粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、复合物、造粒粉末及析出硬化型不锈钢烧结体
阅读说明：本技术 粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、复合物、造粒粉末及析出硬化型不锈钢烧结体 (Precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, compound, granulated powder, and precipitation hardening stainless steel sintered body ) 是由 中村英文 工藤纯一 于 2020-02-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、复合物、造粒粉末及析出硬化型不锈钢烧结体。该粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末供于利用酸脱脂法的脱脂时可以抑制因氧化引起的特性劣化,其特征在于,Fe为主要成分,以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Ni,以15.00质量％以上且17.50质量％以下的比例包含Cr,以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Cu,以0.15质量％以上且0.45质量％以下的比例包含Nb,以0.30质量％以上且1.00质量％以下的比例包含Si,以Si含量与Mn含量的质量比Si/Mn为2.00以上且6.00以下的比例包含Mn,供于利用酸脱脂法的脱脂。(The invention provides a precipitation hardening stainless steel powder, a compound, a granulated powder and a precipitation hardening stainless steel sintered body for powder metallurgy. The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is capable of suppressing deterioration of characteristics due to oxidation when being subjected to degreasing by an acid degreasing method, and is characterized in that Fe is a main component, Ni is contained in a proportion of 3.00 mass% or more and 5.00 mass% or less, Cr is contained in a proportion of 15.00 mass% or more and 17.50 mass% or less, Cu is contained in a proportion of 3.00 mass% or more and 5.00 mass% or less, Nb is contained in a proportion of 0.15 mass% or more and 0.45 mass% or less, Si is contained in a proportion of 0.30 mass% or more and 1.00 mass% or less, and Mn is contained in a proportion of 2.00 or more and 6.00 or less in terms of a mass ratio of Si/Mn of the Si content to the Mn content, and is subjected to degreasing by the acid degreasing method.)
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、复合物、造粒粉末及析出硬化型不锈钢烧结体。
背景技术
在粉末冶金法中，将包含金属粉末和粘结剂而得到的组合物形成为期望的形状之后，对获得的成型体进行脱脂以获得脱脂体，进而对脱脂体进行烧固，从而制造烧结体。在这样的烧结体的制造过程中，金属粉末的粒子彼此之间发生原子的扩散现象，从而使成型体逐渐致密化而烧固。
在这样的粉末冶金法中，当对成型体进行脱脂时，通过加热成型体将粘结剂热分解并去除。然而，由于去除粘结剂需要长时间加热，因此存在生产效率降低并且在加热期间成型体容易变形的问题。
由此，专利文献1中公开了通过将包含金属材料粉末和含有聚甲醛树脂的粘合剂而得到的成型体在含酸气氛下加热来实施脱脂处理。这样，通过在含酸气氛下实施脱脂处理，由于酸分解粘合剂，因此可以有效地去除粘合剂。因此，可以减少上述问题。
在上述专利文献1所述的脱脂处理中，例如在包含硝酸的气氛中加热成型体，以去除成型体中包含的粘合剂。然而，成型体中包含金属粉末，当该金属粉末与硝酸接触时容易氧化。因此，当将金属粉末被氧化了的状态的脱脂体在其后的烧固工序中进行烧固时，存在金属粉末的烧结性降低，或者烧结后的烧结体的耐腐蚀性和镜面性降低的问题。
专利文献1：日本特开平4-247802号公报
发明内容
本发明的应用例所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末，其特征在于，
Fe为主要成分，
以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Ni，
以15.00质量％以上且17.50质量％以下的比例包含Cr，
以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Cu，
以0.15质量％以上且0.45质量％以下的比例包含Nb，
