JP2023151623A - 積層造形用の粉体金属材料及び非磁性鋼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】充填率に優れる造形体を得ることができる積層造形用の粉体材料、及び非磁性鋼の製造方法を提供する。【解決手段】積層造形用の粉体金属材料であって、前記粉体金属材料は、（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末を含有し、前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．３～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料、及び非磁性鋼の製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、積層造形用の粉体金属材料及び非磁性鋼の製造方法に関する。
非磁性鋼で強度を高めるには、固溶強化か析出強化が主な手段であり、窒素による固溶強化は効果が大きく資源リスクも小さいことが知られている。しかし、窒素を添加するには加圧溶解炉などの特殊な設備と多大なエネルギーが必要となる。一方で積層造形の１種である粉末床溶融結合法では複数種類の粉末を混合してレーザー溶融することで合金化することが可能であり、窒素を含有した粉末を混合して窒素を添加することが考えられる。
窒化物の粉末を混合して積層造形する技術が開発されている。特許文献１には、超硬合金またはサーメットの合金粉末に炭化物、窒化物および炭窒化物からなる少なくとも１種類のセラミック粒子を混合した積層造形用粉末が開示されている。
しかしながら、上記の従来技術は、従来であれば混合粉末を焼結で成形していたものを積層造形で成形する技術に転用するものであり、窒化物等はそのまま硬質相として利用している。また、合金中への窒素添加を目的としたものではなく窒素添加による固溶強化の効果は不明である。またバインダーとなる金属粒子を必要としていることからも、窒素による固溶強化を狙ったものとは言えないものである。
また、鉄中に固溶した窒素は積層造形における溶融時にガス化して内部にボイド状のガス欠陥を生じたり外部に噴出して表面性状が悪化しやすい。このため、得られる造形体の充填率において、さらに改善の余地があった。
また、鉄中に固溶した窒素は積層造形における溶融時にガス化して内部にボイド状のガス欠陥を生じたり外部に噴出して表面性状が悪化しやすい。このため、得られる造形体の充填率において、さらに改善の余地があった。
本発明は、充填率に優れる造形体を得ることができる積層造形用の粉体金属材料、及び非磁性鋼の製造方法を提供する。
（１）本発明は、
積層造形用の粉体金属材料であって、
前記粉体金属材料は、
（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、
（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末
を含有し、
前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して０．３～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料である。
積層造形用の粉体金属材料であって、
前記粉体金属材料は、
（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、
（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末
を含有し、
前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して０．３～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料である。
本発明によれば、充填率に優れる造形体を得ることができる積層造形用の粉体金属材料、及び非磁性鋼の製造方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
[積層造形用の粉体金属材料]
（１）本発明の積層造形用の粉体金属材料は、
（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、
（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末
を含有し、
前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．１～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料である。
本発明の積層造形用の粉体金属材料により、充填率に優れる造形体を得ることができる。
（１）本発明の積層造形用の粉体金属材料は、
（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、
（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末
を含有し、
前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．１～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料である。
