本發(fā)明涉及鐵基燒結(jié)體。

本申請要求于2016年2月8日提交的日本專利申請no.2016-022294的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用的方式并入本文。

背景技術(shù)：

ptl1和ptl2公開了燒結(jié)體。各燒結(jié)體通過以下方法制備：將改善切削加工性的粉末與包含鐵基粉末的原料粉末混合以提高燒結(jié)體的切削加工性，對所得粉末混合物進行加壓成形以形成成形體，然后對成形體進行燒結(jié)處理。作為改善切削加工性的粉末的具體實例，ptl1公開了硫化錳(mns)粉末和氮化硼(bn)粉末，ptl2公開了作為cao-al2o3-sio2系復合氧化物粉末的黃鐵礦粉末和白云石粉末。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本未審查專利申請公開no.2002-3980

專利文獻2：日本未審查專利申請公開no.9-279203

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的鐵基燒結(jié)體是這樣的鐵基燒結(jié)體，其含有金屬基體和包含于該金屬基體中的復合氧化物顆粒，

其中，當在所述鐵基燒結(jié)體的橫截面上取面積為176μm×226μm的主視野，并將所述主視野分成每個視野的面積為35.2μm×45.2μm的5×5陣列的25個視野時，

所述復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑為0.3μm以上2.5μm以下，

通過將所述25個視野的總面積除以存在于所述25個視野中的所述復合氧化物顆粒的總數(shù)而得到的值為10μm²/顆粒以上1000μm²/顆粒以下，以及

在所述25個視野中，不存在所述復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目為4個以下。

附圖說明

[圖1]圖1示出了通過在試驗例1中樣品no.1的橫截面上進行edx而得到的元素映射(n＝1)的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些照片示出了元素的分散狀態(tài)：左上：al，右上：ca，左中：si，右中：o，左下：mn，以及右下：s。

[圖2]圖2示出了圖1中復合氧化物的分散狀態(tài)的圖。

[圖3]圖3示出了通過在試驗例1中樣品no.1的橫截面上進行edx而得到的元素映射(n＝2)的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些照片示出了元素的分散狀態(tài)：左上：al，右上：ca，左中：si，右中：o，左下：mn，以及右下：s。

[圖4]圖4示出了圖3中復合氧化物的分散狀態(tài)的圖。

[圖5]圖5示出了通過在試驗例1中樣品no.1的橫截面上進行edx而得到的元素映射(n＝3)的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些照片示出了元素的分散狀態(tài)：左上：al，右上：ca，左中：si，右中：o，左下：mn，以及右下：s。

[圖6]圖6示出了圖5中復合氧化物的分散狀態(tài)的圖。

[圖7]圖7示出了通過在試驗例1中樣品no.2的橫截面上進行edx而得到的元素映射(n＝1)的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些照片示出了元素的分散狀態(tài)：左上：al，右上：ca，左中：si，右中：o，左下：mn，以及右下：s。

[圖8]圖8示出了圖7中復合氧化物的分散狀態(tài)的圖。

[圖9]圖9示出了通過在試驗例1中樣品no.2的橫截面上進行edx而得到的元素映射(n＝2)的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些照片示出了元素的分散狀態(tài)：左上：al，右上：ca，左中：si，右中：o，左下：mn，以及右下：s。

[圖10]圖10示出了圖9中復合氧化物的分散狀態(tài)的圖。

[圖11]圖11示出了通過在試驗例1中樣品no.2的橫截面上進行edx而得到的元素映射(n＝3)的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些照片示出了元素的分散狀態(tài)：左上：al，右上：ca，左中：si，右中：o，左下：mn，以及右下：s。

[圖12]圖12示出了圖11中復合氧化物的分散狀態(tài)的圖。

[圖13]圖13示出了通過在試驗例1中樣品no.111的橫截面上進行edx而得到的元素映射的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些照片示出了元素的分散狀態(tài)：左上：al，右上：ca，右中：o，左下：mn，以及右下：s。

[圖14]圖14示出了圖13中的al、o的分散狀態(tài)的圖

[圖15]圖15為示出了切削試驗1的結(jié)果的圖表。

[圖16]圖16為示出了切削試驗1中切削后的切削工具的切削刃的工具制造廠的顯微照片。

[圖17]圖17示出了場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，其示出了切削試驗1中切削后的切削工具的后刀面。

[圖18]圖18示出了根據(jù)實施方案的燒結(jié)體的切削過程中復合氧化物狀態(tài)的示意圖。

[圖19]圖19示出了切削試驗2中切削后的樣品no.1的表面和橫截面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。

[圖20]圖20示出了切削試驗2中切削后的樣品no.1的橫截面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些橫截面不同于圖19中的橫截面。

[圖21]圖21示出了切削試驗2中切削后的樣品no.1的橫截面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些橫截面不同于圖19和圖20中的橫截面。

[圖22]圖22示出了切削試驗2中切削后的樣品no.101的表面和橫截面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片。

[圖23]圖23示出了切削后的樣品no.101的橫截面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片，這些橫截面不同于圖22中的橫截面。

[圖24]圖24示出了切削試驗2中樣品no.1的切削阻力隨時間變化的圖表。

[圖25]圖25示出了切削試驗2中樣品no.111的切削阻力隨時間變化的圖表。

具體實施方式

[本發(fā)明要解決的問題]

當將燒結(jié)體用于要求高精度的部件或?qū)Y(jié)體成形為不容易通過使用模具的加壓成形而得到的形狀時，該燒結(jié)體需要具有良好的切削加工性，從而使該燒結(jié)體進一步進行諸如切削加工等的機械加工。

通常已知的是，當添加一定量的mns或bn作為提高切削加工性的粉末來提高切削加工性時，機械性能會變差。當添加cao-al2o3-sio2基復合氧化物粉末作為提高切削加工性的粉末時，會出現(xiàn)以下問題。(1)除非加工條件最佳，否則工具的壽命將會變短。(2)復合氧化物粉末對工具中包含的tic和tio2顯示出親和性，并形成保護覆層。因此，復合氧化物粉末的使用僅限于包含大量ti的工具，因此該復合氧化物粉末并不是通用的。(3)復合氧化物粉末會積極氧化工具，這加速了工具的磨損。

為了滿足最近對汽車部件的高效生產(chǎn)的要求，需要充分確保燒結(jié)體的切削加工性，從而實現(xiàn)高效加工并且延長加工工具的使用壽命。還需要開發(fā)這樣的燒結(jié)體。

因此，本發(fā)明的一個目的在于提供這樣的鐵基燒結(jié)體，無論工具為何種材料，該鐵基燒結(jié)體均具有優(yōu)異的切削加工性。

[本發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明，可以提供這樣的鐵基燒結(jié)體，無論工具為何種材料，該鐵基燒結(jié)體均具有優(yōu)異的切削加工性。

[本發(fā)明的實施方案的說明]

首先，將列舉和描述本發(fā)明的實施方案的具體內(nèi)容。

(1)根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鐵基燒結(jié)體是這樣一種鐵基燒結(jié)體，其含有金屬基體以及包含在所述金屬基體中的復合氧化物顆粒，

其中，當在所述鐵基燒結(jié)體的橫截面上取面積為176μm×226μm的主視野，并將所述主視野分成每個視野的面積為35.2μm×45.2μm的5×5陣列的25個視野時，

所述復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑為0.3μm以上2.5μm以下，

通過將所述25個視野的總面積除以存在于所述25個視野中的所述復合氧化物顆粒的總數(shù)而得到的值為10μm²/顆粒以上1000μm²/顆粒以下，以及

在所述25個視野中，不存在所述復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目為4個以下。

在上述鐵基燒結(jié)體中，平均當量圓直徑為0.3μm至2.5μm的微細復合氧化物顆粒在10μm²/個以上1,000μm²/個以下的范圍內(nèi)均勻地分散。因此，鐵基燒結(jié)體的切削加工性優(yōu)異。當復合氧化物顆粒均勻分散在鐵基燒結(jié)體中時，主要實現(xiàn)以下兩個功能(防止擴散磨損和粘著磨損的功能以及促進潤滑功能)。首先，在鐵基燒結(jié)體的切削期間(使用冷卻劑的濕式加工期間)，復合氧化物被加熱到切削工具的切削刃的溫度，即約400℃至約920℃，由此復合氧化物軟化，然后軟化的復合氧化物覆蓋切削工具的切削刃的表面，并形成覆膜。在這種情況下，來自于復合氧化物的覆膜的至少一部分介于鐵基燒結(jié)體與切削工具之間。這可以防止鐵基燒結(jié)體與切削工具之間的構(gòu)成元素(特別是除了來自于復合氧化物的構(gòu)成元素之外的其他構(gòu)成元素)的相互擴散，從而可以減少切削工具的擴散磨損。由于覆膜的至少一部分介于鐵基燒結(jié)體和切削工具之間，所以可以防止fe粘著于切削工具的切削刃，這是因為復合氧化物對于構(gòu)成鐵基燒結(jié)體基材的fe的親和性低于切削工具對于fe的親和性，從而可以防止切削工具的粘著磨損。具體而言，來自于復合氧化物的覆膜的至少一部分具有以下功能中的至少一個：作為防止構(gòu)成元素的相互擴散從而減少擴散磨損的擴散防止膜的功能；以及作為防止fe粘著于切削工具的切削刃從而減少粘著磨損的粘著防止膜(所謂的防粘膜)的功能。粘著防止膜也起到了減少機械摩擦磨損從而保護切削刃的保護膜的作用。