以0.30质量％以上且1.00质量％以下的比例包含Si，
以Si含量与Mn含量的质量比Si/Mn为2.00以上且6.00以下的比例包含Mn，
供于利用酸脱脂法的脱脂。
具体实施方式
以下，对本发明的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、复合物、造粒粉末及析出硬化型不锈钢烧结体的实施方式进行详细说明。
粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末
首先，对实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末进行说明。
在粉末冶金技术中，在将包含金属粉末和粘结剂的组合物成型为期望的形状之后，通过脱脂和烧固，可以获得期望形状的烧结体。根据这样的粉末冶金技术，与其他技术相比，其优点在于，能够以近净形、即接近最终形状的形状制造复杂精细形状的烧结体。
另外，脱脂处理是通过加热分解并去除粘结剂的处理，通过在含酸气氛下进行该处理，可以有效地去除粘结剂。特别将这种脱脂方法称为酸脱脂法。
实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末是以下的金属粉末：Fe为主要成分，以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Ni，以15.00质量％以上且17.50质量％以下的比例包含Cr，以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Cu，以0.15质量％以上且0.45质量％以下的比例包含Nb，以0.30质量％以上且1.00质量％以下的比例包含Si，以Si含量与Mn含量的质量比Si/Mn为2.00以上且6.00以下的比例包含Mn。而且，该粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末是供于利用酸脱脂法的脱脂的金属粉末。
根据这种粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末，即使供于利用酸脱脂法的脱脂，也能够抑制由于氧化引起的特性劣化。即，在酸脱脂法中，各金属粉末的粒子被暴露于含酸气氛中，因此需要粒子本身具有良好的耐氧化性，而在实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末中，即使在这样的恶劣环境下，也可抑制氧化。因此，能够确保良好的烧结性，并且能够提高烧结体的品质。另外，由于所制造的烧结体是通过粉末冶金法制造而成的，因此尺寸精度高，并且可以省略二次加工或者抑制加工量。而且，在发挥这种效果的同时，可以获得利用酸脱脂法在短时间内进行脱脂处理的益处，从而可以有效地制造高品质的烧结体、特别是耐热性及表面性状良好的烧结体。
以下，将更详细地描述实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的合金组成。此外，在以下的说明中，有时也将粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末简称为“金属粉末”。
关于Ni
Ni(镍)是主要对所制造的烧结体赋予耐腐蚀性及耐热性的元素。通过使用包含Ni的金属粉末，可以提高耐腐蚀性及耐热性，并且能够获取可经受利用酸脱脂法的脱脂的良好耐氧化性，从而可以获得即使经利用酸脱脂法的脱脂制造而成、也具备良好的耐腐蚀性及表面性状的烧结体。
金属粉末中的Ni的含有率为3.00质量％以上且5.00质量％以下，优选为3.50质量％以上且4.70质量％以下，更优选为3.80质量％以上且4.50质量％以下。如果Ni的含有率低于所述下限值，则根据整体组成，可能无法充分提高所制造的烧结体的耐腐蚀性和表面性状。另一方面，如果Ni的含有率超过所述上限值，则根据整体组成，容易破坏组成的平衡，从而可能导致所制造的烧结体的耐腐蚀性和表面性状降低。
此外，烧结体的表面性状是指例如镜面性、平滑性等特性。
关于Cr
Cr(铬)是主要对所制造的烧结体赋予耐腐蚀性的元素。通过使用包含Cr的金属粉末，可以提高耐腐蚀性，并且能够获取可经受利用酸脱脂法的脱脂的良好耐氧化性，从而可以获得即使经利用酸脱脂法的脱脂制造而成、也具备良好的耐腐蚀性的烧结体。
金属粉末中的Cr的含有率为15.00质量％以上且17.50质量％以下，优选为15.20质量％以上且16.90质量％以下，更优选为15.50质量％以上且16.70质量％以下。如果Cr的含有率低于所述下限值，则根据整体组成，所制造的烧结体的耐腐蚀性可能不够充分。另一方面，如果Cr的含有率超过所述上限值，则根据整体组成，烧结性降低，难以实现烧结体的高密度化，从而可能导致烧结体的耐腐蚀性和机械特性降低。
关于Cu
Cu(铜)是使所制造的烧结体中析出金属间化合物以提高烧结体的机械特性的元素。
金属粉末中的Cu的含有率为3.00质量％以上且5.00质量％以下，优选为3.10质量％以上且4.50质量％以下，更优选为3.20质量％以上且4.20质量％以下。如果Cu的含有率低于所述下限值，则会限制烧结体中金属间化合物的析出，从而可能导致无法充分提高烧结体的机械特性。另一方面，如果Cu的含有率超过所述上限值，则金属间化合物析出过多，烧结体的密度降低，并且烧结体的机械特性反而降低。
关于Nb
Nb(铌)是使所制造的烧结体中析出析出物以提高烧结体的机械特性的元素。
金属粉末中的Nb的含有率为0.15质量％以上且0.45质量％以下，优选为0.20质量％以上且0.40质量％以下，更优选为0.25质量％以上且0.35质量％以下。如果Nb的含有率低于所述下限值，则会限制烧结体中析出物的析出，从而可能导致无法充分提高烧结体的机械特性。另一方面，如果Nb的含有率超过所述上限值，则析出物析出过多，烧结体的密度降低，并且烧结体的机械特性反而降低。
关于Si
Si(硅)是主要对所制造的烧结体赋予耐腐蚀性及高机械特性的元素。通过使用包含Si的金属粉末，可以提高耐腐蚀性及机械特性，并且能够获取可经受利用酸脱脂法的脱脂的良好耐氧化性，从而可以获得即使经利用酸脱脂法的脱脂制造而成、也具备良好的耐腐蚀性的烧结体。
