WO2021182051A1 - 積層造形物の製造方法、及び積層造形物 - Google Patents

積層造形物の製造方法、及び積層造形物 Download PDF

Info

Publication number
WO2021182051A1
WO2021182051A1 PCT/JP2021/006012 JP2021006012W WO2021182051A1 WO 2021182051 A1 WO2021182051 A1 WO 2021182051A1 JP 2021006012 W JP2021006012 W JP 2021006012W WO 2021182051 A1 WO2021182051 A1 WO 2021182051A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
layer
base material
mass
less
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/006012
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
瑛介 黒澤
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
Priority to US17/905,901 priority Critical patent/US20230126443A1/en
Priority to CN202180020534.9A priority patent/CN115279538A/zh
Priority to EP21768637.7A priority patent/EP4104954A4/en
Publication of WO2021182051A1 publication Critical patent/WO2021182051A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3046—Co as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/36—Process control of energy beam parameters
    • B22F10/366—Scanning parameters, e.g. hatch distance or scanning strategy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/008—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression characterised by the composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/144—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/324—Bonding taking account of the properties of the material involved involving non-metallic parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • B22F2007/068—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts repairing articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/15—Nickel or cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/10—Carbide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated model and a laminated model.
  • a material with excellent abrasion resistance (high hardness) is overlaid on the surface by welding or thermal spraying, or powder sintering (mold molding + HIP, etc.).
  • a method such as molding the entire part from a powder material that satisfies the required characteristics is adopted by additional manufacturing.
  • a method of forming a powder sintered body and then joining it to the surface of a component by diffusion joining, brazing, or the like is also adopted.
  • Patent Document 1 defines a blending amount of powder, an average particle, a method of integrating shaped particles (sintering, binder bonding), and the like. Specifically, the molding particles composed of tungsten carbide / chromium carbide powder as the ceramic powder and cobalt / sterite alloy (Co alloy, “sterite” is a registered trademark) / nickel chrome alloy / stainless steel powder as the metal powder are selectively selected. It has been proposed that by molding by the laser melting method (SLM), a molded product having high density, high structure uniformity, and high hardness can be obtained.
  • SLM laser melting method
  • Non-Patent Document 1 a built-up layer in which many tungsten carbide powders are bonded in a form surrounded by a melted matrix portion (cobalt alloy) while maintaining the original particle state is produced, whereby wear resistance is obtained. It is stated that it made it possible to form a surface-hardened layer with excellent properties (high hardness).
  • Patent Document 1 it is necessary to go through many complicated steps (for example, an integration step with a binder or a spheroidizing step) until the powder for modeling is prepared, which leads to an increase in material cost.
  • SLM method selective laser melting method
  • SLM method selective laser melting method
  • Non-Patent Document 1 in order to increase the hardness of the entire overlay layer, it is necessary to increase the amount of tungsten carbide powder contained, and if this is to be realized by the LMD method, during the overlay processing. Cracks may occur.
  • the thickness of the cured overlay layer shown in the literature is about 1 mm, and when overlay lamination is continued under the same conditions, a stable high hardness layer on the order of several mm can be obtained while avoiding the occurrence of cracks. There is no guarantee that it will be done.
  • materials containing metal, ceramics, or cermet are used for parts that require wear resistance.
  • materials containing metal, ceramics, or cermet are used for parts that require wear resistance.
  • avoidance of cracks during processing is an issue.
  • the hardness and thickness increase, cracks are more likely to occur during processing. Therefore, it is required to form the above-mentioned overlay layer by a highly economical method without being restricted by the dimensions of the processing target portion.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a laminated model, which can efficiently and stably form a built-up layer on the order of several mm in one pass without causing cracks, and a laminated model.
  • the present invention has the following configuration.
  • a method for producing a laminated model which comprises a step of irradiating the supplied powder material with a laser beam while weaving, and laminating at least a build-up layer obtained by melting and solidifying the powder material on the base material.