其次，當復合氧化物被加熱到工具的切削刃的溫度并由此軟化時，復合氧化物沿著切削方向被拉伸并跟隨工具切削刃的移動，從而實現(xiàn)潤滑功能。切削方向是切削工具的切削刃相對于工件(鐵基燒結(jié)體)的運動方向。由于受熱軟化的復合氧化物實現(xiàn)了潤滑功能，從而可以防止切削阻力隨時間而增加，因此鐵基燒結(jié)體的切削加工性優(yōu)異。復合氧化物所實現(xiàn)的潤滑性是這樣的機制，其發(fā)生在400℃以上(即切削刃溫度)。因此，在鐵基燒結(jié)體的一般使用環(huán)境的環(huán)境溫度下(250℃以下)，復合氧化物不顯示出潤滑性。因此，在一般使用環(huán)境中，燒結(jié)體的機械性能不會變差。

(2)在鐵基燒結(jié)體的一個示例性方式中，鐵基燒結(jié)體包含0.05質(zhì)量％以上0.35質(zhì)量％以下的mn，并且至少部分的mn結(jié)合至所述復合氧化物，或者至少部分的mn以固溶體形式存在于所述復合氧化物中。

鐵基燒結(jié)體可以包含上述含量范圍內(nèi)的mn。由于mn是硬質(zhì)的，所以單獨存在的mn或者以mn的簡單氧化物形式存在的mn會使得切削加工性變差，并且使得粉末成形期間的可壓縮性變差。這導致了難以實現(xiàn)高密度的問題。因此，通常在原料粉末的制造過程中，通過精制而盡可能多地除去mn。在這種方式中，雖然包含的mn在上述含量范圍內(nèi)，但是硬質(zhì)mn與復合氧化物結(jié)合，或者硬質(zhì)mn以固溶體形式存在于復合氧化物中，并在切削期間，硬質(zhì)mn與復合氧化物一起被加熱至切削工具的切削刃的溫度。這種情況促進了軟化，并且改善了切削加工性。此外，可以減少由于高純度精制而引起的成本增加。結(jié)合到復合氧化物的mn或以固溶體形式而存在于復合氧化物中的mn不一定是諸如mno之類的氧化物晶體結(jié)構(gòu)的形式。

(3)在包含mn的鐵基燒結(jié)體的一個示例性方式中，所述鐵基燒結(jié)體進一步包含0.001質(zhì)量％以上0.02質(zhì)量％以下的s，并且至少部分的s結(jié)合至所述復合氧化物和mn中的至少一者，或者至少部分的s以固溶體形式而存在于所述復合氧化物和mn中的至少一者中。

鐵基燒結(jié)體可以包含上述含量范圍內(nèi)的s。當鐵基燒結(jié)體包含s時，易于改善切削加工性。當s結(jié)合到復合氧化物，或者作為固溶體存在于復合氧化物中時，可以提高切削加工性(主要是排屑能力)。然而，由于s可能會引起材料脆化并導致強度降低，因此需要限制s的添加量。當s結(jié)合到mn或以固溶體而存在于mn中時，材料的強度降低。然而，在相對地降低s的影響的同時，可以提高切削加工性。

(4)在鐵基燒結(jié)體的另一個示例性方式中，在所述鐵基燒結(jié)體的包括距所述鐵基燒結(jié)體的表面10μm以內(nèi)的表面區(qū)域的橫截面中，所述復合氧化物顆粒包括不規(guī)則形狀顆粒，各所述不規(guī)則形狀顆粒包括埋沒在所述金屬基體中的埋沒部分、以及露出于所述表面并由所述埋沒部分沿一個方向延伸的露出延伸部分。

不規(guī)則形狀顆粒的形成如下。在切削期間，將復合氧化物加熱至切削工具的切削刃的溫度，從而使其軟化，然后軟化的復合氧化物跟隨切削工具的切削刃，并且沿切削方向延伸。具體而言，當鐵基燒結(jié)體中存在不規(guī)則形狀顆粒時，據(jù)認為，復合氧化物在切削刃的溫度下充分地受熱軟化。受熱軟化的復合氧化物跟隨工具的切削刃，從而提供更好的潤滑性并且在工具的切削刃的表面上形成覆膜，由此可以減少切削工具的擴散磨損和粘著磨損。

(5)在鐵基燒結(jié)體的一個示例性方式中，其中復合氧化物顆粒包括不規(guī)則形狀顆粒，所述露出延伸部分存在于距所述鐵基燒結(jié)體的所述表面3μm以內(nèi)。

當不規(guī)則形狀顆粒的露出延伸部分存在于鐵基燒結(jié)體的表面區(qū)域中時，可以通過復合氧化物進一步提高切削加工性。

(6)在鐵基燒結(jié)體的另一個示例性方式中，以質(zhì)量％計，所述復合氧化物包含4％以上35％以下的si、2％以上25％以下的al、2％以上35％以下的ca，以及35％以上55％以下的o，并且si、al、ca以及o的總質(zhì)量與所述復合氧化物的總質(zhì)量之比為45％以上99.8％以下。

當復合氧化物被構(gòu)成為具有特定組成時，切削期間在切削工具的切削刃的溫度下受熱軟化的復合氧化物的粘度可以進一步有效地降低，并且切削加工性可以進一步提高。

(7)在鐵基燒結(jié)體的另一個示例性方式中，所述復合氧化物包含作為必要元素的si、al、ca和o，并且進一步包含選自b、mg、na、mn、sr、ti、ba和zn中的至少一種元素。

當復合氧化物包含特定元素時，切削期間在切削工具的切削刃的溫度下可以進一步有效地降低受熱軟化的復合氧化物的粘度，并且復合氧化物的流動性得以提高。這使得易于在切削工具的切削刃上形成覆膜，并且潤滑性得以進一步提高，以便可以有效地提高切削加工性。

(8)在鐵基燒結(jié)體的另一個示例性方式中，以質(zhì)量％計，所述至少一種元素的含量滿足以下關(guān)系中的至少一者：b為4％以上8％以下、mg為0.5％以上15％以下、na為0.01％以上1％以下、mn為0.01％以上0.3％以下、sr為0.01％以上1％以下、ti為0.3％以上8％以下、ba為2％以上25％以下、并且zn為5％以上45％以下。

在上述方式中，切削期間在切削工具的切削刃的溫度下受熱軟化的復合氧化物的粘度可以進一步有效地降低，并且切削加工性可以進一步提高。

(9)在鐵基燒結(jié)體的另一個示例性方式中，所述復合氧化物包含至少30質(zhì)量％的非晶質(zhì)成分。

當復合氧化物包含至少30質(zhì)量％的非晶質(zhì)成分時，切削期間復合氧化物易于在切削工具的切削刃的溫度下受熱軟化，從而顯示出潤滑性，并且可以容易地在切削工具的切削刃的表面上形成覆膜。

(10)在鐵基燒結(jié)體的另一個示例性方式中，所述鐵基燒結(jié)體包含選自c、cu、ni、cr和mo中的至少一種元素。

當鐵基燒結(jié)體包含上述元素時，鐵基燒結(jié)體的強度得以提高。

(11)在包含選自c、cu、ni、cr和mo中的至少一種元素的鐵基燒結(jié)體的一個示例性方式中，相對于所述鐵基燒結(jié)體的總質(zhì)量，所包含的c的含量為0.2質(zhì)量％以上3.0質(zhì)量％以下，并且相對于所述鐵基燒結(jié)體的總質(zhì)量，所包含的選自cu、ni、cr和mo中的至少一種元素的總含量為0.5質(zhì)量％以上6.5質(zhì)量％以下。

當所包含的c在上述范圍內(nèi)時，c在燒結(jié)期間擴散，并且通過固溶強化來提高鐵基燒結(jié)體的強度。當所包含的選自cu、ni、cr和mo中的至少一種元素在上述范圍內(nèi)時，燒結(jié)性得以提高，并且鐵基燒結(jié)體的強度和疲勞特性得以提高。

[本發(fā)明的實施方案的詳述]

將對根據(jù)本發(fā)明實施方案的鐵基燒結(jié)體進行更具體的說明。

[鐵基燒結(jié)體]

根據(jù)實施方案的鐵基燒結(jié)體包含金屬基體和包含在金屬基體中的復合氧化物顆粒。根據(jù)本實施方案的鐵基燒結(jié)體的主要特征在于：微細復合氧化物顆粒均勻地分散在鐵基燒結(jié)體中。將對該結(jié)構(gòu)進行詳細說明。

<<金屬基體>>

金屬基體由包含99.9質(zhì)量％以上的fe和不可避免的雜質(zhì)的純鐵構(gòu)成，或者由包含添加元素、以及余量的fe和不可避免的雜質(zhì)的fe合金形成。形成金屬基體的鐵基粉末是由包含fe作為主成分的顆粒構(gòu)成的粉末(鐵基粉末中的fe的含量為99.0質(zhì)量％以上)。所使用的鐵基粉末可以是(例如)諸如霧化鐵粉或還原鐵粉之類的純鐵粉、通過預先將合金元素合金化而制備的預合金鋼粉、或者通過部分擴散以將合金元素合金化而制備的部分擴散合金鋼粉。這些粉末可以單獨使用或者可以以混合物的形式使用。鐵基粉末的平均粒徑(d50直徑：在基于質(zhì)量的累積分布曲線中對應于50％的粒徑)為約50μm以上約150μm以下，并且相對于鐵基燒結(jié)體的總質(zhì)量，所包含的鐵基粉末的量為92.0質(zhì)量％以上99.9質(zhì)量％以下。