金属粉末中的Si的含有率为0.30质量％以上且1.00质量％以下，优选为0.35质量％以上且0.95质量％以下，更优选为0.40质量％以上且0.90质量％以下。如果Si的含有率低于所述下限值，则根据整体组成，可能导致所制造的烧结体的耐腐蚀性和表面性状、机械特性降低。另一方面，如果Si的含有率超过所述上限值，则根据整体组成，容易破坏组成的平衡，从而可能导致所制造的烧结体的耐腐蚀性和表面性状、机械特性降低。
关于Mn
Mn(锰)是与Si同样地对所制造的烧结体赋予耐腐蚀性及高机械特性的元素。通过使用包含Mn的金属粉末，可以提高耐腐蚀性及机械特性，并且能够获取可经受利用酸脱脂法的脱脂的良好耐氧化性，从而可以获得即使经利用酸脱脂法的脱脂制造而成、也具备良好的耐腐蚀性的烧结体。
金属粉末中的Mn的含有率没有特别限定，优选为0.05质量％以上且1.00质量％以下，更优选为0.07质量％以上且0.50质量％以下，进而优选为0.10质量％以上且0.40质量％以下。如果Mn的含有率低于所述下限值，则根据整体组成，可能无法充分提高所制造的烧结体的耐腐蚀性和表面性状、机械特性，另一方面，如果Mn的含有率超过所述上限值，则可能反而导致耐腐蚀性和表面性状、机械特性降低。
关于Si/Mn
当Si含量与Mn含量的质量比为Si/Mn时，Si/Mn决定了在不会损害金属粉末总体的组成平衡的情况下相对易氧化的元素Mn的氧化进行到何种程度。具体地，例如在利用酸脱脂法的脱脂中，通过相对于金属粉末中的Mn包含适量的Si，由此Si的氧化物、即氧化硅在表面析出，从而抑制了进一步的氧化。其结果，即使在含酸气氛下，金属粉末的耐腐蚀性也不容易降低，此后，当供于烧固工序时，可提高烧结密度，并且所得烧结体具有优异的耐腐蚀性及表面性状。即，通过优化Si/Mn，可以抑制利用酸脱脂法的脱脂中Mn的氧化，并且可以提高最终制造的烧结体的耐腐蚀性及表面性状。
金属粉末中的Si/Mn为2.00以上且6.00以下，优选为2.50以上且5.00以下，更优选为2.80以上且4.00以下。如果Si/Mn低于所述下限值，则与Mn相比Si的含量相对减少，因此难以通过Si的氧化物充分抑制相对容易氧化的Mn的氧化。另一方面，如果Si/Mn超过所述上限值，则与Mn相比Si的含有率相对增多，虽然不易氧化，但是会损害组成平衡，从而导致烧结体的耐腐蚀性和表面性状、机械特性降低。
关于Fe
Fe(铁)是实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末所含的元素中含有率最高的元素、即为主要成分，对所制造的烧结体的特性影响较大。Fe的含有率没有特别限定，优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上。
关于其他元素
除了上述元素以外，粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末根据需要还可以包含C、Mo、W、N、S及P中的至少一种。
C(碳)是相对于所制造的烧结体，作为间隙元素使其产生固溶体硬化、或者通过包含C或其他元素的析出物使其产生析出硬化的元素。通过使用包含C的金属粉末，可以获得具有高机械特性的烧结体。
金属粉末中的C的含有率为0.07质量％以下，优选为0.01质量％以上且0.05质量％以下。如果C的含有率超过所述上限值，则根据整体组成，容易破坏组成的平衡，从而可能导致所制造的烧结体的机械特性降低。
Mo(钼)是增强所制造的烧结体的耐腐蚀性的元素。
金属粉末中的Mo的含有率没有特别限定，优选为1.00质量％以下，更优选为0.01质量％以上且0.50质量％以下。通过将Mo的含有率设定在所述范围内，可以进一步增强烧结体的耐腐蚀性，而不会导致所制造的烧结体的密度大幅降低。
W(钨)是增强所制造的烧结体的耐热性的元素。
金属粉末中的W的含有率没有特别限定，优选为1.00质量％以下，更优选为0.01质量％以上且0.50质量％以下。通过将W的含有率设定在所述范围内，可以进一步增强烧结体的耐热性，而不会导致所制造的烧结体的密度大幅降低。
N(氮)是提高所制造的烧结体的耐力等机械特性的元素。
金属粉末中的N的含有率没有特别限定，优选为1.00质量％以下，更优选为0.001质量％以上且0.50质量％以下，进而优选为0.05质量％以上且0.30质量％以下。通过将N的含有率设定在所述范围内，可以进一步提高烧结体的耐力等机械特性，而不会导致所制造的烧结体的密度大幅降低。
此外，为了制造添加了N的金属粉末，例如采用使用氮化原料的方法、向熔融金属中导入氮气的方法、对所制造的金属粉末实施氮化处理的方法等。
S(硫)是提高所制造的烧结体的切削性的元素。
金属粉末中的S的含有率没有特别限定，优选为0.50质量％以下，更优选为0.001质量％以上且0.30质量％以下。通过将S的含有率设定在所述范围内，可以进一步提高所制造的烧结体的切削性，而不会导致所制造的烧结体的密度大幅降低。
P(磷)是相对于所制造的烧结体，作为间隙元素使其产生固溶体硬化、或者通过与其他元素化合而成的析出物使其析出硬化的元素。通过使用包含P的金属粉末，可以获得具有高机械特性的烧结体。
金属粉末中的P的含有率为0.50质量％以下，优选为0.001质量％以上且0.35质量％以下，更优选为0.005质量％以上且0.30质量％以下。如果P的含有率低于所述下限值，则根据整体组成，即使添加了P可能也无法充分提高烧结体的机械特性。另一方面，如果P的含有率超过所述上限值，则根据整体组成，容易破坏组成的平衡，从而可能导致組所制造的烧结体的机械特性降低。
另一方面，也可以有意添加或不可避免地混入O(氧)，其含有率优选为0.01质量％以上且0.70质量％以下，更优选为0.08质量％以上且0.60质量％以下，进而优选为0.15质量％以上且0.50质量％以下。通过将金属粉末中的氧量控制在该范围内，在金属粉末的粒子表面析出氧化硅，从而能够抑制Mn和Cr等元素的氧化。其结果，可以提高最终制造的烧结体的耐腐蚀性及表面性状。