  • the step of laminating the overlay layer is a step of satisfying the following conditional expressions [1], [2] and [3], which is a method for manufacturing a laminated model. 20 ⁇ A ⁇ 35 ... Conditional expression [1] 2.2 ⁇ B ⁇ 2.9 ...
  • the overlay layer is a laminated model having a Vickers hardness of Hv800 or more and Hv980 or less, a tungsten content ratio of 16% by mass or more and 25% by mass or less, and a thickness of 3 mm or more and 5 mm or less.
  • a built-up layer having a thickness on the order of several mm can be stably formed in one pass without causing cracks.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser powder overlay welding apparatus that performs laser powder overlay welding.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the welding head showing a state of welding while moving the welding head along the welding direction.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a laminated model in which a built-up layer made of a single layer made of a powder material is formed on a base material.
  • FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a state in which a powder material is melted and solidified on a base material while a welding head is weaved to form a build-up layer.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operating conditions of the weaving shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the cross-sectional hardness of the laminated model.
  • FIG. 7 is a cross-sectional photograph showing an example of the overlay layer formed on the base material.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the ratio of the second powder contained in the powder material and the content ratio of tungsten in the overlay layer.
  • a powder material obtained by mixing a first powder containing a stellite alloy and a second powder containing tungsten carbide is supplied onto a base material, and the supplied powder material is provided.
  • a cured overlay layer obtained by melting and solidifying at least a powder material is laminated on a base material by weaving a laser beam.
  • a build-up layer having a thickness on the order of several mm in one pass can be stably formed without causing cracks.
  • the term "one pass” as used herein means one scanning path of the laser beam.
  • the powder material for forming the cured overlay layer is melted by using laser powder overlay welding (LMD)
  • LMD laser powder overlay welding
  • the present invention can be suitably applied to laser lamination molding method (LAM: Laser Additive Manufacturing), selective laser welding (DMLS: Direct Metal Laser Sintering), and the like.
  • LAM Laser Additive Manufacturing
  • DMLS Direct Metal Laser Sintering
  • the degree of freedom in the shape of the laminated model can be improved as compared with the case where the work is processed in the chamber.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser powder overlay welding apparatus 100 that performs laser powder overlay welding.
  • the laser powder overlay welding apparatus (hereinafter referred to as LMD apparatus) 100 includes a welding robot 11, a laser light source unit 13, a powder material supply unit 15, and a control unit 17.
  • the welding robot 11 is an articulated robot provided with a weaving drive unit 19 and a welding head 21 on the tip shaft.
  • the position and posture of the welding head 21 can be arbitrarily set three-dimensionally within the range of the degree of freedom of the robot arm.
  • the weaving drive unit 19 swings the welding head 21 in a direction intersecting the welding line.
  • the laser light source unit 13 supplies a laser beam to the welding head 21 through the optical fiber 23.
  • the powder material supply unit 15 supplies the powder material 39 (see FIG. 2 described later) for forming the cured overlay layer described later to the welding head 21 through the powder supply pipe 25.
  • the control unit 17 includes a laser output adjusting unit 27 that adjusts the laser output by the laser light source unit 13, and a powder material supply adjusting unit 29 that adjusts the supply amount of the powder material 39 to the welding head 21 by the powder material supply unit 15. It is configured to include and controls each part of the LMD device 100 in an integrated manner.
  • the drive control by the control unit 17 is executed by the computer according to the program. That is, the control unit 17 includes a processor such as a CPU, a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive). It is a computer device. In this case, the function of each part can be realized by the processor executing a predetermined program stored in the memory or the storage device.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the welding head 21 showing a state of welding while moving the welding head 21 along the welding direction TD.
  • the welding head 21 is a head for laser welding using a CO 2 laser, a YAG laser, a fiber laser, a disk laser, or the like, and the type of laser is appropriately selected according to the laminated model to be produced or the like.
  • a laser irradiation port 31, a powder material supply port 33, and a shield gas supply port 35 are provided at the tip of the welding head 21.
  • the laser irradiation port 31 opens at the center of the tip of the welding head 21, and the laser beam LB emitted from the laser irradiation port 31 irradiates the base material 37.