<<復合氧化物>>

復合氧化物顆粒是包含多種金屬元素的氧化物(復合氧化物)的顆粒。復合氧化物顆粒均勻地存在于鐵基燒結(jié)體中，并且提高了鐵基燒結(jié)體的切削加工性。位于鐵基燒結(jié)體的加工點處的復合氧化物顆粒被加熱到工具的切削刃的溫度，從而被軟化，然后軟化的復合氧化物顆粒形成了覆蓋工具的切削刃的表面的覆膜，并且該復合氧化物起到了潤滑劑的作用。受熱軟化的復合氧化物可以防止切削工具的擴散磨損和粘著磨損、以及防止切削阻力隨時間的增加，并且可以提高鐵基燒結(jié)體的切削加工性。來自于復合氧化物的覆膜和潤滑劑的詳細情況將在后面的試驗例中進行說明。

(組成)

復合氧化物包含作為必要元素的si、al、ca和o，并且還進一步包含選自b、mg、na、mn、sr、ti、ba和zn中的至少一者。接下來將說明這些元素的效果及其優(yōu)選的含量。各元素的含量是將復合氧化物的組成設(shè)為100％時的質(zhì)量比。

-si

si是有助于提高包括非晶相的復合氧化物強度的元素，并形成了復合氧化物的基礎(chǔ)。所包含的si的量為4質(zhì)量％以上35質(zhì)量％以下。當si的含量為4質(zhì)量％以上時，可以優(yōu)選得到上述效果。si的含量可以是10質(zhì)量％以上、15質(zhì)量％以上。當si的含量為35質(zhì)量％以下時，可以降低復合氧化物的熔點。si的含量可以為30質(zhì)量％以下、20質(zhì)量％以下。

-al

al是提高復合氧化物化學耐久性的元素，其提高復合氧化物的穩(wěn)定性，并且增加形成非晶相的能力，從而抑制了復合氧化物的結(jié)晶。所包含的al的量為2質(zhì)量％以上25質(zhì)量％以下。當al的含量為2質(zhì)量％以上時，可以優(yōu)選得到上述效果。al的含量可以為9重量％以上、12.5質(zhì)量％以上。若al的含量過高，則復合氧化物的熔融性變差。這會導致粘度增加，并且復合氧化物的玻璃化轉(zhuǎn)變點和軟化點傾向于增加。若復合氧化物的玻璃化轉(zhuǎn)變點和軟化點過高，則位于鐵基燒結(jié)體的加工點處的復合氧化物在工具的切削刃的溫度下不易受熱軟化。在這種情況下，不易于在工具的切削刃的表面上形成覆膜，并且不太可能獲得潤滑效果。當al的含量為25質(zhì)量％以下時，可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變點和軟化點，并且可以提高鐵基燒結(jié)體的切削加工性。al的含量可以為22質(zhì)量％以下、15.5質(zhì)量％以下。

-ca

ca是有助于提高復合氧化物穩(wěn)定性的元素，其提高復合氧化物的化學耐久性，降低復合氧化物的粘度，并且有助于改善潤滑性。所包含的ca的量為2質(zhì)量％以上35質(zhì)量％以下。當ca的含量為2質(zhì)量％以上時，優(yōu)選得到上述效果。ca的含量可以為3質(zhì)量％以上、5質(zhì)量％以上，特別是12質(zhì)量％以上。當ca的含量為35質(zhì)量％以下時，可以抑制粘度的增加。ca的含量可以為30質(zhì)量％以下、25質(zhì)量％以下。

-o

所包含的o的量為35質(zhì)量％以上55質(zhì)量％以下。當o的含量為35質(zhì)量％以上時，可以提高復合氧化物的穩(wěn)定性，并且可以改善復合氧化物的化學耐久性。o的含量可以為40質(zhì)量％以上、48質(zhì)量％以上。若o的含量過高，則容易形成粗大的復合氧化物，這會影響鐵基燒結(jié)體的切削加工性、強度等。當o的含量為55質(zhì)量％以下時，可以提高鐵基燒結(jié)體的切削加工性和強度。o的含量可以為54質(zhì)量％以下、52質(zhì)量％以下。

-b

b是有助于提高復合氧化物熔融性的元素，并且其有助于提高潤滑性。所包含的b的量為4質(zhì)量％以上8質(zhì)量％以下。當b的含量為4質(zhì)量％以上時，優(yōu)選得到上述效果，并且可以降低玻璃化轉(zhuǎn)變點和軟化點。b的含量可以為4.5質(zhì)量％以上、5質(zhì)量％以上。當b的含量為8質(zhì)量％以下時，可以確保復合氧化物的化學耐久性。b的含量可以為7質(zhì)量％以下、6.5質(zhì)量％以下。應該注意的是，以復合氧化物的形式添加b完全不會在滲碳期間造成強度的降低。

-mg

mg是有助于提高復合氧化物穩(wěn)定性的元素。所包含的mg的量為0.5質(zhì)量％以上15質(zhì)量％以下。當mg的含量為0.5質(zhì)量％以上時，優(yōu)選得到上述效果。mg的含量可以為1質(zhì)量％以上、2質(zhì)量％以上。當mg的含量為15質(zhì)量％以下時，可以容易地形成包括非晶相的復合氧化物。mg的含量可以為12質(zhì)量％以下、8質(zhì)量％以下。

-sr

sr是有助于提高復合氧化物穩(wěn)定性的元素，并且其提高了復合氧化物的覆蓋性。所包含的sr的量為0.01質(zhì)量％以上1質(zhì)量％以下。當sr的含量為0.01質(zhì)量％以上時，優(yōu)選得到上述效果。sr的含量可以為0.05質(zhì)量％以上、0.10質(zhì)量％以上。若sr的含量過高，則不能得到上述效果。因此，sr的含量為1質(zhì)量％以下、0.7質(zhì)量％以下、0.5質(zhì)量％以下。

-na

na是有助于降低玻璃化轉(zhuǎn)變點并且降低粘度的元素。所包含的na的量可以為0.01質(zhì)量％以上1質(zhì)量％以下。na的含量可以為0.01質(zhì)量％以上0.8質(zhì)量％以下，并且可以為0.015重量％以上0.06質(zhì)量％以下。

-mn

mn是提高復合氧化物穩(wěn)定性并改善潤滑性的元素。所包含的mn的量可以為0.01質(zhì)量％以上0.3質(zhì)量％以下。mn的含量可以為0.05質(zhì)量％以上0.25質(zhì)量％以下，并且可以為0.1質(zhì)量％以上0.2質(zhì)量％以下。

-ti、ba和zn

ti、ba和zn是提高復合氧化物的穩(wěn)定性并提高復合氧化物的化學耐久性的元素。ti的含量可以為0.3質(zhì)量％以上8質(zhì)量％以下、0.5質(zhì)量％以上6.5質(zhì)量％以下、1質(zhì)量％以上5質(zhì)量％以下。ba的含量可以為2質(zhì)量％以上25質(zhì)量％以下、4質(zhì)量％以上至15質(zhì)量％以下、6質(zhì)量％以上12質(zhì)量％以下。zn的含量可以為5質(zhì)量％以上45質(zhì)量％以下、10質(zhì)量％以上35質(zhì)量％以下、18質(zhì)量％以上25質(zhì)量％以下。

在上述成分中，si、al、ca和o的總質(zhì)量與復合氧化物的總質(zhì)量之比優(yōu)選為45％以上99.8％以下。在這種情況下，可以更加有效地降低切削期間在切削工具的切削刃的溫度下受熱軟化的復合氧化物的粘度，切削加工性得以進一步提高。相對于復合氧化物的總質(zhì)量，si、al、ca和o的總含量更優(yōu)選為50％以上96％以下、70％以上90％以下。

(結(jié)構(gòu))

優(yōu)選地，復合氧化物包含30質(zhì)量％以上的非晶質(zhì)成分。當復合氧化物包含大量的非晶成分時，位于鐵基燒結(jié)體的加工點處的復合氧化物在工具的切削刃的溫度下受熱軟化，從而提供潤滑性，并且可以形成來自于復合氧化物的覆膜。復合氧化物中非晶質(zhì)成分的量可以為50質(zhì)量％以上、70質(zhì)量％以上，并且整個復合氧化物可以基本上都是非晶質(zhì)成分?？梢酝ㄟ^以下方法確定復合氧化物中的非晶質(zhì)成分：在場致發(fā)射掃描電子顯微鏡(fe-sem)下，基于復合氧化物和鐵基基材之間的對比度差異來識別復合氧化物的位置，然后在透射電子顯微鏡(tem)下使用電子衍射圖案確認各識別位置處的結(jié)晶狀態(tài)。

優(yōu)選地，復合氧化物的玻璃化轉(zhuǎn)變點為725℃以下。位于鐵基燒結(jié)體的加工點處的工具切削刃的溫度取決于用作工件的鐵基燒結(jié)體的組成，并且在使用冷卻劑的濕式加工中，該溫度為約400℃至約920℃。在穩(wěn)定加工期間，切削刃的溫度為約400℃。然而，據(jù)預測，切削刃的溫度會局部瞬時增加到600℃以上。因此，當復合氧化物的玻璃化轉(zhuǎn)變點為725℃以下時，位于鐵基燒結(jié)體的加工點處的復合氧化物在工具的切削刃的溫度下受熱軟化。在這種情況下，復合氧化物的粘度降低，其流動性增加。復合氧化物由此提供了潤滑性，并且可以形成來自于復合氧化物的覆膜。復合氧化物的玻璃化轉(zhuǎn)變點可以為680℃以下、560℃以下、450℃以下?？梢酝ㄟ^以下方法測定工具的切削刃的溫度。將光纖插入到形成于鐵基燒結(jié)體中的小孔(約φ1mm)中，并且通過光纖檢測由鐵基燒結(jié)體發(fā)射的輻射波長。在切削刃通過孔的瞬間，使用雙色溫度計由波長確定此時的切削刃的絕對溫度?？梢酝ㄟ^(例如)差示掃描量熱法(dsc)或熱機械分析法(tma)測定復合氧化物的玻璃化轉(zhuǎn)變點。可以通過使用復合氧化物的組成的計算得出玻璃化轉(zhuǎn)變點和軟化點，并且可以使用(例如)熱力學平衡計算軟件和熱力學數(shù)據(jù)庫factsage來計算。