此外，如果O的含有率低于所述下限值，则氧化硅的析出量变少，从而可能促进Mn和Cr等元素的氧化。在该情况下，可能导致所制造的烧结体的耐腐蚀性和表面性状、机械特性降低。另一方面，如果O的含有率超过所述上限值，则在制造金属粉末时，除了氧化硅之外，还会生成Mn和Cr的氧化物。因此，难以提高所制造的烧结体的密度，并且随之容易导致耐腐蚀性和表面性状、机械特性降低。
当O含量与Si含量的质量比为O/Si时，通过优化O/Si，适量的Si作为氧化物析出，而一部分的Si可以固溶。O/Si优选为0.10以上且0.90以下，更优选为0.20以上且0.80以下，进而优选为0.30以上且0.70以下。通过将O/Si设定在这种范围内，可以抑制利用酸脱脂法的脱脂中Mn和Cr的氧化，并且可以提高最终制造的烧结体的耐腐蚀性及表面性状。
此外，如果O/Si低于所述下限值，则O的量相对于Si的量不足，从而氧化硅的析出量变少，可能无法获得充分的效果。另一方面，如果O/Si超过所述上限值，则O的量相对于Si的量变得过多，从而可能促进Mn和Cr等的氧化。
另外，当将Si的含量设为s[质量％]、将Mn的含量设为m[质量％]、将Cr的含量设为c[质量％]时，金属粉末优选s/{m(c/10)}满足0.15以上且0.50以下，更优选满足0.20以上且0.48以下，进而优选满足0.22以上且0.45以下。在这样的金属粉末中，可实现Mn和Cr的氧化物的析出，并且通过氧化硅的析出提高耐氧化性。其结果，确保了烧结性，获得了高密度的烧结体，并且可以提高所得烧结体的耐腐蚀性及表面性状。
此外，如果s/{m(c/10)}低于所述下限值，则Si的量相对于Mn和Cr的量不足，从而相比氧化硅的析出，可能更容易生成Mn和Cr的氧化物。另一方面，如果s/{m(c/10)}超过所述上限值，则Si的量相对于Mn和Cr的量变得过多，从而可能导致烧结体的耐腐蚀性降低。
除了上述元素以外，为了提高烧结体的特性，也可以向粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末中添加H、Be、B、Al、Co、As、Sn、Se、Zr、Y、Ti、Hf、Ta、Te、Pb等。该情况下，这些元素的含有率没有特别限定，可设为不妨碍上述烧结体的特性的程度，各自优选设为小于0.1质量％，并且总计优选小于0.2质量％。此外，这些元素可能不可避免地包含在内。
进而，粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末中也可以包含不可避免的杂质。作为杂质，可列举上述元素以外的所有元素。这些杂质的各混入率分别小于Fe、Ni、Cr、Cu、Nb、Si、Mn的各含有率。另外特别地，这些杂质的混入率优选分别小于0.03质量％，杂质的混入率总计优选小于0.30质量％。此外，只要这些杂质的含有率在所述范围内，就可以不阻碍上述效果，因此也可以有意地添加。
分析方法
实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的组成比例如可以通过JISG 1257：2000中规定的铁及钢-原子吸收光谱法、JIS G 1258：2007中规定的铁及钢-ICP发射光谱分析法、JIS G 1253：2002中规定的铁及钢-火花放电发射光谱分析法、JIS G 1256：1997中规定的铁及钢-X射线荧光分析法、JIS G 1211～G 1237中规定的重量/滴定/吸光光度法等来确定。具体地，例如可以列举作为火花放电发光分光分析装置的由SPECTRO公司制造的固体发光分光分析装置、型号：SPECTROLAB、类型：LAVMB08A，或者理学株式会社制造的ICP装置、CIROS120型。
此外，JIS G 1211～G 1237如下所述。
JIS G 1211：2011铁及钢-碳定量方法
JIS G 1212：1997铁及钢-硅定量方法
JIS G 1213：2001铁及钢中锰的定量方法
JIS G 1214：1998铁及钢-磷定量方法
JIS G 1215：2010铁及钢-硫定量方法
JIS G 1216：1997铁及钢-镍定量方法
JIS G 1217：2005铁及钢-铬定量方法
JIS G 1218：1999铁及钢-钼定量方法
JIS G 1219：1997铁及钢-铜定量方法
JIS G 1220：1994铁及钢-钨定量方法
JIS G 1221：1998铁及钢-钒定量方法
JIS G 1222：1999铁及钢-钴定量方法
JIS G 1223：1997铁及钢-钛定量方法
JIS G 1224：2001铁及钢中铝的定量方法
JIS G 1225：2006铁及钢-砷定量方法
JIS G 1226：1994铁及钢-锡定量方法
JIS G 1227：1999铁及钢中硼的定量方法
JIS G 1228：2006铁及钢-氮定量方法
JIS G 1229：1994钢-铅定量方法
JIS G 1232：1980钢中锆的定量方法
JIS G 1233：1994钢-硒定量方法
JIS G 1234：1981钢中碲的定量方法
JIS G 1235：1981铁及钢中锑的定量方法
JIS G 1236：1992钢中钽的定量方法
JIS G 1237：1997铁及钢-铌定量方法
另外，在确定C(碳)及S(硫)时，尤其还使用了JIS G 1211：2011中规定的氧气流燃烧高频感应加热炉燃烧-红外吸收法。具体地，可列举LECO公司制造的碳/硫分析装置、CS-200。
进而，在确定N(氮)及O(氧)时，尤其还使用了JIS G 1228：2006中规定的铁及钢的氮定量方法、JIS Z 2613：2006中规定的金属材料的氧定量方法。具体地，可列举LECO公司制造的氧/氮分析装置、TC-300/EF-300。
另外，通过对使用实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末制造的烧结体实施各种热处理，可以使马氏体型晶体结构析出。马氏体型晶体结构对烧结体赋予高硬度。因此，实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末可以制造具有高硬度和高机械强度的烧结体。
此外，可以通过例如X射线衍射法来判定烧结体是否具有马氏体型晶体结构。