本発明の積層造形用の粉体金属材料により、充填率に優れる造形体を得ることができる。
＜（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末＞
本発明の粉体金属材料は、（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末（以下、「成分（Ａ）」又は「非磁性鋼粉末」ともいう」）を含有する。
なお、各合金元素の含有量は、特に断りのない限り、非磁性鋼粉末全体を１００％とする質量基準の値である。
前記非磁性鋼粉末は、Ｃを０．２～１．０％含有することが好ましい。Ｃは鉄鋼の強度を高める元素であるが、Ｃ含有量が多いと積層造形時にスパッタが生じやすくなり、生じたスパッタを再溶融して無害化するために造形時間が長くなる傾向にあるために、適切な範囲が存在するためである。
Ｃの含有量は、０．２０～０．５０％であることがより好ましく、０．２０～０．４０％であることがさらに好ましい。
本発明の粉体金属材料は、（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末（以下、「成分（Ａ）」又は「非磁性鋼粉末」ともいう」）を含有する。
なお、各合金元素の含有量は、特に断りのない限り、非磁性鋼粉末全体を１００％とする質量基準の値である。
前記非磁性鋼粉末は、Ｃを０．２～１．０％含有することが好ましい。Ｃは鉄鋼の強度を高める元素であるが、Ｃ含有量が多いと積層造形時にスパッタが生じやすくなり、生じたスパッタを再溶融して無害化するために造形時間が長くなる傾向にあるために、適切な範囲が存在するためである。
Ｃの含有量は、０．２０～０．５０％であることがより好ましく、０．２０～０．４０％であることがさらに好ましい。
前記非磁性鋼粉末は、Ｍｎを８．０～１５．０％含有することが好ましい。
Ｍｎの含有量は、１０．０～１５．０％であることがより好ましく、１０．０～１２．０％であることがさらに好ましい。
Ｍｎの含有量は、１０．０～１５．０％であることがより好ましく、１０．０～１２．０％であることがさらに好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末は、上記元素に加えて別の元素を含有していても良い。別の元素としては、本発明の効果を阻害するものでなければ特に限定されないが、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等が挙げられる。
本発明の非磁性鋼粉末がＮｉを含有する場合、Ｎｉの含有量は、１０．０質量％以下が好ましく、３．０質量％以下がより好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末がＣｒを含有する場合、Ｃｒの含有量は、２．０～２０．０質量％が好ましく、３．０～６．０質量％がより好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末がＭｏを含有する場合、Ｍｏの含有量は、３．０質量％以下が好ましく、０．３～１．０質量％がより好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末がＮｉを含有する場合、Ｎｉの含有量は、１０．０質量％以下が好ましく、３．０質量％以下がより好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末がＣｒを含有する場合、Ｃｒの含有量は、２．０～２０．０質量％が好ましく、３．０～６．０質量％がより好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末がＭｏを含有する場合、Ｍｏの含有量は、３．０質量％以下が好ましく、０．３～１．０質量％がより好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末は、上記化学組成で、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることが好ましい。
不可避的不純物とは、本発明における非磁性鋼粉末を製造する際に、原料や環境から不可避的に混入し得る成分であり、例えば、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕなどが挙げられる。不可避的不純物の含有量は、Ｓｉの場合は通常、１質量％以下、Ｐ、Ｓの場合は通常、０．１質量％以下、Ｃｕの場合は０．５質量％以下である。
前記非磁性鋼粉末は、窒素を含有しない。ここで「窒素を含有しない」とは、前記非磁性鋼粉末は、前記非磁性鋼粉末総量に対して、窒素を０．０１質量％以下含有することを意味する。
本発明の非磁性鋼粉末の粒径は、粉末床溶融結合法であればレーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積平均粒子径でＤ１０≧２０．０μｍかつＤ９０≦６５．０μｍ、指向エネルギー堆積法であればＤ１０≧５０．０μｍかつＤ９０≦１２０．０μｍであることが好ましい。
本発明の非磁性鋼粉末は、非磁性鋼である。非磁性鋼は、比透磁率を測定することで確認することができる。
比透磁率は、単板磁気特性試験により測定するものとする。具体的には、造形体から１０×６０×１ｍｍの測定片を作成して、ＪＩＳ Ｃ ２５５６に準じた測定を行うことのできる微小単板磁気特性試験機により測定するものとする。