優(yōu)選地，復合氧化物的軟化點為950℃以下。當復合氧化物的軟化點為950℃以下時，位于鐵基燒結(jié)體的加工點處并在工具的切削刃的溫度下受熱軟化的復合氧化物的流動性進一步增加。這給予工具的切削刃的表面以潤滑性，并且可以在切削刃的表面上形成來自于復合氧化物的覆膜。當位于鐵基燒結(jié)體的加工點處的工具的切削刃的溫度為約400℃至約920℃時，復合氧化物的軟化點可以為800℃以下、750℃以下、600℃以下、500℃以下?？梢酝ㄟ^tma或運動粘度測定法來測定軟化點。

優(yōu)選地，復合氧化物在軟化點處的粘度為1×10^7.6dpa·s以下。在這種情況下，可以充分地確保位于鐵基燒結(jié)體的加工點處并且在工具的切削刃的溫度下受熱軟化的復合氧化物的流動性。這樣可以有效地提供潤滑性，并且可以使工具切削刃的表面被來自于復合氧化物的覆膜充分覆蓋。

復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑為0.3μm以上2.5μm以下。當復合氧化物顆粒是稍后進行說明的不規(guī)則形狀顆粒時，使用平均當量圓直徑。平均當量圓直徑是通過將不規(guī)則形狀顆粒的面積轉(zhuǎn)換成正圓的面積從而獲得的平均等效圓直徑。由于復合氧化物顆粒微細，即平均當量圓直徑為2.5μm以下，所以在鐵基燒結(jié)體的加工點處的復合氧化物在工具的切削刃的溫度下容易受熱軟化，因此可以容易地提高燒結(jié)體的切削加工性。優(yōu)選地，復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑為1.8μm以下、1.2μm以下。當復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑為0.3μm以上、0.5μm以上時，復合氧化物顆粒在其制造過程中易于處理。

(分散狀態(tài))

當在鐵基燒結(jié)體的橫截面上取面積為176μm×226μm的主視野，并將主視野分成每個視野的面積為35.2μm×45.2μm的5×5陣列的25個視野時，復合氧化物滿足以下條件。通過后述的鐵基燒結(jié)體的制造方法得到的鐵基燒結(jié)體在其整個體積上具有基本相同的結(jié)構(gòu)，從而可以使用鐵基燒結(jié)體的任意橫截面以及任意視野。所采用的橫截面和視野優(yōu)選來自距鐵基燒結(jié)體的表面至少0.5mm的內(nèi)部區(qū)域，并且更優(yōu)選來自距表面至少1mm的內(nèi)部區(qū)域。

通過將25個視野的總面積除以存在于25個視野中的復合氧化物顆粒的總數(shù)而得到的值為10μm²/顆粒以上1000μm²/顆粒以下。當上述值為10μm²/顆粒以上時，復合氧化物均勻地存在于鐵基燒結(jié)體中。在這種情況下，在鐵基燒結(jié)體的切削期間，切削工具的切削刃與復合氧化物接觸的可能性較高。因此，在工具的切削刃的表面上經(jīng)常形成有來自于復合氧化物的覆膜。這使得復合氧化物更有效地提供潤滑性，從而可以提高鐵基燒結(jié)體的切削加工性。當存在的復合氧化物的量過多時，金屬基體的相對量變小，強度降低。因此，當上述值為1000μm²/顆粒以下時，鐵基燒結(jié)體的強度得以確保。上述值優(yōu)選為12μm²/顆粒以上620μm²/顆粒以下、60μm²/顆粒以上450μm²/顆粒以下。

在25個視野中，不存在復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目為4個以下。當上述視野的數(shù)目為4個以下時，復合氧化物均勻地存在于鐵基燒結(jié)體中。不存在復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目越少，復合氧化物在鐵基燒結(jié)體中的分布越均勻。因此，不存在復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目優(yōu)選為3個以下、2個以下、1個以下。特別地，最優(yōu)選的是復合氧化物顆粒存在于所有的視野中，不存在復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目為零。短語“不存在復合氧化物顆?！敝傅氖钱斣?,000x的放大倍數(shù)下使用分辨率為約300nm的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡(fe-sem)時，即使在分析水平下也不能探測到復合氧化物顆粒。

優(yōu)選地，存在至少兩個復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目為15個以上。在這種情況下，復合氧化物更均勻地分布在鐵基燒結(jié)體中，并且可以進一步提高切削加工性。存在至少兩個復合氧化物顆粒的視野的數(shù)目優(yōu)選為17個以上、20個以上，特別優(yōu)選在所有視野中都存在有至少兩個復合氧化物顆粒。

從25個視野中選擇2×2陣列的4個視野，使得該2×2陣列不包括其中不存在復合氧化物的視野，并且將所選擇的2×2陣列稱為中視野。優(yōu)選地，存在于中視野中的復合氧化物顆粒的數(shù)目為5個以上。在這種情況下，復合氧化物更均勻地分布在鐵基燒結(jié)體中，并且可以進一步提高切削加工性。存在于中視野中的復合氧化物顆粒的數(shù)目更優(yōu)選為7個以上、9個以上。

(形狀)

在鐵基燒結(jié)體的包括距鐵基燒結(jié)體的表面10μm以內(nèi)的表面區(qū)域的橫截面中，復合氧化物顆粒包括不規(guī)則形狀顆粒，各不規(guī)則形狀顆粒包括埋沒在金屬基體中的埋沒部分、以及露出于表面并由埋沒部分沿一個方向延伸的露出延伸部分。優(yōu)選地，露出延伸部分存在于距離鐵基燒結(jié)體的表面3μm以內(nèi)的區(qū)域。不規(guī)則形狀顆粒的形成如下。在鐵基燒結(jié)體的切削期間，復合氧化物被加熱至切削工具的切削刃的溫度，從而被軟化，然后軟化的復合氧化物跟隨切削工具的切削刃，并沿切削方向延伸。切削方向可以通過加工表面上的條紋狀工具痕跡來大致確定。切削方向是當在sem下觀察橫截面時鐵結(jié)構(gòu)的塑性流動的方向(進行磨削時的磨削方向)。稍后將在試驗例中說明不規(guī)則形狀顆粒的詳細情況。

<<其他>>

鐵基燒結(jié)體可以進一步包含選自c、cu、ni、cr和mo中的至少一種元素。當鐵基燒結(jié)體包含c時，c在燒結(jié)期間擴散，鐵基燒結(jié)體的強度可通過固溶強化而提高。若將鐵基燒結(jié)體的量設(shè)為100質(zhì)量％，則所包含的c的量可以為0.2質(zhì)量％以上3.0質(zhì)量％以下。當鐵基燒結(jié)體包含選自cu、ni、cr和mo中的至少一種金屬元素時，燒結(jié)性得以提高，并且鐵基燒結(jié)體的強度和疲勞特性得以提高。若將鐵基燒結(jié)體的量設(shè)為100質(zhì)量％，則所包含的這些金屬元素的總量可以為0.5質(zhì)量％以上6.5質(zhì)量％以下。當鐵基燒結(jié)體包含cu時，cu的含量可以為0.5質(zhì)量％以上3.0質(zhì)量％以下。

鐵基燒結(jié)體可以包含mn和s。mn和s來自于形成金屬基體的鐵基粉末。若將鐵基燒結(jié)體的量設(shè)為100質(zhì)量％，則所包含的mn的量可以在0.05質(zhì)量％以上0.35質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，至少部分的mn結(jié)合到復合氧化物上，或者至少部分的mn以固溶體形式而存在于復合氧化物中。當硬質(zhì)mn結(jié)合到復合氧化物、或者硬質(zhì)mn以固溶體形式而存在于復合氧化物中時，在切削期間，硬質(zhì)mn與復合氧化物一起被加熱至切削工具的切削刃的溫度，從而軟化。在這種情況下，受熱軟化的復合氧化物提供潤滑性，從而可以提高切削加工性。mn不會導致工具的氧化。由于可以省略通過精制來除去硬質(zhì)mn的步驟，因此可以防止成本增加。所包含的s的量可以在0.001質(zhì)量％以上0.02質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，至少部分的s結(jié)合到復合氧化物和mn中的至少一者、或者至少部分的s以固溶體的形式而存在于復合氧化物和mn中的至少一者中。當s結(jié)合到復合氧化物、或者s以固溶體形式而存在于復合氧化物中時，可以提高切削加工性(主要是排屑能力)。然而，由于s可能會引起材料脆化并導致強度降低，因此需要限制s的添加量。當s結(jié)合到mn或以固溶體形式而存在于mn中時，材料的強度降低。然而，在相對地減少s的影響的同時，可以提高切削加工性。

[用途]

本實施方案中的鐵基燒結(jié)體可以適合用作各種鐵基燒結(jié)體，例如需要高尺寸精度的油泵部件、可變氣門機構(gòu)部件以及諸如齒輪之類的各種汽車部件。

[鐵基燒結(jié)體的制造方法]

通常可以通過以下步驟來制造本實施方案中的鐵基燒結(jié)體：準備原料粉末，混合原料粉末以制備粉末混合物，將粉末混合物壓縮成形以制備成形體，并將該成形體燒結(jié)以制造燒結(jié)體。