另外，实施方式所涉及的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的平均粒径优选为0.50μm以上且50.00μm以下，更优选为1.00μm以上且30.00μm以下，进而优选为2.00μm以上且10.00μm以下。通过使用这种粒径的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末，由于在烧结体中残留的空孔极少，因此可以制造高密度且机械特性优异的烧结体。
此外，求出在通过激光衍射法获得的质量基准下的累积粒度分布中、累积量从小径侧变为50％时的粒径，作为粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的平均粒径。
另外，如果粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的平均粒径低于所述下限值，则可能导致形成难以成型的形状时成型性降低并且烧结密度降低，如果超过所述上限值，由于成型时粒子间的间隙变大，从而可能导致烧结密度降低。
另外，粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的最大粒径没有特别限定，只要平均粒径在所述范围内即可，优选为200μm以下，更优选为150μm以下。通过将粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的最大粒径控制在所述范围内，可以使粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的粒度分布变窄，并且可以使烧结体进一步致密化。
此外，上述的最大粒径是指，通过激光衍射法获得的质量基准下的累积粒度分布中、累积量从小径侧变为99.9％时的粒径。
另外，将粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的粒子的短径设为S[μm]、长径设为L[μm]时，由S/L定义的长宽比的平均值优选为约0.4以上且1以下，更优选为约0.7以上且1以下。由于这种长宽比的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末具有相对接近于球形的形状，因此可提高成型时的填充率。其结果，可以使烧结体进一步致密化。
此外，所述长径是指粒子在投影图像中可获取的最大长度，所述短径是指在与长径垂直的方向上可获取的最大长度。另外，求取对100个以上的粒子测量的长宽比的值的平均值，作为长宽比的平均值。
烧结体的制造方法
接着，对使用这种粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末制造烧结体的方法进行说明。
制造烧结体的方法具有以下工序：[A]准备用于制造烧结体的组合物的组合物制备工序；[B]制造成型体的成型工序；[C]实施脱脂处理的脱脂工序；以及[D]进行烧固的烧固工序。下面，依次说明各工序。
[A]组合物制备工序
首先，准备粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末和粘结剂，通过混炼机对其进行混炼，得到混炼物、即实施方式所涉及的复合物。该混炼物包含上述粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、以及将粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的粒子彼此粘合的粘结剂。根据这种混炼物，可以制造抑制了因氧化引起的特性劣化的烧结体、具体为具有良好耐腐蚀性及表面性状的烧结体。
在该混炼物中，粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末均匀地分散。
粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末例如通过水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法之类的雾化法、还原法、羰基法、粉碎法等各种制粉方法来制造。
其中，粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末优选通过雾化法来制造，更优选通过水雾化法或高速旋转水流雾化法来制造。雾化法是通过使高速喷射的液体或气体与熔融金属碰撞而将熔融金属微粉化并冷却、从而制造金属粉末的方法。通过这样的雾化法来制造粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末，可以有效地制造极细的粉末。另外，所得粉末的粒子形状由于表面张力的作用而接近球形。因此，当成型时可获得高填充率。即，可以得到能够制造高密度烧结体的粉末。
此外，作为雾化法使用水雾化法的情况下，向熔融金属喷射的水压没有特别限定，优选为约75MPa以上且120MPa以下，更优选为约90MPa以上且120MPa以下。
另外，雾化水的水温也没有特别限定，优选为约1℃以上且20℃以下。
进而，雾化水通常以在熔融金属的滴落路径上具有顶点、且外径朝着下方逐渐减小的圆锥形喷射。在该情况下，雾化水形成的圆锥的顶角θ优选为约10°以上且40°以下，更优选为约15°以上且35°以下。由此，可以可靠地制造具有上述组成的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末。
另外，根据水雾化法、尤其是高速旋转水流雾化法，可以特别迅速地冷却熔融金属。因此，可以在广泛的合金组成中获得高品质的粉末。
另外，在雾化法中冷却熔融金属时的冷却速度优选为1×104℃/s以上，更优选为1×105℃/s以上。通过这样的急速冷却，可以获得均匀的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末。其结果，可以获得高品质的烧结体。