得られた比透磁率の値が、１．００～１．０２の範囲であれば、非磁性と判断する。
比透磁率は、単板磁気特性試験により測定するものとする。具体的には、造形体から１０×６０×１ｍｍの測定片を作成して、ＪＩＳ Ｃ ２５５６に準じた測定を行うことのできる微小単板磁気特性試験機により測定するものとする。
得られた比透磁率の値が、１．００～１．０２の範囲であれば、非磁性と判断する。
本発明の非磁性鋼粉末の製造方法は特に限定されず、公知の方法（例えば、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、プラズマアトマイズ法、プラズマ回転電極法、遠心力アトマイズ法など）を採用することができる。
前記成分（Ａ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、８５質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましい。
成分（Ａ）は、１種にて使用しても良く、２種以上使用しても良い。
成分（Ａ）は、１種にて使用しても良く、２種以上使用しても良い。
＜（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末＞
本発明の粉体金属材料は、（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末（以下、「成分（Ｂ）」ともいう）を含有する。なお、「窒化フェロバナジウムの粉末」は、単に「窒化フェロバナジウム」ともいう。
窒化フェロバナジウムは鉄より融点が低いため、積層造形時に容易に溶解、混合させることができる。
本発明の粉体金属材料は、（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末（以下、「成分（Ｂ）」ともいう）を含有する。なお、「窒化フェロバナジウムの粉末」は、単に「窒化フェロバナジウム」ともいう。
窒化フェロバナジウムは鉄より融点が低いため、積層造形時に容易に溶解、混合させることができる。
窒化フェロバナジウムは、特に限定されないが、市販品も好適に用いることができる。
窒化フェロバナジウムとしては、例えば、Ｇｒｅｅｎｅａｒｔｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社が市販している粉末等を用いることができる。
窒化フェロバナジウムとしては、例えば、Ｇｒｅｅｎｅａｒｔｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社が市販している粉末等を用いることができる。
本発明の成分（Ｂ）の粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積平均粒子径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであることが好ましい。
Ｄ５０が２５．０μｍ超となると、成分（Ａ）との混合が均一となりにくい傾向があり、得られる充填率が悪化し得るため好ましくなく、Ｄ５０が１５．０μｍ未満の場合は、混合が均一となりにくい傾向にあることに加えて流動性を悪化させるため好ましくない。
また、本発明の成分（Ｂ）の粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積平均粒子径で、Ｄ１０≧１０．０μｍかつＤ９０≦３０．０μｍであることが好ましい。
Ｄ９０が３０．０μｍ以下であれば、成分（Ａ）と均一に混合し易くなり、また積層造形を行ったときに窒素濃度のばらつきが大きくなりにくいため好ましい。一方で、Ｄ１０が１０．０μｍ以上であれば、粉体金属材料（混合粉末）の流動性が良好となるため好ましい。
Ｄ５０が２５．０μｍ超となると、成分（Ａ）との混合が均一となりにくい傾向があり、得られる充填率が悪化し得るため好ましくなく、Ｄ５０が１５．０μｍ未満の場合は、混合が均一となりにくい傾向にあることに加えて流動性を悪化させるため好ましくない。
また、本発明の成分（Ｂ）の粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積平均粒子径で、Ｄ１０≧１０．０μｍかつＤ９０≦３０．０μｍであることが好ましい。
Ｄ９０が３０．０μｍ以下であれば、成分（Ａ）と均一に混合し易くなり、また積層造形を行ったときに窒素濃度のばらつきが大きくなりにくいため好ましい。一方で、Ｄ１０が１０．０μｍ以上であれば、粉体金属材料（混合粉末）の流動性が良好となるため好ましい。
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．３～３．０質量％である。
前記粉体金属材料における窒化フェロバナジウムの混合比率が大きいと、積層造形におけるレーザー溶融時に窒素ガスが発生して製品内部にガス欠陥を形成したり、得られる製品（造形体）の表面性状を悪化させることがある。ひいては、得られる造形体の充填率が悪化し得る。
本発明者らは、得られる造形体の充填率の改善について鋭意検討して、造形体における窒素の含有量に着目した。造形体における窒素の含有量を０．３質量％以下に抑えることで、充填率に優れることを見出した。
そのため、積層造形用の粉体金属材料における成分（Ｂ）の含有量は、上記粉体金属材料における混合粉末がすべて合金になったと仮定した場合の窒素含有量で０．３質量％以下に抑えることが望ましい。上記点を鑑みて、成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、３．０質量％以下とした。