-原料粉末的準備

準備鐵基粉末和復合氧化物粉末作為原料粉末。根據(jù)需要準備石墨粉末，選自cu、ni、cr和mo粉末中的至少一種非fe金屬粉末，以及用作形成潤滑劑的有機物。當準備石墨粉末時，石墨粉末的平均粒徑可以為約2μm以上約30μm以下，并且相對于原料粉末的總量，所包含的石墨粉末的量可以為0.2質(zhì)量％以上3.0質(zhì)量％以下。當準備選自cu、ni、cr和mo粉末中的至少一種非fe金屬粉末時，選自cu、ni、cr和mo粉末中的至少一種非fe金屬粉末的平均粒徑可以為約10μm以上約100μm以下，并且相對于原料粉末的總量，所包含的非fe金屬粉末的量可以為0.5質(zhì)量％以上6.5質(zhì)量％以下。通?？梢酝ㄟ^以下步驟來制造復合氧化物粉末：制造復合氧化物的熔塊，粗研磨該熔塊以制造粗粉末，細研磨粗粉末以制造細粉末，并將細粉末與鐵基粉末混合從而制造粉末混合物(粉末冶金用鐵基粉末)。

-復合氧化物熔塊的制造

將在特定范圍內(nèi)包含si、al、ca、o以及至少一種選自b、mg、na、mn、sr、ti、ba和zn中的元素的復合氧化物加熱至其熔點以上，然后進行冷卻以制造復合氧化物熔塊。這些元素的含量與上述復合氧化物顆粒的含量相同。可以根據(jù)復合氧化物的組成適當?shù)卦O(shè)定加熱溫度，其可以為約1,000℃至約1,700℃。

-通過粗研磨熔塊而制造粗粉末

將上述復合氧化物熔塊粗研磨至20μm以上的平均粒徑，從而制造了粗復合氧化物粉末。粗研磨可以是(例如)使用顎式破碎機、輥式破碎機、搗碎機、布朗磨機或球磨機的機械研磨。

-通過細研磨粗粉末而制造細粉末

將上述粗復合氧化物粉末細研磨至規(guī)定粒徑，從而制造了細粉末。采用不使用研磨介質(zhì)的氣流磨來進行細研磨。所使用的氣流磨可以是(例如)噴射磨機。不使用研磨介質(zhì)的細粉碎可以防止污染，使得對粗復合氧化物粉末進行粉碎并同時不殘留粗顆粒，并且可以防止過度細研磨。

-通過混合細粉末和鐵基粉末而制造粉末混合物

將所制備的原料粉末混合以制造粉末混合物。使用具有能夠破碎細粉末聚集的剪切力的混合器來將這些粉末混合。將這些粉末強制攪拌并混合。所使用的混合器可以是(例如)雙錐形混合器、攪拌混合器或偏心混合器。通過強制攪拌和混合這些粉末，可以將微細的復合氧化物粉末均勻地分散在鐵基粉末中。通過將具有比鐵基粉末更大的比表面積的微細復合氧化物均勻地分散在鐵基粉末中，微細的復合氧化物可以容易地與可能包含在鐵基粉末中的至少一部分的mn或其氧化物反應。此外，在經(jīng)燒結(jié)的鐵基燒結(jié)體的切削期間，切削工具的切削刃與復合氧化物接觸的可能性較高。因此，在工具的切削刃的表面上總是會形成來自于復合氧化物的覆膜。這使得復合氧化物更有效地提供潤滑性，從而可以提高鐵基燒結(jié)體的切削加工性。當粉末混合在一起時，可以使用兩步驟混合法，其包括：將復合氧化物粉末與用作主要組分的鐵基粉末的至少一部分混合，或者將復合氧化物粉末與比重相對接近于復合氧化物的石墨粉末混合，從而制備預備粉末混合物；然后將預備粉末混合物與鐵基粉末和非fe金屬粉末混合。

-成形體的制造

將上述粉末混合物填充到模具中并進行壓縮成形以制造成形體。成形壓力為(例如)約400mpa以上1,200mpa以下。通過調(diào)整所使用的模具的形狀，可以獲得具有復雜形狀的成形體。

-燒結(jié)體的制造

將上述成形體在氮氣或轉(zhuǎn)化氣體氣氛中、約1,000℃以上約1,350℃以下的溫度條件下進行燒結(jié)約10分鐘至約120分鐘，從而制造燒結(jié)體。

[試驗例]

制造包含金屬基體和包含在金屬基體中的復合氧化物顆粒的各鐵基燒結(jié)體，研究各鐵基燒結(jié)體中復合氧化物的分散狀態(tài)及其切削加工性。

[樣品的制造]

-樣品no.1至6和no.101

準備作為原料粉末的鐵基粉末、石墨粉末、cu粉末和復合氧化物粉末。在所用的鐵基粉末中，fe中包含有0.18質(zhì)量％的mn和0.004質(zhì)量％的s。鐵基粉末的平均粒徑為74.55μm。在該試驗例中，平均粒徑是通過microtrac法(激光衍射-散射法)測定的d50直徑(基于質(zhì)量的累積分布曲線中對應于50％的粒徑)。鐵基粉末的d10直徑(基于質(zhì)量的累積分布曲線中對應于10％的粒徑)為31.39μm，d95直徑(基于質(zhì)量的累積分布曲線中對應于95％的粒徑)為153.7μm，最大直徑為228.2μm。石墨粉末的平均粒徑(即d50直徑)為28μm。cu粉末的平均粒徑(即d50直徑)為30μm。

所用的復合氧化物粉末由具有表1所示組成的復合氧化物組成。表1所示的各復合氧化物中的含量為當復合氧化物的組成為100％時的質(zhì)量比。各復合氧化物粉末的平均粒徑(即d50直徑)為0.87μm。各復合氧化物粉末的d10直徑為0.55μm，d95直徑為3.30μm，并且最大粒徑為10.09μm。通過將具有上述組成之一的復合氧化物加熱至其熔點以上，再冷卻復合氧化物以制造復合氧化物熔塊，使用球磨機粗研磨復合氧化物熔塊，然后使用噴射磨機細研磨所得的復合氧化物，從而制造各復合氧化物粉末。對于所獲得的各復合氧化物粉末，基于復合氧化物和鐵基基材之間的對比度差異識別復合氧化物的位置，然后在透射電子顯微鏡(tem)下使用電子衍射圖案確認上述各識別位置的結(jié)晶狀態(tài)。據(jù)發(fā)現(xiàn)，復合氧化物中的非晶質(zhì)成分的量為35質(zhì)量％。

制備上述粉末，使得鐵基粉末:cu粉末:石墨粉末:其中一種復合氧化物粉末的質(zhì)量比為97.1:2.0:0.8:0.1，并加入成形潤滑劑，使得成形潤滑劑的質(zhì)量與粉末的總質(zhì)量之比為0.8。將所制備的粉末用攪拌混合器混合，從而制造粉末混合物(粉末冶金用鐵基粉末)。當將粉末混合時，可以不混合用作成形潤滑劑的有機物質(zhì)，可以將潤滑劑涂布到模具上。

將所得的粉末混合物填充到模具中并在700mpa的成形壓力下進行加壓壓縮，從而制造出外徑φ60mm×內(nèi)徑φ10mm×高度40mm的圓柱狀成形體。

將所得的成形體在轉(zhuǎn)化氣體氣氛中、1,130℃下進行熱處理15分鐘，從而制造出燒結(jié)體(樣品no.1至6以及no.101)。

-樣品no.111

作為原料粉末，樣品no.111使用包含上述鐵基粉末、石墨粉末和cu粉末但不包含復合氧化物粉末的粉末冶金用鐵基粉末。其他條件與樣品no.1相同。

[試驗例1：鐵基燒結(jié)體中復合氧化物的分散狀態(tài)]

研究了鐵基燒結(jié)體中復合氧化物的分散狀態(tài)。在該試驗例中，使用樣品no.1、2和111作為樣品的代表，研究了這些樣品的鐵基燒結(jié)體中的復合氧化物的分散狀態(tài)。特別地，對于樣品no.1和2的各鐵基燒結(jié)體，進行以下兩種類型的試驗以確認再現(xiàn)性。在第一種類型的試驗中，從各鐵基燒結(jié)體中取兩個不同的橫截面，并且在每個橫截面上取一個主視野以進行試驗(在兩個橫截面中的一個上進行的試驗由n＝1表示，在另一個橫截面上進行的試驗由n＝2表示)。在第二種類型的試驗中，制造了這樣的鐵基燒結(jié)體，其不同于經(jīng)歷了第一種試驗類型的鐵基燒結(jié)體，從所制造的鐵基燒結(jié)體中取一個橫截面。在橫截面中取一個主視野，并對該主視野進行試驗(在這一不同的鐵基燒結(jié)體上進行的試驗由n＝3表示)。這兩種試驗類型都使用相同的試驗方法。

<<復合氧化物的分散狀態(tài)>>

將所得的樣品no.1、2和111的各鐵基燒結(jié)體采用橫截面拋光機進行切削以取得橫截面，并在場致發(fā)射掃描電子顯微鏡(fe-sem)下觀察橫截面?？梢曰谄渲邪脑貋碜R別復合氧化物。具體而言，取面積為176μm×226μm的主視野，并將主視野分成每個視野的面積為35.2μm×45.2μm的5×5陣列的25個視野，利用能量色散x射線光譜(edx)通過3,000x下的元素映射來進行組成分析。在上述放大倍數(shù)下的edx分析的分辨率為約0.03μm，并且在加速電壓為15kv的條件下進行該分析。使用圖像處理軟件(image-proplus，mediacybernetics制)從所得的映射圖像中選擇和提取元素，然后針對各元素計算數(shù)量和面積。圖1至6示出了樣品no.1的元素映射，圖7至12示出了樣品no.2的元素映射。圖13和14示出了樣品no.111的元素映射。在每個圖中，白點表示其中存在待分析的元素的區(qū)域。所使用的圖像處理軟件不限于上述圖像處理軟件，并且可以使用具有與上述軟件相同功能的任意軟件。