此外，可以根据需要，对如此获得的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末进行分级。作为分级的方法，例如可以列举过筛分级、惯性分级、离心分级之类的干式分级、沉降分级之类的湿式分级等。
另一方面，作为粘结剂，使用在后述的酸脱脂法中通过含酸气氛作为催化剂发挥作用而可以在短时间内分解的树脂。作为该树脂，例如可以列举聚醚系树脂、脂肪族碳酸酯系树脂、聚乳酸系树脂等，也可以使用其中的一种或组合使用两种以上。
其中，作为聚醚系树脂，例如可以列举：聚缩醛系树脂、聚环氧乙烷系树脂之类的直链状聚醚系树脂、聚醚酮系树脂、聚醚醚系树脂、聚醚腈系树脂、聚醚砜系树脂、聚硫醚砜系树脂之类的芳族聚醚系树脂等。
另外，作为脂肪族碳酸酯系树脂，例如可以列举以乙二醇聚碳酸酯、丙二醇聚碳酸酯、丁二醇聚碳酸酯、己二醇聚碳酸酯、癸二醇聚碳酸酯之类的烷二醇聚碳酸酯或其衍生物为主要成分的树脂。
另外，作为聚乳酸系树脂，例如可以列举：聚-L-乳酸树脂、聚-D-乳酸树脂、聚-L/D-乳酸树脂之类的乳酸均聚物，除此以外，还可以列举乙醇酸、羟丁基羧酸之类的脂肪族羟基羧酸，乙交酯、丁内酯、己内酯之类的脂肪族内酯，乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇之类的脂肪族二醇，聚乙二醇、聚丙二醇、聚亚丁基醚、二甘醇、三甘醇、乙烯/丙二醇之类的聚亚烷基醚，聚碳酸亚丁酯、聚己烷碳酸酯、聚辛烷碳酸酯之类的脂肪族聚碳酸酯，琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸之类的脂肪族二羧酸等与乳酸的共聚物树脂等。
此外，除了如上所述的能够将含酸气氛作为催化剂而分解的树脂以外，粘结剂还可列举：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等的聚烯烃，聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等的丙烯酸系树脂，聚苯乙烯等的苯乙烯系树脂，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等的聚酯、聚醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或它们的共聚物等的各种树脂，各种蜡、石蜡、高级脂肪酸、高级醇、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸酰胺等的各种有机粘结剂，可以使用其中的一种或混合使用两种以上。
另外，粘结剂的含有率优选为约混炼物总体的2质量％以上且20质量％以下，更优选为约5质量％以上且15质量％以下。通过将粘结剂的含有率控制在所述范围内，能够以良好的成型性形成成型体，并且可以提高密度，使成型体形状的稳定性等特别优异。另外，由此，也可以使成型体与脱脂体之间的大小差、即所谓的收缩率最优化，防止最终获得的烧结体的尺寸精度降低。即，可以获得高密度和高尺寸精度的烧结体。
另外，可以根据需要向混炼物中添加增塑剂。作为该增塑剂，例如可列举邻苯二甲酸酯、己二酸酯、偏苯三酸酯、癸二酸酯等，可以使用其中的一种或混合使用两种以上。
进而，在混炼物中，除粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、粘结剂、增塑剂以外，可以根据需要添加例如润滑剂、抗氧化剂、脱脂促进剂、表面活性剂等各种添加物、以及其他金属粉末、陶瓷粉末等。
此外，混炼条件根据所使用的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的金属组成和粒径、粘结剂的组成及它们的配合量等的各种条件而不同，例如可以是，混炼温度：约50℃以上且200℃以下，混炼时间：约15分钟以上且210分钟以下。
另外，根据需要将混炼物形成颗粒。颗粒的粒径例如为约1mm以上且15mm以下。
此外，根据后述的成型方法，也可以使用实施方式所涉及的造粒粉末代替混炼物。这些混炼物及造粒粉末等是供于后述成型工序中的组合物的一例。
该造粒粉末是通过对粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末实施造粒处理，用粘结剂将多个金属粒子彼此粘合而形成。即，造粒粉末是对上述粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末进行造粒而形成。根据这种造粒粉末，可以制造抑制了因氧化引起的特性劣化的烧结体、具体为具有良好耐腐蚀性及表面性状的烧结体。
作为用于制造造粒粉末的粘结剂，例如可列举上述的粘结剂。
另外，粘结剂的含有率优选为造粒粉末总体的约0.2质量％以上且10质量％以下，更优选为约0.3质量％以上且5.0质量％以下。通过将粘结剂的含有率控制在所述范围内，可以抑制生成明显较大的粒子或者未完成造粒的金属粒子大量残留，并且有效地形成造粒粉末。另外，由于成型性提高，因此可以使成型体形状的稳定性等特别优异。另外，通过将粘结剂的含有率控制在所述范围内，可以使成型体与脱脂体的大小差、即所谓的收缩率最优化，防止最终获得的烧结体的尺寸精度降低。
进而，在造粒粉末中，可以根据需要添加增塑剂、润滑剂、抗氧化剂、脱脂促进剂、表面活性剂等各种添加物、以及其他金属粉末、陶瓷粉末等。
另一方面，作为造粒处理，例如可列举喷雾干燥法、滚动造粒法、流化床造粒法、滚动流化造粒法等。
此外，在造粒处理中，可根据需要使用溶解粘结剂的溶剂。作为该溶剂，例如可列举：水、四氯化碳之类的无机溶剂，酮类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、溶纤剂类溶剂、脂肪烃类溶剂、芳烃类溶剂、芳族杂环化合物类溶剂、酰胺类溶剂、卤素化合物类溶剂、酯类溶剂、胺类溶剂、腈类溶剂、硝基类溶剂、醛类溶剂之类的有机溶剂等，可使用选自其中的一种或两种以上的混合物。
造粒粉末的平均粒径没有特别限定，优选为约10μm以上且200μm以下，更优选为约20μm以上且100μm以下，进而优选为约25μm以上且60μm以下。这种粒径的造粒粉末具有良好的流动性，可以更忠实地反映铸模的形状。