  • the laser beam LB is oscillated by the laser light source unit 13 and guided to the welding head 21 through the optical fiber 23.
  • the amount of heat input to the welded portion by the laser beam LB can be arbitrarily controlled by adjusting the intensity of the laser beam LB by the laser output adjusting unit 27.
  • the powder material supply port 33 opens concentrically outward in the radial direction of the laser irradiation port 31 at the tip of the welding head 21, and the powder material 39 supplied from the powder material supply unit 15 is the base material 37 from the powder material supply port 33. It is sprayed toward.
  • the amount of the powder material 39 supplied to the base material 37 can be arbitrarily controlled by the powder material supply unit 15.
  • the powder material supply unit 15 injects the powder material 39 from the powder material supply port 33 together with the carrier gas from the carrier gas supply unit (not shown).
  • the powder material 39 ejected toward the base material 37 is melted by the focused laser beam LB on the surface of the base material 37, then cooled and solidified to form the overlay layer 41.
  • the shield gas supply port 35 is concentrically opened outside the powder material supply port 33 at the tip of the welding head 21, and supplies the shield gas G toward the base material 37.
  • the shield gas G suppresses oxidation of the overlay layer 41 and its surroundings.
  • the configuration of the laser powder overlay welding apparatus 100 described above is an example, and is not limited to this.
  • the powder material supply unit 15 mechanically prepares a first powder containing a Co—Cr alloy or a Co—Cr—WC alloy steel (stellite alloy) which is a Co-based alloy, and a second powder containing tungsten carbide. To prepare a powder material 39 for forming an overlay layer.
  • the term "mechanically mixing" as used herein means that powder materials of different types are stirred and mixed with each other without any special processing.
  • the mixing of the first powder and the second powder may be carried out by the powder material supply unit 15, and the powder material supply unit such as a mixer (not shown) provided in the middle of the supply path to the welding head 21 may be used. It may be carried out at a position different from 15.
  • the powder material supply unit such as a mixer (not shown) provided in the middle of the supply path to the welding head 21 may be used. It may be carried out at a position different from 15.
  • the first powder for example, Stellite (Kenametal Stellite Co., Ltd. No. 1, No. 6, No. 12, No. 21, etc.) can be used.
  • the second powder for example, tungsten carbide powder (4670 manufactured by Höganäs) can be used. That is, the powder material 39 is a mechanical mixture of commercially available powders, and does not require complicated pretreatment unlike a special powder material for overlaying. Since the commercially available powder material is used as it is as the first powder and the second powder in the method for producing the laminated model, it is excellent in economy.
  • the powder material 39 used here contains tungsten carbide, which is the second powder, in a range of 5% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the entire powder material 39.
  • the lower limit of the content of the second powder is 5% by mass or more, preferably 6% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, and the upper limit is 15% by mass or less, preferably 14% by mass or less, more preferably. It is 13% by mass or less. (It can be said that a range in which an arbitrary numerical value among the plurality of lower limit values and an arbitrary numerical value among the plurality of upper limit values can be set in any combination is a preferable range.)
  • the base material 37 has a flat plate shape, but the base material 37 is not limited to the flat plate shape, and a plate material having a curved surface, a block body, a tubular body, or the like, which has an appropriate shape depending on the shape of the laminated model to be manufactured, can be adopted.
  • a cobalt-based or nickel-based alloy can be used in addition to a steel material such as stainless steel, and various materials can be adopted depending on the product specifications and the like.
  • the welding head 21 is weaved by the weaving drive unit 19, and the welding head 21 is moved in the welding direction TD by the robot arm to perform laser powder overlay welding.
  • the built-up layer 41 formed by melting and solidifying the powder material 39 on the base material 37 is laminated with a predetermined thickness.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a laminated model 43 in which a single-layer overlay layer 41 made of a powder material 39 is formed on a base material 37.
  • the overlay material containing the above is melted, solidified and laminated, and has a base material 37, an overlay layer 41 made of the overlay material, and an intermediate layer 42.