また、造形体における窒素含有の効果の観点から成分（Ｂ）の含有量は０．３質量％以上とした。
さらに、本発明者らは、成分（Ｂ）の体積平均粒子径（Ｄ５０）も得られる造形体の充填率に寄与することを見出した。
詳細な理由は不明であるが、成分（Ｂ）の体積平均粒径（Ｄ５０）が２５．０μｍ超となる場合は、成分（Ｂ）と成分（Ａ）の混合が均一になりにくい傾向があり、造形体の充填率が悪化し得るため、好ましくない。また、成分（Ｂ）のＤ５０が１５．０μｍ未満となれば、成分（Ａ）との混合が均一となりにくい傾向にあることに加えて流動性を悪化させるため、好ましくない。上記点を鑑みて、成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍとした。
前記粉体金属材料における窒化フェロバナジウムの混合比率が大きいと、積層造形におけるレーザー溶融時に窒素ガスが発生して製品内部にガス欠陥を形成したり、得られる製品（造形体）の表面性状を悪化させることがある。ひいては、得られる造形体の充填率が悪化し得る。
本発明者らは、得られる造形体の充填率の改善について鋭意検討して、造形体における窒素の含有量に着目した。造形体における窒素の含有量を０．３質量％以下に抑えることで、充填率に優れることを見出した。
そのため、積層造形用の粉体金属材料における成分（Ｂ）の含有量は、上記粉体金属材料における混合粉末がすべて合金になったと仮定した場合の窒素含有量で０．３質量％以下に抑えることが望ましい。上記点を鑑みて、成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、３．０質量％以下とした。
また、造形体における窒素含有の効果の観点から成分（Ｂ）の含有量は０．３質量％以上とした。
さらに、本発明者らは、成分（Ｂ）の体積平均粒子径（Ｄ５０）も得られる造形体の充填率に寄与することを見出した。
詳細な理由は不明であるが、成分（Ｂ）の体積平均粒径（Ｄ５０）が２５．０μｍ超となる場合は、成分（Ｂ）と成分（Ａ）の混合が均一になりにくい傾向があり、造形体の充填率が悪化し得るため、好ましくない。また、成分（Ｂ）のＤ５０が１５．０μｍ未満となれば、成分（Ａ）との混合が均一となりにくい傾向にあることに加えて流動性を悪化させるため、好ましくない。上記点を鑑みて、成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍとした。
成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．５～２．０質量％であることが好ましく、０．５～１．５質量％であることがより好ましく、０．８～１．５質量％であることがさらに好ましい。
成分（Ｂ）は、１種にて使用しても良く、２種以上使用しても良い。
成分（Ｂ）は、１種にて使用しても良く、２種以上使用しても良い。
本発明の粉体金属材料は、前記成分（Ａ）と前記成分（Ｂ）とを適宜混合して製造することができる。
本発明の粉体金属材料は、本発明の効果を損なわない範囲において、更なる成分を含有しても良い。好ましい一態様として、本発明の粉体金属材料は、前記成分（Ａ）と前記成分（Ｂ）のみからなることが好ましい。
本発明の粉体金属材料は、本発明の効果を損なわない範囲において、更なる成分を含有しても良い。好ましい一態様として、本発明の粉体金属材料は、前記成分（Ａ）と前記成分（Ｂ）のみからなることが好ましい。
＜非磁性鋼の製造方法＞
本発明の非磁性鋼の製造方法は、前記粉体金属材料を３Ｄプリント積層造形し、窒素含有量が０．３質量％以下の非磁性鋼を製造する、方法であり、前記粉体金属材料を３Ｄプリント積層造形する工程を含む。
上記工程は具体的には前記粉体金属材料を用いて、３Ｄプリンタで造形する工程である。これにより、前記の非磁性鋼を製造することができる。
上記工程は、３Ｄプリント造形であり、レーザー又は電子ビームの照射により粉体金属材料が溶融した後に冷却させることで造形されるものである。
３Ｄプリンタは公知のものを用いることができる。
積層造形の方式は特に限定されないが、例えば、粉末床溶融結合法、指向エネルギー堆積法などが好ましい。中でも粉末床溶融結合法が特に好ましい。
好ましい一態様として、積層造形の１種である粉末床溶融結合法において、前記成分（Ａ）と前記成分（Ｂ）とを含有する前記粉体金属材料を溶融結合させることで、窒素含有量が０．３質量％以下の非磁性鋼を好適に製造することができる。
本発明の非磁性鋼の製造方法は、前記粉体金属材料を３Ｄプリント積層造形し、窒素含有量が０．３質量％以下の非磁性鋼を製造する、方法であり、前記粉体金属材料を３Ｄプリント積層造形する工程を含む。
上記工程は具体的には前記粉体金属材料を用いて、３Ｄプリンタで造形する工程である。これにより、前記の非磁性鋼を製造することができる。
上記工程は、３Ｄプリント造形であり、レーザー又は電子ビームの照射により粉体金属材料が溶融した後に冷却させることで造形されるものである。
３Ｄプリンタは公知のものを用いることができる。
積層造形の方式は特に限定されないが、例えば、粉末床溶融結合法、指向エネルギー堆積法などが好ましい。中でも粉末床溶融結合法が特に好ましい。
好ましい一態様として、積層造形の１種である粉末床溶融結合法において、前記成分（Ａ）と前記成分（Ｂ）とを含有する前記粉体金属材料を溶融結合させることで、窒素含有量が０．３質量％以下の非磁性鋼を好適に製造することができる。
