ｐの端面において突出部Ｔが形成され、再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に押し出してアンダーカット部３０を形成するにあたって、金型（下側パンチ３００）によりアンダーカット部３０の形状が付与される。
すなわち、焼結部品１の製造方法では、再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に押し出してアンダーカット部３０が形成される際に、金型によりアンダーカット部３０の形状が付与される。これによって、アンダーカット部３０を構成する凸部２１の押出量（寸法・形状）の制御が容易となり、焼結部品１の精度を向上することが可能となる。
また、焼結部品１の製造方法では、焼結体Ｓの伸びが、１０％以上となっている。すなわち、焼結体Ｓの伸びが、１０％未満となると、突出部Ｔの押し出しが困難となり、金型によりアンダーカット部３０の形状を付与することが困難となる。そこで、焼結体Ｓの伸びを、１０％以上とすることで、突出部Ｔの押し出しを容易とし、金型によるアンダーカット部３０の形状の付与を容易とすることが可能となる。
さらに、焼結部品１の製造方法では、焼結体Ｓの硬さ（ロックウェル硬さ）が、２０～４０ＨＲＢの範囲内となっている。すなわち、焼結体Ｓの硬さが、２０ＨＲＢ未満となると、アンダーカット部３０の強度が不足する。一方、焼結体Ｓの硬さが、４０ＨＲＢを超えると、突出部Ｔを押し出す際に、アンダーカット部３０に割れが発生する恐れがある。そこで、焼結体Ｓの硬さを、２０～４０ＨＲＢの範囲内とすることで、アンダーカット部３０の強度を確保しつつ、アンダーカット部３０に割れが発生する事態を防止することが可能となる。
焼結部品１の製造方法では、金属粉末を含む原料を圧縮成形して圧粉体Ｐを形成する成形工程と、圧粉体Ｐを焼結して焼結体Ｓを形成する焼結工程と、焼結体Ｓを再圧縮する再圧縮工程と、を含んでいる。特に、成形工程により、圧粉体Ｐの端面において突出部Ｔが形成され、再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に押し出してアンダーカット部３０を形成するにあたって、金型（下側パンチ３００）によりアンダーカット部３０の形状が付与される。
すなわち、焼結部品１の製造方法では、再圧縮工程において、突出部Ｔを焼結体Ｓの側面側に押し出してアンダーカット部３０が形成される際に、金型によりアンダーカット部３０の形状が付与される。これによって、アンダーカット部３０を構成する凸部２１の押出量（寸法・形状）の制御が容易となり、焼結部品１の精度を向上することが可能となる。
また、焼結部品１の製造方法では、焼結体Ｓの伸びが、１０％以上となっている。すなわち、焼結体Ｓの伸びが、１０％未満となると、突出部Ｔの押し出しが困難となり、金型によりアンダーカット部３０の形状を付与することが困難となる。そこで、焼結体Ｓの伸びを、１０％以上とすることで、突出部Ｔの押し出しを容易とし、金型によるアンダーカット部３０の形状の付与を容易とすることが可能となる。
さらに、焼結部品１の製造方法では、焼結体Ｓの硬さ（ロックウェル硬さ）が、２０～４０ＨＲＢの範囲内となっている。すなわち、焼結体Ｓの硬さが、２０ＨＲＢ未満となると、アンダーカット部３０の強度が不足する。一方、焼結体Ｓの硬さが、４０ＨＲＢを超えると、突出部Ｔを押し出す際に、アンダーカット部３０に割れが発生する恐れがある。そこで、焼結体Ｓの硬さを、２０～４０ＨＲＢの範囲内とすることで、アンダーカット部３０の強度を確保しつつ、アンダーカット部３０に割れが発生する事態を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【0018】
１ 焼結部品
１０ ベース部
２０ 嵌合部
２１ 凸部
３０ アンダーカット部
Ｐ 圧粉体
Ｓ 焼結体
Ｔ 突出部
１０ ベース部
２０ 嵌合部
２１ 凸部
３０ アンダーカット部
Ｐ 圧粉体
Ｓ 焼結体
Ｔ 突出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】