  • the intermediate layer 42 is formed between the base material 37 and the build-up layer 41 by dissolving a part of the base material 37 and a part of the build-up layer 41 with each other.
  • the thickness T1 of the layer (layer formed by one pass) formed at one time by one welding is 3 mm or more, preferably 4 mm or more, 5 mm or less, preferably 4.5 mm or less. ..
  • the Vickers hardness of the overlay layer 41 is Hv800 or more and Hv980 or less.
  • the tungsten content of the overlay layer 41 is 16% by mass or more and 25% by mass or less. In order for the overlay layer 41 to surely exceed the Vickers hardness Hv800 described above, the tungsten content ratio of the overlay layer 41 is preferably 7% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the intermediate layer 42 means the penetration depth by the laser beam, and the average thickness T2 thereof is preferably 0 ⁇ T2 ⁇ 0.5 mm, more preferably 0 ⁇ T2 ⁇ 0.25 mm.
  • a build-up layer 41 having a thickness of 3 mm or more and 5 mm or less per layer may be laminated over a plurality of layers. According to this, even when the laminated model of the target shape cannot form the build-up layer 41 in one pass, the build-up layer 41 of a large thickness can be formed by repeatedly forming the build-up layer 41 in a plurality of passes. Therefore, modeling with a high degree of freedom in design can be performed.
  • the above-mentioned Vickers hardness is an index corresponding to the content of the second powder (tungsten carbide) of the powder material 39 used when forming the overlay layer 41.
  • the above-mentioned lower limit of Vickers hardness is the lower limit of the content of the second powder when the content of the second powder of the powder material 39 is small and the effect of increasing the hardness obtained by adding the second powder is small. Corresponds to.
  • the Vickers hardness is in the above range of Hv800 to Hv980, the hardness of the overlay layer 41 is significantly increased as compared with the case where the content of the second powder is less than the lower limit value. It is also possible to avoid cracking during overlay processing. Further, when the Vickers hardness exceeds the upper limit value of Hv980, cracks are likely to occur during the overlay processing.
  • the dilution of the build-up layer 41 (increase in the base material component) due to the increase in penetration affects the hardness of the build-up layer 41.
  • the hardness of the base material 37 is lower than the hardness of the build-up layer 41, and the deeper the base material 37 is dissolved, the more the built-up layer 41 is formed by the components on the melted base material 37 side. Diluted to reduce hardness. Therefore, it is desirable that the thickness Tb of the intermediate layer 42 be as small as possible.
  • FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a state in which the powder material 39 is melted and solidified on the base material 37 while the welding head 21 is weaving to form the overlay layer 41.
  • the welding head 21 is weaved and the laser beam LB emitted from the welding head 21 is repeatedly scanned. Specifically, the welding head 21 is swung by the weaving drive unit 19, and the laser beam LB irradiated on the base material 37 is scanned with a predetermined width shown in FIG.
  • the predetermined width referred to here is the scanning width W of the beam spot S by the weaving operation.
  • the robot arm of the welding robot 11 is driven to move the welding head 21 forward in the welding direction TD.
  • a bead in which the powder material 39 is melted and solidified is widely formed on the surface of the base material 37.
  • the next bead adjacent to the formed bead is formed so that a part of the scanning width W overlaps with the existing bead.
  • the overlay layer 41 made of a plurality of rows of beads is laminated on the surface of the base material 37 without any gap.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operating conditions of the weaving shown in FIG.
  • the operation for laminating the overlay layer 41 includes an operation of weaving the laser beam LB with a scanning width W and an operation of advancing the welding head 21 in the welding direction TD.
  • the scanning speed of the welding head 21 in the weaving direction (scanning direction) is V1
  • the advancing speed (welding speed) in the welding direction TD is V2
  • the time required per cycle of the weaving operation is t.
  • conditional expressions [1], [2] and [3] are satisfied. 20 ⁇ A ⁇ 35 ... Conditional expression [1] 2.2 ⁇ B ⁇ 2.9 ... Conditional expression [2] 5% by mass ⁇ R2 ⁇ 15% by mass ... Conditional expression [3]
  • each parameter in the conditional expressions [1], [2] and [3] is as follows.