上記の製造方法により得られる非磁性鋼（造形体）における窒素含有量は、０．３質量％以下である。窒素含有量が０．３質量％を超えると、得られる造形体の充填率が低下する傾向とまる。また、造形体における窒素含有の効果の観点から、上記非磁性鋼における窒素含有量が、０．０５質量％であることが好ましい。
窒素含有量（窒素濃度）は、造形体の任意の５か所について、電子線プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）による局所分析により測定した。
窒素含有量（窒素濃度）は、造形体の任意の５か所について、電子線プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）による局所分析により測定した。
窒素は非磁性鋼の強度の向上、耐食性の向上に有効だが、従来は加圧溶解炉などの特殊な設備と多大なエネルギーが必要となる。これに対して本発明では窒化フェロバナジウムを造形前の原料粉末に混合して積層造形するだけで窒素添加が可能となり製造コスト低減、省資源が可能になる。
上述の通り、上記非磁性鋼は、非磁性である。これは、これは、成分（Ａ）が非磁性であることによるものであり、また成分（Ｂ）の窒化フェロバナジウムによって添加される窒素が非磁性のオーステナイト相をより安定化させる作用があるためである。
非磁性鋼は、比透磁率を測定することで確認することができる。比透磁率は、単板磁気特性試験により測定するものとする。具体的には、造形体から１０×６０×１ｍｍの測定片を作成して、ＪＩＳ Ｃ ２５５６に準じた測定を行うことのできる微小単板磁気特性試験機により測定するものとする。
得られた比透磁率の値が、１．００～１．０２の範囲であれば、非磁性と判断する。
非磁性鋼は、比透磁率を測定することで確認することができる。比透磁率は、単板磁気特性試験により測定するものとする。具体的には、造形体から１０×６０×１ｍｍの測定片を作成して、ＪＩＳ Ｃ ２５５６に準じた測定を行うことのできる微小単板磁気特性試験機により測定するものとする。
得られた比透磁率の値が、１．００～１．０２の範囲であれば、非磁性と判断する。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（成分（Ａ））
下記表１に示す組成の、非磁性鋼粉末１（レーザー回折式粒度分布測定装置（アントンパール社製、ＰＳＡ１０９０）で測定した体積平均粒子径でＤ１０＝２０．５μｍ、Ｄ９０＝６４．０μｍ）をガスアトマイズ法により作製した。
下記表１に示す組成の、非磁性鋼粉末１（レーザー回折式粒度分布測定装置（アントンパール社製、ＰＳＡ１０９０）で測定した体積平均粒子径でＤ１０＝２０．５μｍ、Ｄ９０＝６４．０μｍ）をガスアトマイズ法により作製した。
なお、非磁性鋼粉末１は、非磁性鋼であり、窒素を含有しないものであった。
（実施例１、比較例１～２）
上記非磁性鋼粉末１と表２に記載の成分（Ｂ）との混合粉末（粉体金属材料）を、３Ｄプリンタを用いて積層造形し、各非磁性鋼（造形体）を製造した。造形機はＥＯＳ社のＭ２９０を用い、造形条件は出力２４０Ｗ、積層厚さ４０μｍ、スキャン速度９００ｍｍ／ｓ、ハッチ距離０．１ｍｍ、予熱温度は室温とした。
なお、上記積層造形の方式は、粉末床溶融結合法であった。
上記非磁性鋼粉末１と表２に記載の成分（Ｂ）との混合粉末（粉体金属材料）を、３Ｄプリンタを用いて積層造形し、各非磁性鋼（造形体）を製造した。造形機はＥＯＳ社のＭ２９０を用い、造形条件は出力２４０Ｗ、積層厚さ４０μｍ、スキャン速度９００ｍｍ／ｓ、ハッチ距離０．１ｍｍ、予熱温度は室温とした。
なお、上記積層造形の方式は、粉末床溶融結合法であった。
＜窒素含有量（窒素濃度）の測定＞
窒素含有量（窒素濃度）は、得られた造形体の任意の５か所について、電子線プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）による局所分析により測定した。
窒素含有量（窒素濃度）は、得られた造形体の任意の５か所について、電子線プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）による局所分析により測定した。
＜充填率の測定＞
充填率は、光学顕微鏡（オリンパス株式会社ＧＸ５１）により、得られた造形体の任意の１５か所における研磨しないままの組織を撮影し、二値化して求めた健全部の面積率を平均することによって求めた。
充填率は、光学顕微鏡（オリンパス株式会社ＧＸ５１）により、得られた造形体の任意の１５か所における研磨しないままの組織を撮影し、二値化して求めた健全部の面積率を平均することによって求めた。
得られた結果を表２に示す。
表２における成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対する含有量（質量％）である。
成分（Ｂ）の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（アントンパール社製、ＰＳＡ１０９０）で測定した体積平均粒子径Ｄ５０である。
また、実施例１、比較例１～２にて得られる造形体は、非磁性鋼であった。
表２における成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対する含有量（質量％）である。
