レーザプロセッシングレーザプロセッシング− 50 −キーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス［応用分野］名古屋大学 大学院工学研究科 物質プロセス工学専攻 教授［応用分野］名古屋工業大学 大学院 工学研究科 准教授AF-2019212-B2一般研究開発助成AF-2019213-B2一般研究開発助成材料加工，金型，金属-セラミックス複合材料積層造形，サーメット，反応合成kobashi.makoto@material.nagoya-u.ac.jpレーザー加工短パルスレーザー，表面処理，炭化，ナノ粒子，耐摩耗性ono.shingo@nitech.ac.jp小橋 眞小野 晋吾本研究では，サーメットへの複雑形状付与を目的に積層造形技術を適用することの可能性を探索するための基礎研究を実施した．鉄系サーメットとして，TiB2/Fe系サーメットとTiC/FeAl系サーメットを選択し，レーザ照射による組織の変化を調べた．Fe-Ti-B混合粉末にレーザを照射すると数ミクロンの大きさの微細なTiB2粒子がFe母材中に分散するサーメットを合成でき，硬質粒子の体積分率も80%以上の試料が得られ，L-PBF法への適用が期待できることを示した．また，TiC/FeAlはレーザ照射により，硬質粒子が微細に分散するようになることが明らかになった．レーザによる溶融凝固の過程で微細なTiCが晶出するためであると考えられる．TiC粒子の微細化により硬さ値が向上することも明らかになった．このようにレーザによる積極的な組織制御の可能性を見出し，高性能（高硬度）化が期待できる材料であることが明らかになった．本研究では，炭化水素中での金属への超短パルスレーザー照射による金属表面の炭化技術を開発し，モリブデンとヘキサンを反応させることで，表面に炭化モリブデン層を形成した。また，レーザーアブレーションにより，平均粒子径60nmの炭化モリブデンナノ粒子の形成も確認している．この表面処理技術は，炭化とピーニング効果により，表面硬化が可能である．工作機械内での処理を想定し，切削オイルであるPAO4とチタン合金を反応させることで，未処理面に対して4倍の表面硬さを実現している．この表面に対してボールオンディスク型摩擦摩耗試験を行った結果，摩擦係数は0.4から0.2と減少し，炭化被膜破壊までの摺動距離は，レーザーの有効照射パルス数に対して線形増加を確認している．炭化微粒子は触媒としての応用が可能であり，炭化面は自動車などの機械部品の性能向上につながるため，持続可能社会実現への貢献が期待できる．選択的レーザ溶融法とin situプロセス の組合せによる鉄系サーメット の3D積層造形ヘキサン中での金属表面へのパルスレーザー照射による炭化技術開発
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