2023 Fiscal Year Research-status Report
ベイズ最適化を融合した亀裂レスな傾斜組成超硬合金層のレーザ粉体肉盛プロセス開発
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22K03851
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
山下 順広 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (60592607)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
國峯 崇裕 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90612705)
佐藤 雄二 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (40422547)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | Laser metal deposition / Cemented Carbide / FGMs / Crack |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーザ粉体肉盛法を用いて、WCの組成の異なる２層の超硬合金層を形成し、その時のき裂数を評価した。き裂の評価には、前年度同様にAEセンサを用いた。AEセンサは、100kHz～1MHzの周波数特性を有する広帯域AEセンサを用い、サンプリングレート2MHzでAE信号のデータを取得した。基材にはSKH51を用い、超硬合金粉末は、平均粒径約30μmの造粒粉とした。
前年度の研究結果から、レーザ光出力120Wの条件では、WC割合が42.9％以下でき裂の発生が認められなかった。そこで本年度の研究では、30.5％と42.9％のWC割合で1層目を形成した。その後、2層目として63.7％WCの層形成を行った。
実験の結果、42.9％WCを1層目とした傾斜組成超硬合金層では、いずれのレーザ照射条件でもき裂の発生が認められ、レーザ光出力が高くなるとともに、き裂数も増加した。また、送り速度を変えた実験では、低速なほどき裂数が減少する傾向であった。一方、30.5％WCを１層目とした実験では、レーザ光出力80Wでき裂の発生が認められなかった。100W以上では、き裂が発生し、レーザ光出力が高くなるにつれ、き裂数が増加した。送り速度の違いでは、低速な条件において、き裂の発生が認められないことが多かった。
本年度の研究成果として、き裂がゼロとなる2層の傾斜組成超硬合金層の形成に至った。しかし、WC割合の広範囲な組成に対して実験をするに至っておらず、今後さらなる実験が求められる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた、低WC割合の中間層を挿入した２層の傾斜組成層を形成する実験を行うことができた。よって、本研究の目的達成に向かって概ね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
中間層を3層以上とした傾斜組成層の形成実験を行う。また、ベイズ最適化を用いて、無作為に実験した場合に比べ、より少ない実験回数で目的を達成できるように検討を行う。
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| Causes of Carryover |
広く研究成果を公表するため国際学会への参加を計画し、来年度開催予定の国際学会参加費として使用を予定したため今年度に残額が生じた。
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