圖1示出了樣品no.1(n＝1)中的復合氧化物中的al、ca、si、o、mg和na的元素映射、以及鐵基燒結(jié)體中所含的mn和s的元素映射。從圖1中可以看出，o和選自al、ca、si中的至少兩種元素存在于相同的位置。具體而言，存在于鐵基燒結(jié)體中的復合氧化物包含o以及選自al、ca和si中的至少兩種元素。從圖1中可以看出，大部分的al、ca、si和o存在于相同的位置，鐵基燒結(jié)體中存在的復合氧化物包含al、ca、si和o?？梢钥闯觯辽俨糠值膍g和na存在于與al、ca、si和o相同的位置，并且這些元素形成復合氧化物。圖2示出了作為樣品no.1(n＝1)中的復合氧化物元素的代表的al、si和o的元素映射。圖2中的垂直線和水平線表示5×5陣列的25個視野當中相連視野之間的邊界。從圖2中可以看出，al、si和o(復合氧化物)存在于所有的視野中。特別地，在25個視野中的21個中存在至少兩個復合氧化物顆粒。在25個視野當中，2×2陣列的4個視野被定義為中視野。在樣品no.1(n＝1)中，存在16個中視野。在每個中視野中存在至少9個復合氧化物顆粒，這表明復合氧化物均勻分布。使用圖像處理軟件計算25個視野的總面積除以25個視野中存在的復合氧化物顆粒的總數(shù)而得的商，并且該商為250μm²/顆粒。通過使用圖像處理軟件獲得的復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑為0.85μm。通過確定存在于25個視野中的所有復合氧化物顆粒的等效圓直徑，然后計算所有復合氧化物顆粒的等效圓直徑的平均值，從而得到平均當量圓直徑。從上述結(jié)果可以看出，微細復合氧化物顆粒均勻地分散在樣品no.1(n＝1)的鐵基燒結(jié)體中。

為了確認試驗的再現(xiàn)性，對樣品no.1的鐵基燒結(jié)體再重復進行兩次相同的試驗。圖3示出了樣品no.1(n＝2)中的復合氧化物中的al、ca、si和o的元素映射、以及鐵基燒結(jié)體中所含的mn和s的元素映射，圖4示出了作為樣品no.1(n＝2)中的復合氧化物元素的代表的al、si和o的元素映射。圖5示出了樣品no.1(n＝3)中的復合氧化物中的al、ca、si和o的元素映射、以及鐵基燒結(jié)體中所含的mn和s的元素映射，圖6示出了作為樣品no.1(n＝3)中的復合氧化物元素的代表的al、si和o的元素映射。從圖3和5中可以看出，在n＝2和n＝3中，o和選自al、ca、si中的至少兩種元素存在于相同的位置。特別地，大部分的al、ca、si和o存在于相同的位置。從圖4和6中可以看出，al、si和o(復合氧化物)存在于所有的視野中。在25個視野中的21個視野中存在至少兩個復合氧化物顆粒，并且在25個視野中的每個2×2中視野中存在至少9個復合氧化物顆粒。這表明復合氧化物均勻分布。使用圖像處理軟件來計算25個視野的總面積除以25個視野中存在的復合氧化物顆粒的總數(shù)而得的商，并且n＝2時該商為282μm²/顆粒，n＝3時該商為260μm²/顆粒。通過使用圖像處理軟件來獲得復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑，n＝2時其為0.72μm，n＝3時其為0.61μm。從上述結(jié)果可以看出，微細復合氧化物顆粒均勻地分散在樣品no.1(n＝1至3)的鐵基燒結(jié)體中。

圖7示出了樣品no.2(n＝1)中的復合氧化物中的al、ca、si和o的元素映射、以及鐵基燒結(jié)體中所含的mn和s的元素映射。從圖7中可以看出，o和選自al、ca、si中的至少兩種元素存在于相同的位置。具體而言，存在于鐵基燒結(jié)體中的復合氧化物包含o和選自al、ca和si中的至少兩種元素。從圖7中可以看出，大部分的al、ca、si和o存在于相同的位置，鐵基燒結(jié)體中存在的復合氧化物包含al、ca、si和o。圖8示出了作為樣品no.2(n＝1)中的復合氧化物元素的代表的al、si和o的元素映射。圖8中的垂直線和水平線表示5×5陣列的25個視野當中相連視野之間的邊界。從圖8中可以看出，al、si和o(復合氧化物)存在于25個視野中的21個視野中。具體而言，不存在復合氧化物的視野的數(shù)目是4個。特別地，在25個視野中的19個視野中存在至少兩個復合氧化物顆粒。從25個視野中選取2×2陣列的4個視野，使得該2×2陣列不包括不存在復合氧化物的視野，并將該2×2陣列定義為中視野。在樣品no.2(n＝1)中，存在有10個中視野，并且在這些中視野中的每一個都存在有至少5個復合氧化物顆粒。這表明復合氧化物均勻分布。使用圖像處理軟件來計算25個視野的總面積除以25個視野中存在的復合氧化物顆粒的總數(shù)而得的商，并且該商為379μm²/顆粒。通過使用圖像處理軟件獲得復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑，其為1.11μm。從上述結(jié)果可以看出，微細復合氧化物顆粒也均勻地分散在樣品no.2(n＝1)的鐵基燒結(jié)體中。

為了確認試驗的再現(xiàn)性，對樣品no.2的鐵基燒結(jié)體再重復進行兩次相同的試驗。圖9示出了樣品no.2(n＝2)中的復合氧化物中的al、ca、si和o的元素映射、以及鐵基燒結(jié)體中所含的mn和s的元素映射，圖10示出了作為樣品no.2(n＝2)中的復合氧化物元素的代表的al、si和o的元素映射。圖11示出了樣品no.2(n＝3)中的復合氧化物中的al、ca、si和o的元素映射、以及鐵基燒結(jié)體中所含的mn和s的元素映射，圖12示出了作為樣品no.2(n＝3)中的復合氧化物元素的代表的al、si和o的元素映射。從圖9和11中可以看出，在n＝2和3中，o和選自al、ca、si中的至少兩種元素存在于相同的位置。特別地，大部分的al、ca、si和o存在于相同的位置。從圖10和12中可以看出，對于n＝2，al、si和o(復合氧化物)存在于25個視野中的22個視野中，對于n＝3，al、si和o(復合氧化物)存在于25個視野中的21個視野中，并且不存在復合氧化物的視野的數(shù)目是4以下。從25個視野中選取2×2陣列的視野，使得該2×2陣列不包括不存在復合氧化物的視野，并將該2×2陣列定義為中視野。對于n＝2，每個中視野中存在至少6個復合氧化物顆粒(存在10個中視野)。對于n＝3，每個中視野中存在至少9個復合氧化物顆粒(存在8個中視野)。這表明復合氧化物均勻分布。使用圖像處理軟件來計算25個視野的總面積除以25個視野中存在的復合氧化物顆粒的總數(shù)而得的商，并且n＝2時該商為428μm²/顆粒，n＝3時該商為258μm²/顆粒。通過使用圖像處理軟件獲得復合氧化物顆粒的平均當量圓直徑，n＝2時其為1.19μm，n＝3時其為0.95μm。從上述結(jié)果可以看出，微細復合氧化物顆粒均勻地分散在樣品no.2(n＝1至3)的鐵基燒結(jié)體中。

圖13示出了樣品no.111中的al、ca、o，mn和s的元素映射。從圖13中可以看出，雖然存在微量的al和o，但不存在ca。圖14示出了樣品no.111中的al和o的元素映射。圖14中的垂直線和水平線表示5×5陣列的25個視野當中相連視野之間的邊界。從圖14中可以看出，al和o存在于25個視野中的4個視野中。al作為污染物而微量地存在，但不是如樣品no.1和2中那樣以復合氧化物的形式存在。這是因為原料中含有al作為不可避免的雜質(zhì)，當對鐵基燒結(jié)體進行拋光時，氧化鋁被用作磨料顆粒。使用圖像處理軟件來計算25個視野的總面積除以25個視野中存在的al顆粒的總數(shù)而得的商，并且該商為0μm²/顆粒。無法通過使用圖像處理軟件來計算al顆粒的平均當量圓直徑。

<<mn的存在形式>>

從圖1、3、5、7、9和11所示的al、ca、si、o、mn和s的元素映射可以看出，在各自包含特定量的復合氧化物的樣品no.1和2中，部分的mn和s存在于相同的位置，部分的mn和復合氧化物(al、ca、si和o)存在于相同的位置。從圖13中的al、ca、o、mn和s的元素映射可以看出，在不包含復合氧化物的樣品no.111中，mn和s存在于相同的位置。從上述結(jié)果可以看出，當不包含復合氧化物時，存在的mn結(jié)合到s，或者存在的mn與s形成固溶體。然而，當包含復合氧化物時，部分的mn結(jié)合到復合氧化物，或者部分的mn以固溶體形式而存在于復合氧化物中，并且其余的mn結(jié)合到s，或者其余的mn與s形成固溶體。

[試驗例2：鐵基燒結(jié)體的切削加工性]

對所得的樣品no.1至6、101和111的各燒結(jié)體進行切削試驗。

<<機械性能>>

對于樣品no.1至6、101和111的各燒結(jié)體，制造用于機械性能試驗的試驗片，以測定洛氏硬度hrb、維氏硬度hv、橫向斷裂強度trs和拉伸強度σ。洛氏硬度b的量度hrb通過使用市售的硬度計測定。通過使用三點彎曲法測定橫向斷裂強度trs。樣品no.1的hrb為85.5，hv為2.91gpa，trs為815mpa，σ為551mpa。樣品no.101的hrb為85.4，hv為2.91gpa，trs為817mpa，σ為531mpa。樣品no.111的hrb為85.6，hv為2.92gpa，trs為815mpa，σ為533mpa。樣品no.2至6中每個樣品的hrb、hv、trs和σ都與樣品no.1的hrb、hv、trs和σ基本相同。從這些結(jié)果可以看出，是否存在復合氧化物都不影響燒結(jié)體的機械性能。

