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

结合贝叶斯优化开发梯度成分硬质合金层无裂纹激光粉末金属沉积工艺

基本信息

批准号：
22K03851
负责人：
山下順広
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ishikawa National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03851/
关键词：
Laser metal deposition Cemented Carbide Acoustic Emission Crack Tungsten Carbide FGMs

项目摘要

レーザ粉体肉盛法により超硬合金の肉盛ビード形成（長さ10mm）を行い、その時のき裂発生状況をAEセンサにより評価した。AEセンサには、100KHz～1MHzの周波数特性を有する広帯域AEセンサを使用し、サンプリングレート2MHzでAE信号のデータを取得した。き裂発生の有無は、取得したAE信号に現れる突発型波形により判断し、その数をき裂数としてカウントした。基材には、治工具になどに活用されているモリブデン系高速度工具鋼鋼材を用いた。粉末には、16mass%WC-Co～92mass%WC-CoのWC割合の異なる8種類の超硬合金粉末を用いて実験を行った。本年度は、この複数の超硬合金粉末を用いてWC割合が及ぼすき裂発生への影響を調査した。WCの含有率が30mass%以下では、き裂の発生は認められなかった。一方、WCの含有率が43mass%以上では、き裂の発生認められ、その数は、WC割合が高くなるほど多い傾向となった。き裂の発生形態を観察すると、横割れがほとんどであったが、高WC割合において一部縦割れも認められた。レーザ照射条件は、レーザ光出力を変えて実験を行った結果、レーザ光出力が高いほどき裂の発生が多くなる傾向であった。以上、本年度は、高WC割合ほどき裂の発生がしやすくなり、その発生形態に違いがあることを確認した。さらにレーザ投入エネルギー量が大きくなるほど、き裂数が増加することを明らかにした。

使用激光粉末沉积法形成硬质合金的焊道(长度10mm)，并使用AE传感器评价此时的裂纹发生状态。 AE传感器采用频率特性为100KHz～1MHz的宽带AE传感器，以2MHz的采样率获取AE信号数据。通过采集到的AE信号中出现的突发波形来判断裂纹发生的有无，将发生的次数作为裂纹的数量。使用的基材是钼基高速工具钢，用于夹具和工具。使用八种类型的硬质合金粉末进行实验，其WC比例从16质量％WC-Co到92质量％WC-Co。今年，我们使用这些多元硬质合金粉末研究了 WC 比例对裂纹萌生的影响。当WC含量为30质量％以下时，没有观察到裂纹。另一方面，当WC含量为43质量％以上时，观察到发生裂纹，并且随着WC含量增加，裂纹的数量趋于增加。观察裂纹发生形式时，大多数裂纹为水平裂纹，但在高WC比率下也观察到一些垂直裂纹。对于激光照射条件，通过改变激光输出进行了实验，结果，激光输出越高，裂纹越容易发生。如上所述，今年我们确认了WC比率越高，裂纹越容易产生，并且裂纹的产生形式存在差异。此外，还发现随着激光输入能量的增加，裂纹的数量也会增加。

项目成果

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专利数量（0）

Effects of Laser Irradiation Conditions on the Number of Cracks Generated in WC-Co Cemented Carbide Cladded by Multi-Beam Laser Metal Deposition

激光辐照条件对多束激光金属熔覆WC-Co硬质合金裂纹产生数量的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yorihiro Yamashita;Takahiro Kunimine;Mrai Sakai;Yoshinori Funada;Yuji Sato;and Masahiro Tsukamoto
通讯作者：
and Masahiro Tsukamoto