成分（Ｂ）の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（アントンパール社製、ＰＳＡ１０９０）で測定した体積平均粒子径Ｄ５０である。
また、実施例１、比較例１～２にて得られる造形体は、非磁性鋼であった。
表２における窒化フェロバナジウム１～３は、それぞれ以下の通りである。
窒化フェロバナジウム１、２： Ｇｒｅｅｎｅａｒｔｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社製窒化フェロバナジウム粉末を粉砕加工によりＤ５０＝１８．２μｍ、Ｄ１０＝１５．２μｍ、Ｄ９０＝２９．６μｍに分級したもの
窒化フェロバナジウム３： Ｇｒｅｅｎｅａｒｔｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社製窒化フェロバナジウム粉末を粉砕加工によりＤ５０＝５０．５μｍ、Ｄ１０＝３５．３μｍ、Ｄ９０＝６４．８μｍに分級したもの
窒化フェロバナジウム１、２： Ｇｒｅｅｎｅａｒｔｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社製窒化フェロバナジウム粉末を粉砕加工によりＤ５０＝１８．２μｍ、Ｄ１０＝１５．２μｍ、Ｄ９０＝２９．６μｍに分級したもの
窒化フェロバナジウム３： Ｇｒｅｅｎｅａｒｔｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ社製窒化フェロバナジウム粉末を粉砕加工によりＤ５０＝５０．５μｍ、Ｄ１０＝３５．３μｍ、Ｄ９０＝６４．８μｍに分級したもの
窒化フェロバナジウム１～３において、体積平均粒子径Ｄ１０、体積平均粒子径Ｄ９０は、それぞれ、レーザー回折式粒度分布測定装置（アントンパール社製、ＰＳＡ１０９０）で測定した。
表２から、実施例１の粉体金属材料によれば、充填率に優れる造形体を製造することができることが分かる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。
（１）積層造形用の粉体金属材料であって、
前記粉体金属材料は、
（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、
（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末
を含有し、
前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．３～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料。
（１）によれば、充填率に優れる造形体を得ることができる。
前記粉体金属材料は、
（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、
（Ｂ）窒化フェロバナジウムの粉末
を含有し、
前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．３～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料。
（１）によれば、充填率に優れる造形体を得ることができる。
（２） （１）に記載の積層造形用の粉体金属材料を３Ｄプリント積層造形し、窒素含有量が０．３質量％以下の非磁性鋼を製造する、非磁性鋼の製造方法。
（２）によれば、充填率に優れる造形体を得ることができる。
（２）によれば、充填率に優れる造形体を得ることができる。
Claims (2)
- 積層造形用の粉体金属材料であって、
前記粉体金属材料は、
（Ａ）窒素を含有しない非磁性鋼粉末と、
（Ｂ）窒化フェロバナジウム粉末
を含有し、
前記成分（Ｂ）の粒径は、体積平均粒径で、１５．０μｍ≦Ｄ５０≦２５．０μｍであり、
前記成分（Ｂ）の含有量は、粉体金属材料の総量に対して、０．３～３．０質量％である積層造形用の粉体金属材料。 - 請求項１に記載の積層造形用の粉体金属材料を３Ｄプリント積層造形し、窒素含有量が０．３質量％以下の非磁性鋼を製造する、非磁性鋼の製造方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2022061341A JP2023151623A (ja) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 積層造形用の粉体金属材料及び非磁性鋼の製造方法 |
| US18/119,060 US20230311202A1 (en) | 2022-03-31 | 2023-03-08 | Powder metal material for additive manufacturing and method for producing non-magnetic steel |
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| JP2022061341A JP2023151623A (ja) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 積層造形用の粉体金属材料及び非磁性鋼の製造方法 |
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2022
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