將樣品no.1至6、101和111的各燒結(jié)體在900℃下進行滲碳，淬火，然后在200℃下回火，再通過上述方式測定橫向斷裂強度trs和拉伸強度σ。樣品no.1具有972mpa的trs和653mpa的σ，并且樣品no.101具有886mpa的trs和625mpa的σ。樣品no.111具有887mpa的trs和676mpa的σ。淬火和回火后的樣品no.2至6中的每一個樣品的trs和σ都與淬火和回火后的樣品no.1的trs和σ基本相同。從這些結(jié)果可以看出，通過淬火和回火，包含軟化點為1,000℃的復合氧化物粉末的樣品no.101以及不包含復合氧化物粉末的樣品no.111都得以強化，并且與樣品no.101和111一樣，通過淬火和回火，各自包含軟化點為950℃以下的復合氧化物粉末的樣品no.1至6都得以強化。發(fā)現(xiàn)樣品no.1至6具有良好的可硬化性。

<<切削試驗1>>

使用車床對將樣品no.1至6、101和111的各燒結(jié)體的側(cè)面進行切削。切削條件如下所述。使用各種切削工具，使用200m/分鐘的切削速度、0.1mm/轉(zhuǎn)的進給速度和0.2mm的切削深度來進行濕式切削。所使用的切削工具為：具有硬質(zhì)合金制成的刀頭的切削工具，該刀頭的刀尖半徑為0.8mm、傾角為0°；具有金屬陶瓷制成的刀頭的切削工具，該刀頭的刀尖半徑為0.8mm、傾角為0°；以及具有cbn制成的刀頭的切削工具，該刀頭的刀尖半徑為1.2mm、傾角為0°。對于硬質(zhì)合金和金屬陶瓷，采用了2,500mm的切削長度。對于cbn，采用了4,500mm的切削長度。

-切削工具的后刀面磨損量

對于各個硬質(zhì)合金制切削工具、金屬陶瓷制切削工具、以及cbn制切削工具，對切削后的切削工具的后刀面磨損量進行測定。切削后，在工具制造商的顯微鏡下觀察切削工具的切削刃，并使用千分尺來測定磨損量。結(jié)果如圖15所示。在圖15中，橫軸表示樣品no.，縱軸表示用于切削樣品的各切削工具的磨損量。對于樣品no.1，使用含有ti的cbn制成的切削工具和不含ti的cbn制成的切削工具來進行切削試驗。結(jié)果表明，無論是否含有ti，均可實現(xiàn)提高切削加工性的效果。特別地，當使用不含ti的工具時，該效果更加顯著。因此，示出了使用不含ti基燒結(jié)材料(即，不含ti)的cbn制成的切削工具而得到的試驗結(jié)果。

從圖15的結(jié)果可以看出，當使用上述切削工具中的任一種來切削各自包含軟化點為950℃以下的復合氧化物粉末的樣品no.1至6時，后刀面磨損量小于當使用切削工具來切削包含軟化點為1,000℃的復合氧化物粉末的樣品no.101時的后刀面磨損量，并且也小于當使用切削工具來切削不包含復合氧化物粉末的樣品no.111時的后刀面磨損量。當使用硬質(zhì)合金制成的切削工具來切削樣品no.1至6時，相對于切削樣品no.101時的后刀面磨損量，切削樣品no.1時的后刀面磨損量的減少量為約75％，樣品no.2為約73％，樣品no.3為約68％，樣品no.4為約80％，樣品no.5為約78％，并且樣品no.6為約55％。類似地，當使用硬質(zhì)合金制成的切削工具來切削樣品no.1至6時，相對于切削樣品no.111時的后刀面磨損量，切削樣品no.1時的后刀面磨損量的減少量為約65％，樣品no.2為約62％，樣品no.3為約55％，樣品no.4為約73％，樣品no.5為約70％，樣品no.6為約35％。當使用cbn制成的切削工具來切削樣品no.1至6時，相對于切削樣品no.101時的后刀面磨損量，切削樣品no.1時的后刀面磨損量的減少量為約53％，樣品no.2為約55％，樣品no.3為約20％，樣品no.4為約33％，樣品no.5為約30％，并且樣品no.6為約70％。類似地，當使用cbn制成的切削工具來切削樣品no.1至6時，相對于切削樣品no.111時的后刀面磨損量，切削樣品no.1時的后刀面磨損量的減少量為約72％，樣品no.2為約73％，樣品no.3為約50％，樣品no.4為約60％，樣品no.5為約58％，并且樣品no.6為約82％。當使用金屬陶瓷制成的切削工具來切削樣品no.1至6時，相對于切削樣品no.101時的后刀面磨損量，切削樣品no.1時的后刀面磨損量的減少量為約80％，樣品no.2為約80％，樣品no.3為約63％，樣品no.4為約82％，樣品no.5為約30％，并且樣品no.6為約30％。類似地，當使用金屬陶瓷制成的切削工具來切削樣品no.1至6時，相對于切削樣品no.111時的后刀面磨損量，切削樣品no.1時的后刀面磨損量的減少量為約78％，樣品no.2為約77％，樣品no.3為約58％，樣品no.4為約80％，樣品no.5為約22％，并且樣品no.6為約22％。

從圖15的結(jié)果可以證明，當切削樣品no.1至6時，發(fā)現(xiàn)所有切削工具都實現(xiàn)了改善切削加工性的效果，這些切削工具包括切削鐵基燒結(jié)體所需的硬質(zhì)合金制成的切削工具、金屬陶瓷制成的切削工具、以及cbn制成的切削工具。即使對于根本不包含ti(如tic)的cbn制成的切削工具，也發(fā)現(xiàn)了充分改善切削加工性的效果。具體而言，當切削樣品no.1至6時，對所使用的切削工具的材料沒有限制。因此，可以使用各種切削工具，并且實現(xiàn)了高通用性。

此外，當使用硬質(zhì)合金制成的工具或金屬陶瓷制成的切削工具在100m/分鐘的切削速度下切削樣品no.1至6時，獲得了改善切削加工性的效果。當使用cbn制成的切削工具來切削樣品no.1至6時，即使在300m/分鐘和400m/分鐘的切削速度下也獲得了相同的效果。具體而言，當切削樣品no.1至6時，可以在寬的切削速度范圍(100m/分鐘至400m/分鐘)內(nèi)實現(xiàn)改善切削加工性的效果。

-切削工具的切削刃的觀察

作為例子，對切削后的硬質(zhì)合金制成的切削工具的切削刃進行觀察。圖16示出了用于切削樣品no.1的切削工具的切削刃的工具制造廠的顯微照片、以及用于切削樣品no.111的切削工具的切削刃的工具制造廠的顯微照片。在圖16中，在上半部分中示出前刀面，在下半部分中示出后刀面。在用于切削樣品no.1的切削工具的切削刃中，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)粘著磨損。然而，在用于切削樣品no.111的切削工具的切削刃中，發(fā)現(xiàn)發(fā)生了顯著的粘著磨損。在用于切削樣品no.2至6的切削工具的切削刃中，與切削樣品no.1的情況一樣，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)粘著磨損。在用于切削樣品no.101的切削工具的切削刃中，與切削樣品no.111的情況一樣，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了顯著粘著磨損。

切削工具的切削刃發(fā)生粘著磨損的一個原因如下所述。在燒結(jié)體的加工點處，在工具的切削刃的溫度下會發(fā)生燒結(jié)體的構(gòu)成元素和切削工具的構(gòu)成元素的相互擴散，并且燒結(jié)體的構(gòu)成元素粘著至切削工具。因此，對切削工具的表面上的粘著物進行了研究。圖17示出了用于切削樣品no.1的切削工具的后刀面以及用于切削樣品no.111的切削工具的后刀面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片(150x)。在用于切削樣品no.1的切削工具的后刀面上沒有發(fā)現(xiàn)粘著物。然而，在用于切削樣品no.111的切削工具的后刀面上發(fā)現(xiàn)有厚的粘著物。粘著物的分析結(jié)果顯示，在粘著物中檢測到fe。據(jù)認為，形成用作工件的燒結(jié)體的基體的fe粘著到了后刀面。與切削樣品no.1的情況一樣，在用于切削樣品no.2至6的切削工具的后刀面上沒有發(fā)現(xiàn)粘著物。與切削樣品no.111的情況一樣，在用于切削樣品no.101的切削工具的后刀面上發(fā)現(xiàn)有厚的粘著物。

如上所述，在樣品no.1至6的各燒結(jié)體中，抑制了形成燒結(jié)體基體的fe粘著至切削工具。這可以防止切削工具的粘著磨損，并且可以降低切削工具的后刀面磨損量。將參照圖18來說明樣品no.1至6的各燒結(jié)體中防止fe粘著至切削工具的機理。

