超硬合金（サーメット）の積層造形とラティス構造化

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金属/セラミックス複合材料の一種である超硬合金（サーメット）は、難加工性であるため用途展開が単純形状品に限定されていた。しかしながら、もし、サーメットに複雑形状を付与できれば、内部冷却構造を持つ金型や高耐摩耗軸受部品など、様々な用途展開が広がる。本研究では、Additive Manufacturing(AM)技術による超硬合金の3D造形技術を開発に必要な基礎研究を実施した。AM技術として、レーザー加熱粉末床溶融結合法を用いた。硬質相であるセラミック粉末と結合相である金属粉末を混合し、レーザを照射した後に、その微視組織を観察することにより、レーザー加熱条件（出力・走査速度）と微視組織の関係を明らかにした。SPS放電加工機により製造したサーメット焼結体にレーザを照射して、微視組織の変化を調査した。走査速度とレーザ出力を変化させてレーザー照射を実施し、レーザ加熱後の微視組織に及ぼす影響を観察した。レーザ出力が小さいほど、かつ、レーザ走査速度が速いほど、微視組織に及ぼす影響は小さかった。さらに、入熱条件（エネルギー密度）をパラメータとして設定し、組織上の特徴を評価した。エネルギー密度がが小さすぎると原料粉末を固化できないが、大きすぎると原料粉末の形状が変化する現象が見られた。固相粒子が融解したものと考えられる。原料粉末を積層造形に好ましい状態にするために調整も行った（混合方法の検討）。レーザ走査速度範囲、レーザ出力範囲など様々な実験パラメータの影響を調査した。WC/Co超硬合金とTiC/FeAlサーメットをサンプルとして用い熱影響部の組織を系統的に明らかにした。