  • A P ⁇ ⁇ / ⁇ [kJ / cm]: Laser heat input index
  • B Q ⁇ ⁇ / ⁇ [g / cm]: Powder supply rate index
  • the conditional expression [1] indicates an appropriate range of the laser heat input index A indicating the amount of heat input by the laser beam LB irradiated on the powder material 39 on the base material 37.
  • the laser heat input index A means the amount of laser heat input per unit welding line during weaving welding, and is 20 ⁇ A ⁇ 35, preferably 20 ⁇ A ⁇ 30.
  • the hardness of the build-up layer 41 under the first condition is Hv800 or more, and the build-up layer under the third condition. It is difficult to achieve a thickness of 41 of 0.5 mm or less.
  • the conditional expression [2] indicates an appropriate range of the powder supply index B indicating the supply rate of the powder material 39 to be supplied on the base material 37.
  • the powder supply index B means the powder supply weight per unit welding line during weaving welding, 2.2 ⁇ B ⁇ 2.9, preferably 2.4 ⁇ B ⁇ 2.7, and more preferably 2.4. ⁇ B ⁇ 2.5.
  • the powder supply index B is less than 2.2, it becomes difficult to form the overlay layer 41 of 3 mm or more due to insufficient powder supply. Further, in the case of 2.2 ⁇ B ⁇ 2.9 (however, when A also satisfies the conditional expression [1]), all of the above-mentioned first, second, and third conditions are satisfied. When the powder supply index B exceeds 2.9, the unmelted powder remains due to the excessive supply of the powder material, or the laser heat input to the base material is insufficient (most of the laser heat input is spent for powder melting). , The possibility of cracking during overlay increases.
  • the conditional expression [3] indicates an appropriate range of the ratio R2 of the second powder contained in the powder material 39.
  • the ratio R2 of the second powder is the mass ratio of the second powder to the total mass of the first powder and the second powder, and is 5% by mass ⁇ R2 ⁇ 15% by mass, preferably 7% by mass ⁇ R2 ⁇ 15% by mass. be.
  • the ratio R2 of the second powder is less than 5% by mass, the hardness of the built-up layer 41 described above is unlikely to be Hv800 or more. Further, in the case of 5% by mass ⁇ R2 ⁇ 15, the hardness is significantly increased as compared with the case of less than 5% by mass described above, and it is possible to avoid the occurrence of cracks during the overlay processing. When the ratio R2 exceeds 15% by mass, cracks are likely to occur during the overlay processing.
  • the heating area is expanded according to the scanning range by weaving at a scanning speed faster than the advancing speed, and the base material within the scanning range is uniformly heated.
  • "Weaving” is a method of improving weldability by swinging the welding torch in a direction intersecting the welding line and melting both base materials evenly in, for example, butt arc welding. In this configuration, this is applied to scanning the laser beam LB.
  • the laser beam LB When weaving is applied to the laser beam LB for welding, the laser beam LB is moved along a normal welding line (without weaving) for welding while the beam spot is irradiated near the welded portion on the base material 37. It will be longer than when you do. That is, by applying the weaving, the amount of heat input in the vicinity of the welded portion can be increased and the heating of the base material 37 can be promoted. Therefore, when the laser beam LB is irradiated over a wide range toward the base material to which the powder material 39 is supplied, the build-up layer 41 formed by melting and solidifying the powder material 39 by the heat input from the laser beam LB. The temperature difference from the surface of the base material 37 heated by the laser beam LB becomes small, and cracking of the build-up layer 41 due to shrinkage strain after cooling can be suppressed.
  • the amount of powder material 39 supplied at the time of welding can be increased to enable overlaying with a large thickness per pass.
  • the surface of the base material 37 is thickly covered with the powder material 39, and the heat input from the laser beam LB is consumed for melting the powder material 39. Therefore, excessive heating of the base material 37 by the laser beam LB is avoided, and the amount of penetration is suppressed.