此外，求出在通过激光衍射法获得的质量基准下的累积粒度分布中、累积量从小径侧变为50％时的粒径，作为平均粒径。
[B]成型工序
接着，将混炼物或造粒粉末成型，制造与目标烧结体相同形状的成型体。
作为成型方法，例如可列举压粉成型法、金属粉末注射成型法、挤出成型法等。
其中，采用压粉成型法时的成型条件根据所使用的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的组成和粒径、粘结剂的组成及它们的配合量等的各种条件而不同，成型压力优选为约200MPa以上且1000MPa以下。
另外，采用金属粉末注射成型法时的成型条件根据各种条件而不同，优选材料温度约为80℃以上且210℃以下，注射压力约为50MPa以上且500MPa以下。
另外，采用挤出成型法时的成型条件根据各种条件而不同，优选材料温度约为80℃以上且210℃以下，挤出压力约为50MPa以上且500MPa以下。
这样获得的成型体形成为粘结剂均匀地分布于粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的多个粒子的间隙中的状态。
此外，所制作的成型体的形状尺寸是考虑到随后的脱脂工序及烧固工序中成型体的收缩量而确定的。
[C]脱脂工序
接着，对获得的成型体实施脱脂处理，得到脱脂体。具体地，通过加热成型体以分解粘结剂，从成型体中除去粘结剂，执行脱脂处理。
在该脱脂处理中，使用在含酸气氛下加热成型体的酸脱脂法。酸脱脂法是通过在含酸气氛下加热成型体，利用酸的催化剂作用进行脱脂的方法。根据酸脱脂法，即使低温下也能够在短时间内分解粘结剂，因此，即使体积较大的成型体也可以有效地实施脱脂处理。
含酸气氛是指包含能够分解粘结剂的酸的气氛。作为该酸，例如可列举硝酸、草酸、臭氧等，可以使用其中的一种或组合使用两种以上。另外，也可以使用这些酸与其他气体混合而成的混合气体。作为混合气体的一例，可列举发烟硝酸。此外，气氛压力可以是大气压、减压或增压。
成型体的加热条件根据粘结剂的组成和配合量、含酸气氛的种类而有少许不同，优选约为温度100℃以上且750℃以下×0.1小时以上且20小时以下，更优选约为150℃以上且600℃以下×0.5小时以上且15小时以下。由此，即使在较低的温度下，也能够短时间内进行成型体的脱脂。另外，能够抑制成型体烧结或氧化。
此外，也可以通过将这样的脱脂工序分为脱脂条件不同的多个过程来进行，从而使成型体中的粘结剂更迅速地分解和除去而不会残留在成型体中。
另外，可以根据需要对脱脂体实施切削、研磨、切割等的机械加工。由于脱脂体的硬度较低且可塑性较高，因此可以防止脱脂体的形状塌陷并且容易实施机械加工。根据这样的机械加工，最终可以容易地获得高尺寸精度的烧结体。
[D]烧固工序
将所述工序[C]中得到的脱脂体在烧制炉中烧固，获得烧结体。
通过该烧结，粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末在粒子之间的界面处扩散，从而实现烧结。此时，通过上述的机理，脱脂体迅速烧结。其结果，可以获得整体致密且高密度的烧结体。
烧固温度根据用于制造成型体及脱脂体的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的组成和粒径等而不同，例如约980℃以上且1330℃以下。另外，优选为约1050℃以上且1260℃以下。
另外，烧固时间设为0.2小时以上且7小时以下，优选为约1小时以上且6小时以下。
此外，在烧固工序中，可以在中途改变烧结温度和后述的烧固气氛。
通过将烧固条件设定在这样的范围内，可以防止烧结过度而过烧结进而导致晶体结构扩大，并且可以使整个脱脂体充分烧结。其结果，可以获得具有高密度和特别优异的机械特性的烧结体。
另外，对于如此制造而成的烧结体，可以根据需要实施附加处理。作为附加处理，例如可列举固溶化处理、时效硬化处理、二次时效处理、深冷处理、回火处理、热加工处理、冷加工处理等，使用其中的一种或组合使用两种以上。
此外，作为上述附加处理的具体示例，可列举以下处理：实施从1000℃以上且1250℃以下的温度开始冷却30分钟以上且120分钟以下的时间的固溶化处理之后，实施从600℃以上且800℃以下的温度开始冷却6小时以上且48小时以下的时间的时效硬化处理。
如上制造而成的析出硬化型不锈钢烧结体、即烧结粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末而成的烧结体，Fe为主要成分，以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Ni，以15.00质量％以上且17.50质量％以下的比例包含Cr，以3.00质量％以上且5.00质量％以下的比例包含Cu，以0.15质量％以上且0.45质量％以下的比例包含Nb，以0.30质量％以上且1.00质量％以下的比例包含Si，Si含量与Mn含量的质量比Si/Mn为2.00以上且6.00以下。
根据这样的烧结体，当供于利用酸脱脂法的脱脂时，可以抑制因氧化引起的特性劣化。其结果，可获得耐腐蚀性及表面性状优异的烧结体。此外，在以下的说明中，有时将析出硬化型不锈钢烧结体简称为烧结体。
另外，实施方式所涉及的析出硬化型不锈钢烧结体优选为在其表面析出有包含氧化硅的析出物。通过在用于制造烧结体的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末中包含足够量的Si，并且在粒子表面存在氧化硅，由此抑制Mn和Cr之类的相对容易氧化的元素的氧化，伴随于此，析出该析出物。因此，包含氧化硅的析出物析出的析出硬化型不锈钢烧结体抑制了因氧化引起的特性劣化，具有优异的耐腐蚀性及表面性状。
烧结体中的析出物的量没有特别限定，通过电子显微镜观察烧结体的表面，将Si与O的总计含有率为50质量％以上的区域设为析出物时，优选在50μm见方的范围内观察到一个以上的该析出物，更优选为观察到三个以上。这样的烧结体具有特别优异的耐腐蚀性及表面性状。
此外，Si及O的含有率例如可以通过能量色散型X射线光谱法(EDX)来测定。
