| 研究課題/領域番号 |
19K05086
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 苫小牧工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
高澤 幸治 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (20331952)
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| 研究分担者 |
浅見 廣樹 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (00547961)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 超硬合金 / 熱間加工 / 塑性加工 / トレーサー粒子 / 熱間塑性加工 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超硬合金素形材の熱間加工過程における塑性流動の様子を，合金内に予め導入させたトレーサー粒子の位置を追跡することで実験的に明らかにする．第一段階として，粉末冶金法を用いて，トレーサー粉末を任意の位置・領域に偏在させた単純形状の超硬合金素形材を作製する．第二段階として，作製した超硬合金に黒鉛ダイ・パンチを介した通電加熱・加圧を行い，単純なダイス成型や打抜きを行う．加工を完了させる試料の他に，任意の変形量で加工を止める試料も作製する．第三段階として，加工した試料内の元素マッピングを行い，トレーサーの位置を分析する．これらの結果から試料内のトレーサーの分布から塑性流動や変形量を推測する．
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| 研究成果の概要 |
黒鉛製の型を介した通電加熱および加圧によって超硬合金を熱間加工する際の変形挙動を，トレーサー粒子の分布から推測した．被加工材において，黒鉛型に接している領域は変形拘束を受け，内部は主として圧縮応力場となり，自由表面に向かって塑性流動が生じる．自由表面近傍は主として引張応力場となり，場合によっては空隙が形成される．また，これらの変形量は，トレーサー粒子を含む領域の形状変化から算出が可能であることが示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超硬合金は硬さと靭性を高度に両立した材料として産業に必要不可欠である．しかし，その原材料のタングステンおよびコバルトは希少元素であり，供給には地政学的なリスクも大きい．本研究の成果は，単純形状の超硬合金素材に除去加工を用いずに形状を付与する技術の基礎となるものであり，加工屑になる希少資源の量を減らすことができる．また，既存の加工方法よりも消費電力を低減できる可能性もあり，省資源省エネルギーに寄与するものとなる．
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