  • the overlay layer 41 can be easily formed to a thickness on the order of several mm in one layer, and if the thickness is about 3 mm to 5 mm, it is possible to eliminate the need for multiple layers. Therefore, the possibility of cracking can be reduced as compared with the case of repeatedly overlaying. Further, the effects of relaxing dimensional restrictions, reducing construction costs, and shortening lead time can be obtained.
  • the base material 37 is suppressed from being excessively dissolved, and a thick build-up is cracked. It can be realized without letting.
  • the input energy from the laser beam LB is used to melt the supplied powder material and to directly heat the substrate.
  • most of the heat input from the laser beam LB is used for melting the powder material 39, and excessive heating of the base material 37 is suppressed.
  • the base material 37 is also heated by the heat energy of the molten powder material 39 itself, the occurrence of cracks can be reduced from this point as well.
  • conditional expressions [1] to [3] have an action of suppressing excessive penetration of the base material 37, an action of preventing the occurrence of cracks, and an action of making the thickness of the overlay layer 41 on the order of several mm. The balance of is properly adjusted.
  • the laser beam is directly irradiated to the base material, and most of the input energy is spent on heating the base material.
  • the amount of the base material dissolved is increased, the overlay layer 41 is diluted, and the hardness is lowered. In this case, cracking of the overlay layer 41 can be avoided, but the overlay layer 41 remains thin and cannot be overlayed on the order of several mm.
  • the step of forming the build-up layer 41 by weaving the laser beam LB described above is not limited to the step of moving the welding head 21 shown in FIG. 1 with the robot arm of the welding robot 11 while weaving it.
  • the laser beam LB may be set to a tandem beam system, and the roles may be divided into melting and overlaying the powder material and heating of the base material.
  • a heating device for heating by burner heating, high frequency conduction heating, or the like may be used in combination. In that case, the scanning range of weaving can be reduced, the advancing speed in the welding direction can be improved, and the tact time can be shortened.
  • Overlay welding was performed on the base material of the steel material (SS400) by the laser powder overlay welding apparatus shown in FIG.
  • the size of the base material is 50 mm in length ⁇ 50 mm in width ⁇ 20 mm in thickness.
  • Stellite No. 1 powder was used as the first powder, and tungsten carbide powder was used as the second powder to form a single overlay layer on the entire surface of the base material.
  • Table 1 shows various conditions and results of overlay formation.
  • Test Examples 1-1 to 5 only the first powder containing no second powder (tungsten carbide powder) is used as the powder material, and the laser heat input index A and the powder supply index B are changed.
  • the laser heat input index A of Test Example 1-5 is set under the same conditions, and the contents of the powder supply index B and the second powder are changed.
  • the laser heat input index A is larger than that in Test Examples 1-1 to 1-5 and Test Examples 2 to 6, 10 and 11, and Test Examples 10 and 11 are powdered.
  • the index B is made smaller than that of Test Examples 1-1 to 5 and Test Examples 2 to 9.
  • the thickness of the overlay layer and the intermediate layer and the distribution of the Vickers hardness of the overlay layer can be determined by cutting the laminated model after overlay formation on the base material, observing the cross section, and measuring the micro Vickers hardness test (test position). : Measured by 0.25 mm pitch from the surface layer, test load: 300 gf).
  • FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the cross-sectional hardness of the laminated model.
  • unmeasured test examples Test Examples 1-1, 1-4
  • Vickers hardness of the overlay layer the average value of the measured values in the region of hardness Hv600 or more corresponding to the overlay layer was used.
  • the component analysis of the built-up layer of the prepared laminated model was carried out by fluorescent X-ray analysis (XRF).
  • XRF fluorescent X-ray analysis
  • the X-ray irradiation range is ⁇ 10 mm, 6 elements of Co, Cr, W, Fe, Ni, and Mo are analyzed, and the FP (Fundamental Parameter) method is adopted for the quantitative calculation.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ratio R2 of the second powder contained in the powder material and the content ratio R1 of tungsten contained in the overlay layer. It can be seen that the tungsten content ratio R1 increases proportionally as the amount of the second powder added increases.