析出硬化型不锈钢烧结体例如可以用作构成汽车用部件、自行车用部件、铁路车辆用部件、船舶用部件、飞机用部件、太空运输机(例如火箭等)用部件之类的运输设备用部件，个人电脑用部件、手机终端用部件、平板终端用部件、可穿戴式终端用部件之类的电子设备用部件，冰箱、洗衣机、空调之类的电气设备用部件，机床、半导体制造装置之类的机械用部件，核电站、火力发电站、水力发电站、炼油厂、化学联合厂之类的工厂设备用部件，钟表用部件、金属餐具、珠宝、眼镜架之类的装饰物品的整体或一部分的材料。
以上，基于优选实施方式，对本发明的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末、复合物、造粒粉末及析出硬化型不锈钢烧结体进行了说明，但本发明不限于此。例如，可以对复合物及造粒粉末添加任意的添加物。
实施例
接着，对本发明的实施例进行说明。
1.烧结体的制造
样品No.1
[1]首先，准备了通过水雾化法制造的表1所示组成的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末。
另外，使用电感耦合高频等离子体发射光谱法以及理学株式会社制造的ICP装置CIROS120型来进行表1所示金属粉末的组成的确定和定量。另外，使用LECO公司制造的碳/硫分析装置CS-200来进行C的确定和定量。进而，使用LECO公司制造的氧/氮分析装置TC-300/EF-300来进行O的确定和定量。
[2]接着，以质量比89：11称量金属粉末及有机粘结剂并混合，获得混合原料。此外，在有机粘结剂中，使用含有丁二醇2.5质量％的聚缩醛树脂与聚乙烯以质量比50：6混合而成的树脂。
[3]接着，使用混炼机对该混合原料进行混炼，获得复合物。
[4]接着，将该复合物在以下所示的成型条件下用注射成型机成型，制造成型体。
成型条件
材料温度：180℃
注射压力：11MPa(110kgf/cm2)
[5]接着，在以下所示的脱脂条件下对获得的成型体实施热处理，获得脱脂体。
脱脂条件
脱脂温度：400℃
脱脂时间：1小时(脱脂温度下的保持时间)
脱脂气氛：氮与硝酸的混合气体气氛，硝酸的浓度为2体积％
[6]接着，在以下所示的烧固条件下对获得的脱脂体进行烧固。由此，获得烧结体。此外，烧结体的形状为直径10mm、厚度5mm的圆柱形。
烧固条件
烧固温度：1300℃
烧固时间：3小时(烧固温度下的保持时间)
烧固气氛：氩气氛
[7]接着，在以下所示的条件下对获得的烧结体依次实施固溶化处理及时效硬化处理。
固溶化处理条件
加热温度：1120℃
加热时间：30分钟
冷却方法：用水冷却
时效硬化处理条件
加热温度：700℃
加热时间：24小时
冷却方法：用水冷却
样品No.2～25
除了如表1所示地更改粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末的组成等以外，分别与样品No.1的情况同样地获得烧结体。此外，在一些烧结体的制造中，使用了通过气体雾化法制造的金属粉末。该情况下，在表1的备注栏中注明“气体”。
表1
此外，在表1中，在各样品No.的粉末冶金用析出硬化型不锈钢粉末及烧结体中，将与本发明对应的那些称为“实施例”，将与本发明不对应的那些称为“比较例“”。
另外，各烧结体中包含微量的杂质，表1中省略了记载。
2.烧结体的评价
2.1耐腐蚀性的评价
首先，根据JIS G 0591：2012中规定的不锈钢的硫酸腐蚀试验方法，对表1所示各样品No.的烧结体测定腐蚀度。此外，作为硫酸，使用沸腾的5质量％硫酸。
接下来，关于各样品No.的烧结体的腐蚀度，计算将对样品No.20的烧结体测定的腐蚀度(单位：g/m2/h)设为1时的相对值。而且，根据以下的评价基准，对计算出的相对值进行评价。
腐蚀度的评价基准
A：烧结体的腐蚀度的相对值小于0.50
B：烧结体的腐蚀度的相对值为0.50以上小于0.75
C：烧结体的腐蚀度的相对值为0.75以上且小于1.00
D：烧结体的腐蚀度的相对值为1.00以上且小于1.25
E：烧结体的腐蚀度的相对值为1.25以上且小于1.50
F：烧结体的腐蚀度的相对值为1.50
将以上的评价结果在表2中示出。
2.2镜面性的评价
接着，对表1所示样品No.的烧结体实施滚筒研磨处理。
接下来，根据JIS Z 8741：1997中规定的镜面光泽度的测定方法，测定烧结体的镜面光泽度。此外，光相对于烧结体表面的入射角为60°，作为用于计算镜面光泽度的基准面，使用镜面光泽度90、折射率1.500的玻璃。而且，根据以下的评价基准，对测定的镜面光泽度进行评价。
镜面光泽度的评价基准
A：表面的镜面性非常高，镜面光泽度为200以上
B：表面的镜面性高，镜面光泽度为150以上且小于200
C：表面的镜面性较高，镜面光泽度为100以上且小于150
D：表面的镜面性较低，镜面光泽度为60以上且小于100
E：表面的镜面性较低，镜面光泽度为30以上且小于60
F：表面的镜面性低，镜面光泽度小于30
将以上的评价结果在表2中示出。
2.3拉伸强度的评价
接着，根据JIS Z 2241：2011中规定的金属材料拉伸试验方法，对表1所示各样品No.的烧结体测定拉伸强度。
而且，根据以下的评价基准，对测定的拉伸强度进行评价。
拉伸强度的评价基准
A：烧结体的拉伸强度为1130MPa以上
B：烧结体的拉伸强度为1080MPa以上且小于1130MPa
C：烧结体的拉伸强度为1030MPa以上且小于1080MPa
D：烧结体的拉伸强度为980MPa以上且小于1030MPa
E：烧结体的拉伸强度为930MPa以上且小于980MPa
F：烧结体的拉伸强度小于930MPa
将以上的评价结果在表2中示出。
表2
由表2可知，尽管实施例的烧结体经利用酸脱脂法的脱脂制造而成，但耐腐蚀性和镜面性两者均良好。
但是，比较例的烧结体的耐腐蚀性及镜面性不足。具体地，当Si的含有率或Si/Mn之比偏离规定范围时，确认耐腐蚀性及镜面性两者均降低。
此外，通过电子显微镜观察各样品No.的烧结体的表面，当计算50μm见方的范围内存在的析出物的数量时，确认在任何一个实施例中均观察到一个以上的析出物。
另外，当将成型方法从注射成型法更改为压缩成型法、制造与上述相同的烧结体并进行评价时，确认具有与上述评价结果相同的倾向。