ででくくだだささいい■合金工具鋼■■■■■は，熱間加工やダイカストに欠かせない高級金型用材料である．最近では■■プリンタによる金型部品の試作や，レーザ溶融積層法（■■■）での付加造形・補修用として，専用粉末が市販されている．著者らは■■■■■粉末を■■基板へレーザ接合・積層造形する研究に取り組み，金型冷却に適した複合材を提案した．作製した■■■■■■■■複合材については，試験片レベルでの各種特性調査のほか，試作したハイブリッド板を鋳型の一部に用いてアルミ合金を鋳造し，その冷却能評価を行った．これら評価については成果報告書■■を参照されたい．一方で，■■との接合界面や積層された■■■■■の組織について，伝熱性や硬さなど金型材料の重要特性と関連する材料学的因子を基礎的に研究してきた．■■■■■は■■■■■■■■■■を多く含む合金工具鋼であり，極めて優れた焼入れ性だけでなく，焼戻し時に二次硬化する特徴を持つ．しかし固体■■を基板として溶着・積層するためには溶融■■■■■の濡れ性不足や，■■液相の侵入と凝固収縮による割れなどの課題が予想される．また■■■では溶融堆積と冷却が繰り返されるため，複雑な熱履歴により硬さが造形方向に不均一になることが知られている ■．■■■■■■■■複合材は良好な接合状態で造形されるとともに，積層部の硬さを調整する必要がある．本稿では，これら課題に対する添加元素の働きに注目して金属組織を解析し，優れた冷却能をもつハイブリッド金型への応用に資することを目的とした． ■■■■■■■■■■界面模擬材の作製と濡れ性の評価レーザ接合造形に先立ち，溶融■■■■■と■■基板が■■■に混合した組成をもつ界面模擬合金を作製した．■■■■■鋼片■純■■線，純■■線ffφ■■■■■■を原料として，■■■■■■■■■■■ff■■x■■■■x■■～■■■■■■に調整した試料を各■■■用意した．高周波誘導加熱装置を使用して■■ガス雰囲気中で試料を溶融させ，放射温度計により約■■■■℃を確認したら ■× ■×厚さ■㎜の無酸素銅板上に滴下した．凝固後の滴下物を切断して組織を観察するとともに，■■基板に対する接触角を測定した．写写真真位位置置■削削除除ししなないい１．まえがき２．実験方法３．実験結果および考察 ■ ■■■■■と■■基板のレーザ接合造形造形実験に用いたのはガスアトマイズで製造されたほぼ球状の■■■■■粉末（大同特殊鋼，粒度■■～■■■μ■■である．粉末の化学組成を表表■■に示す．比較として，■■量を低減して熱伝導率を向上させた■■■■■粉末（大同特殊鋼，粒度■■～■■■μ■）を用いた．■■×■■■×厚さ■■㎜の無酸素銅板に，吸収率向上のためガラスビーズによるショットブラスト処理を行い，表面粗さを■■■■■■μ■としたものを基板とした．積層は■～■層に分けて行い，■■基板上に設置した厚さ■㎜のアルミ枠内にほぼ一定量の粉末を充填し，オシレーションビーム（スポット径φ■■ ㎜，波長λ■■■■■■■）を照射して行った．走査速度は■■■㎜■■で，造形サイズは幅■■㎜，長さ約■■㎜，高さ約■㎜の矩形状とした．表表11 SSKKDD6611おおよよびびHHTTCC5500のの化化学学組組成成 （（wwtt■■）） ■■後熱処理と組織解析造形材の一部は，■■■■■の焼戻し条件を参考に，■ 雰囲気中で■■■℃×■■分加熱保持して炉冷する処理を 回行った．以後，後熱処理と呼ぶ．ミクロ組織は断面を研磨し■■塩化第二鉄■塩酸混合液でエッチングして光学顕微鏡で観察した．またビッカース硬度計ff荷重■■■■■■を用いて熱処理前後の積層高さ方向の硬さ分布を■■■■■■間隔で測定した．組織中の析出物などさらに微視的な観察・分析のため，再研磨した断面の電解エッチングを行った．電解条件は■■液（■■■アセチルアセトン■■■テトラメチルアンモニウムクロリド■エタノール■中，電流密度 ■■■■■■ で■■～■■■間である．洗浄，乾燥した後，走査型電子顕微鏡（■■■）による観察と，電子散乱分光（■■■）分析による金属元素の定量を行った．■■■溶融■■■■■■■■界面組織と濡れ性図図■■に，界面模擬合金■■■■■■■■ff■■x■■■の滴下凝固した*大同大学 工学部機械工学科 教授K. Tanaka- 96 -工具鋼SKD61/Cuのレーザ接合造形工具鋼■■■■■■■■のレーザ接合造形-接合組織および硬さの制御-■接合組織および硬さの制御■田中 浩司*田中浩司ReviewCSiMnCrFeVHTC500.380.311.020.080.400.414.925.321.251.200.980.40Bal.Bal.SKD61Mo
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