  • FIG. 8 is a cross-sectional photograph showing an example of the overlay layer formed on the base material.
  • a second layer which is an intermediate layer, is formed between the first layer, which is a base material, and the third layer, which is an overlay layer.
  • Test Example 2 the value of the laser heat input index A was set within the range of the conditional expression [1], and the value of the powder supply index B was set within the range of the conditional expression [2].
  • the content was set to less than 5% by mass. In that case, no cracking occurred, but the Vickers hardness was less than Hv800, and the tungsten content of the overlay layer was less than 16% by mass.
  • the value of the laser heat input index A is within the range of the conditional expression [1]
  • the value of the powder supply index B is within the range of the conditional expression [2]
  • the value of the second powder in the powder material is set.
  • the content was 5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • no cracks were generated, all the conditions of Vickers hardness of Hv800 or more, Hv980 or less, overlay thickness of 3 mm or more, and intermediate layer thickness of 0.5 mm or less were satisfied, and the tungsten content ratio of the overlay layer was 16% by mass. It was within the range of 25% by mass or less.
  • Test Example 6 the value of the laser heat input index A was set within the range of the conditional expression [1], and the value of the powder supply index B was set within the range of the conditional expression [2]. The amount was set to a value exceeding 15% by mass. In that case, cracks occurred, the Vickers hardness exceeded Hv980, and the tungsten content ratio of the overlay layer exceeded 25% by mass.
  • Test Example 7 the value of the powder supply index B was set within the range of the conditional expression [2], and the mass ratio of the second powder in the powder material was set to 5% by mass or more and 15% by mass or less, but the laser heat input index A. was set to a value exceeding the range of the conditional expression [1]. As a result, no cracking occurred, but the Vickers hardness was less than Hv800.
  • the value of the laser heat input index A was increased to 28.2 [kJ / cm] near the upper limit of the conditional expression [1]. Further, the powder supply index B was set within the range of the conditional expression [2], and the mass ratio of the second powder in the powder material was set to 5% by mass or more and 15% by mass or less. In that case, no cracks occur, the Vickers hardness is Hv800 or more and 980 or less, the overlay thickness is 3 mm or more, and the intermediate layer thickness is 0.5 mm or less. It was in the range of% or more and 25% by mass or less.
  • the value of the laser heat input index A is set to 37.7 [kJ / cm], which exceeds the upper limit of the conditional expression [1]
  • the value of the powder supply index B is set to be within the range of the conditional expression [2]
  • the powder is used.
  • the mass ratio of the second powder in the material was 5% by mass or more and 15% by mass or less. In that case, no cracking occurred, but the Vickers hardness was less than Hv800.
  • the value of the laser heat input index A was set within the range of the conditional expression [1], and the mass ratio of the second powder in the powder material was set to 5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the value of B was set to be less than the lower limit of the conditional expression [2]. As a result, no cracking occurred, but the Vickers hardness was less than Hv800.
  • Table 2 summarizes the results of the pass / fail judgment based on the above.
  • the Vickers hardness was evaluated as “ ⁇ ” for Hv800 or higher and Hv980 or lower, and as “x” for others.
  • the thickness of the overlay layer was evaluated as “ ⁇ ” when it was 3 mm or more and 5 mm or less, and as “x” when it was less than 3 mm or more than 5 mm.
  • the thickness of the intermediate layer was evaluated as " ⁇ ” when it was 0.5 mm or less and as "x” when it exceeded 0.5 mm.
  • the laser heat input index A, the powder supply index B, and the ratio R2 of the second powder are set to conditions that satisfy the above-mentioned conditional expressions [1] to [3].
  • the Vickers hardness is Hv800 or more, Hv980 or less (first condition)
  • the overlay thickness in one pass is 3 mm or more and 5 mm or less (second condition)
  • the thickness of the intermediate layer is high without causing cracks.