當使用切削工具100對樣品no.1的鐵基燒結(jié)體1(以下簡稱為燒結(jié)體)進行切削時，切削工具100的切削刃被加熱到約400℃至約920℃，這取決于燒結(jié)體1的組成。當切削工具100的切削刃的溫度升高時，如圖18的上部分所示，發(fā)生了燒結(jié)體1的構(gòu)成元素和切削工具100的構(gòu)成元素的相互擴散。燒結(jié)體1包含具有特定組成的復合氧化物20。當切削工具100與復合氧化物20接觸時，復合氧化物20被加熱到工具的切削刃的溫度，從而軟化。由于受熱軟化，復合氧化物20的粘度降低并且流動性增加，所以復合氧化物20覆蓋切削工具100的切削刃的表面，并如圖18的中間部分所示，形成了覆膜120。覆膜120介于燒結(jié)體1(基體部分10)和切削工具100之間，因此起到了擴散防止膜的作用，其防止了燒結(jié)體1的構(gòu)成元素與切削工具100的構(gòu)成元素的相互擴散。覆膜120還起到了粘著防止膜(防粘膜)的作用，其防止了fe粘著到切削工具的切削刃。隨著燒結(jié)體1的切削的進行，如圖18的下部分所示，在切削刃表面上形成的覆膜120沿著切削工具100的前刀面和后刀面流動，并作為滯留部分140而粘附。由于復合氧化物20均勻分布在燒結(jié)體1(參見圖1至12)中，因此依次發(fā)生以下(1)至(3)。(1)切削工具100與復合氧化物20接觸。(2)復合氧化物20受熱軟化從而形成覆膜120。(3)起到擴散防止膜和防粘膜的作用的覆膜120形成為滯留部分140。由于復合氧化物20處于上述狀態(tài)中，因此覆膜120總是形成在切削工具100的切削刃的表面上，從而可以防止fe粘著至切削工具100。

<<切削試驗2>>

使用車床對所得樣品no.1和101的各燒結(jié)體的側(cè)面進行切削。切削條件如下所述。使用這樣的切削工具，該切削工具采用了金屬陶瓷制成的切槽工具，以200m/分鐘的切削速度、0.1mm/轉(zhuǎn)的進給速度和0.2mm的切削深度進行濕式切削。

-燒結(jié)體的加工橫截面的觀察

為了研究復合氧化物的組成對切削加工性的影響，對切削后的燒結(jié)體的加工橫截面進行觀察。圖19示出了切削后的樣品no.1的表面和表面上所觀察到的復合氧化物顆粒的橫截面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片(10,000x)，該橫截面通過聚焦離子束(fib)加工而得到。在左邊照片中表面上的深色部分是復合氧化物顆粒。如右邊照片中的橫截面所示，復合氧化物顆粒的形狀包括：埋沒在燒結(jié)體中的部分，該埋沒部分在距表面約3μm的表面區(qū)域內(nèi)；以及露出延伸部分，該露出延伸部分露出于表面并由埋沒部分沿切削方向延伸。具體而言，在樣品no.1中，復合氧化物顆粒沿切削方向拉伸。圖20和21示出了樣品no.1中與上述復合氧化物顆粒不同的復合氧化物顆粒的橫截面。這些復合氧化物顆粒中的每一個的形狀都包括埋沒在燒結(jié)體中的距表面約3μm的表面區(qū)域內(nèi)的部分、以及露出于表面并由埋沒部分沿切削方向延伸的露出延伸部分，并且各復合氧化物顆粒均沿切削方向被拉伸。

圖22示出了切削后的樣品no.101的表面和表面上所觀察到的復合氧化物顆粒的橫截面的場致發(fā)射掃描電子顯微鏡照片(10,000x)，該橫截面通過聚焦離子束(fib)加工而得到。左邊照片中表面上的深色部分是復合氧化物顆粒。在右邊照片的橫截面中，復合氧化物顆粒不具有沿切削方向延伸的部分并且發(fā)生了破裂。圖23示出了樣品no.101中與上述復合氧化物顆粒不同的復合氧化物顆粒的橫截面。這些復合氧化物顆粒中的每一個都沒有沿切削方向延伸并且都發(fā)生了破裂。

從上述可以看出，在樣品no.1的燒結(jié)體中，復合氧化物具有特定組成，并且具有低的玻璃化轉(zhuǎn)變點和低的軟化點。因此，在切削期間，復合氧化物在工具的切削刃的溫度下受熱軟化，并沿切削方向延伸。受熱軟化的復合氧化物起到了潤滑劑的作用。這可能會減少機械磨損(摩擦磨損)，并且可能會顯著地降低工具的磨損。

-切削阻力

對于樣品no.1和111的各燒結(jié)體，在上述條件下測定進行切削時的切削阻力。在該實施例中，使用kistler切削力測力計(力傳感器)來測定徑向力、切削力和進給力。圖24示出了樣品no.1的切削阻力隨著時間推移而發(fā)生的變化，圖25示出了樣品no.111的切削阻力隨著時間推移而發(fā)生的變化。在各圖中，橫軸表示切削時間，縱軸表示切削阻力。在各圖中，上圖示出了徑向力，中間圖示出了切削力，下圖示出了進給力。在各圖中，每個力的水平線是相對于加工開始時的力的基準線。從圖24和25中可以看出，在加工開始時，包含復合氧化物的樣品no.1的切削阻力(徑向力、切削力和進給力)與不包含復合氧化物的樣品no.111基本相同，并且沒有發(fā)現(xiàn)通過添加復合氧化物而使切削阻力降低的效果。這是因為以下原因。由于樣品no.1包含復合氧化物，所以樣品no.1具有減少工具磨損的能力，與此同時，其切削阻力水平與樣品no.111相同，而機械性能并沒有變差。在包含復合氧化物的樣品no.1中，即使當切削持續(xù)并且切削長度增加時，加工開始時的切削阻力幾乎不變。然而，在不包含復合氧化物的樣品no.111中，隨著切削長度的增加，切削阻力(徑向力)從加工開始時增加。這可能是因為以下原因。在樣品no.1中，復合氧化物提供了潤滑功能，這樣可以減少工具的磨損。然而，在樣品no.111中，由于不包含復合氧化物，因此工具磨損增加。將參照圖18來說明樣品no.1的燒結(jié)體中的復合氧化物沿切削方向被拉伸的機理。

當使用切削工具100對樣品no.1的鐵基燒結(jié)體1(以下簡稱為燒結(jié)體)進行切削時，切削工具100的切削刃溫度上升到約400℃至約920℃，這取決于燒結(jié)體1的組成。當切削工具100與復合氧化物20接觸時，復合氧化物20在工具的切削刃的溫度下受熱軟化，并且受熱軟化的復合氧化物20的粘度降低，流動性增加。如圖18的下部所示，受熱軟化的復合氧化物20被拉伸以跟隨切削工具100的切削刃。因此，復合氧化物20變形為不規(guī)則形狀，該不規(guī)則形狀包括：埋沒部分21，該埋沒部分21被埋沒在燒結(jié)體1的基體部分10中與切削工具隔開的內(nèi)部部分內(nèi)；以及露出延伸部分22，該露出延伸部分22露出于所述表面并由埋沒部分21沿切削方向延伸。由于復合氧化物20均勻分布在燒結(jié)體1(參見圖1至12)中，所以切削工具100總是與復合氧化物20的露出延伸部分22接觸。由于復合氧化物20起到了潤滑劑的作用，因此可預期切削加工性提高。

<<切削試驗3>>

對于樣品no.1至3、101和111的各燒結(jié)體，重復與上述切削試驗2相同的切削試驗直到切削工具磨損，并造成加工面發(fā)生諸如渾濁(cloudiness)和剝離之類的加工面質(zhì)量異常，或者在加工端面上形成毛刺。將截止至切削工具磨損時的切削燒結(jié)體的數(shù)量確定為工具壽命。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于no.1的燒結(jié)體，工具壽命為244，對于no.2的燒結(jié)體，工具壽命為210，對于no.3的燒結(jié)體，工具壽命為152，對于no.101的燒結(jié)體，工具壽命為47，對于no.111的燒結(jié)體，工具壽命為95。從上述結(jié)果可以看出，對于樣品no.1至3的燒結(jié)體，工具壽命得以顯著提高。

通過icp(電感耦合等離子體)分析來測定切削后的燒結(jié)體中元素的量。據(jù)發(fā)現(xiàn)，c的量為0.75質(zhì)量％，cu的量為2.0質(zhì)量％。

從上述切削試驗的結(jié)果可以看出，當具有特定組成的復合氧化物均勻地分布在燒結(jié)體中時，可以提高其切削加工性，并且可以延長工具的壽命。其原因如下。通過對切削工具的切削刃的觀察和對燒結(jié)體的加工面的觀察顯示，在燒結(jié)體的切削過程中，當復合氧化物在工具的切削刃的溫度下受熱軟化時，復合氧化物展示出以下兩個功能。(1)受熱軟化的復合氧化物覆蓋切削工具的切削刃的表面以形成覆膜。這可以防止fe粘著到切削工具，從而減少粘著磨損。(2)受熱軟化的復合氧化物被拉伸以跟隨切削工具的切削刃，因此展現(xiàn)出潤滑功能，該潤滑功能使得滑動性提高，從而使得加工工具的機械磨損(摩擦磨損)等顯著地減少。特別地，由于復合氧化物均勻地存在于燒結(jié)體中，因此切削工具可以始終與復合氧化物接觸，這使得切削加工性有效地提高。

本發(fā)明不限于上述實施例，而是由權(quán)利要求限定。本發(fā)明旨在包括在權(quán)利要求的范圍和與權(quán)利要求的范圍相當?shù)暮x內(nèi)的任何修改。例如，在上述試驗例中，可以改變形成鐵基燒結(jié)體的粉末的組成、粉末的粒徑和制造條件中的至少一種。對于組成，例如，可以改變選自si、al、ca和o中的至少一種元素的含量，或者選自b、mg、na、mn、sr、ti、ba和zn中的元素的含量可以在特定范圍內(nèi)。

參考符號列表

1燒結(jié)體

10基體部分，20復合氧化物，21埋沒部分

22露出延伸部分

100切削工具，120覆膜，140滯留部分