2021 Fiscal Year Final Research Report
Development of Fabrication Technology for Functionally Graded Ultrafine-WC/Co Composite Materials with High Hardness and Toughness by Laser Metal Deposition
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19K05077
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 順広 石川工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (60592607)
舟田 義則 石川県工業試験場, 機械金属部, 副部長 (80504729)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レーザ粉体肉盛法 / 指向性エネルギー堆積法 / 付加製造法 / マルチレーザ / WC-Co超硬合金 / ナノ粒子 / 傾斜機能材料 / 組織制御 |
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| Outline of Final Research Achievements |
A coating technology for tungsten carbide (WC) nanoparticles was established by the laser metal deposition (LMD), which was also named as the laser directed energy deposition (LDED). Based on this technology, coating of particle-size graded structures of WC-Co cemented carbides were realized in which the diameters of WC particles gradually decreased from the substrate side to the surface side. Consequently, a coating method of functionally graded materials with high hardness on the surface side and low to medium hardness and high toughness on the substrate side was established by laser processing.
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| Free Research Field |
材料工学，金属基複合材料，材料組織制御
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では，積層造形（Additive Manufacturing: AM）の一種であるLDEDによるWCナノ粒子のコーティング技術を確立し，コーティング層の表層部が高硬度（1770 HV程度）となる傾斜機能材料をレーザ加工によって得ることができた．LDEDでは金型や冶具などの必要な部分にのみコーティングを施すことができるため，金型や冶具などを補修し，さらに本技術によって従来よりも高硬度に仕上げることが可能になる．コーティング層の傾斜機能化によって実用上の製品への適用範囲は大いに広がるとともに，製品の再利用によるコストの削減も見込めることから産業的にも大きな影響を与えることが期待できる．
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