  • a laminated model of 0.5 mm or less (third condition) was obtained. In that case, the overlay layer had a tungsten content of 16% by mass or more and 25% by mass or less, and an overlay layer having good wear resistance could be formed with high efficiency.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or applied by those skilled in the art based on the combination of the configurations of the embodiments with each other, the description of the specification, and the well-known technique.
  • the invention is planned and is included in the scope for which protection is sought.
  • a method for producing a laminated model which comprises a step of irradiating the supplied powder material with a laser beam while weaving, and laminating at least a build-up layer obtained by melting and solidifying the powder material on the base material.
  • the step of laminating the overlay layer is a step of satisfying the following conditional expressions [1], [2] and [3], which is a method for manufacturing a laminated model. 20 ⁇ A ⁇ 35 ... Conditional expression [1] 2.2 ⁇ B ⁇ 2.9 ...
  • the temperature difference between the built-up layer formed by melting and solidifying the powder material due to the heat input from the laser beam and the surface of the base material heated by the laser beam becomes small, which is caused by the shrinkage strain after cooling. It is possible to suppress cracking of the built-up layer. Further, since the amount of heat input in the vicinity of the welded portion increases due to the weaving of the laser beam, the amount of powder material supplied at the time of welding can be increased, and a build-up with a large thickness per pass can be performed. Then, in a state where the penetration (the formation range of the intermediate layer having an intermediate hardness between the base material and the overlay layer) is small, even one layer overlay can form an overlay layer on the order of several mm.
  • the overlay layer is formed to have a Vickers hardness of Hv800 or more, Hv980 or less, a tungsten content ratio of 16% by mass or more and 25% by mass or less, and a thickness of 3 mm or more and 5 mm or less per pass (1). ).
  • the method for manufacturing a laminated model According to this method for manufacturing a laminated model, a build-up layer having excellent wear resistance and resistance to cracking can be formed to a thickness of 3 mm or more and 5 mm or less in one pass.
  • the overlay layer is a laminated model having a Vickers hardness of Hv800 or more and Hv980 or less, a tungsten content ratio of 16% by mass or more and 25% by mass or less, and a thickness of 3 mm or more and 5 mm or less. According to this laminated model, a built-up layer having a thickness of 3 mm or more and 5 mm or less, which has high hardness and excellent wear resistance, is provided, so that it is possible to provide a part having improved mechanical strength.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

積層造形物の製造方法は、ステライト合金を含有する第１粉末と、炭化タングステンを含有する第２粉末と、を混合した粉末材料を基材上に供給する工程と、供給された粉末材料にレーザビームをウィービング動作させながら照射して、基材上に少なくとも粉末材料を溶融固化させた肉盛層を積層する工程と、を有する。肉盛層を積層する工程は、２０≦Ａ≦３５、２．２≦Ｂ≦２．９、５質量％≦Ｒ２≦１５質量％を満たすようにする。ただし、Ａはレーザ入熱指標、Ｂは粉末供給速度指標、Ｒ２は粉末材料に含まれる第２粉末の比率である。

Description

積層造形物の製造方法、及び積層造形物
　本発明は、積層造形物の製造方法、及び積層造形物に関する。
　一般に、耐摩耗性が要求される部品の製造には、溶接若しくは溶射により表面上に耐摩耗性が優れる（高硬度な）材料の肉盛を施す、又は粉末焼結（金型成形＋ＨＩＰなど）若しくは付加製造（Additive Manufacturing）により、要求特性を満足する粉末材料から部品全体を成形する等の方法が採用される。また、粉末焼結体を成形した後、それを拡散接合、ろう付け等により部品表面に接合する方法も採られる。
　粉末積層造形に用いる造形用材料として、セラミックを含む第１粉末と、金属を含む第２粉末により構成された造形粒子を用いることで、セラミックを含みながらも高密度な造形物を積層造形するための新規な材料に関する発明が特許文献１に記載されている。特許文献１には、粉末の配合量、平均粒子、及び造形粒子の一体化法（焼結，バインダ結合）などが規定されている。具体的には、セラミック粉末として炭化タングステン／炭化クロム粉末、金属粉末としてコバルト／ステライト合金（Ｃｏ合金、「ステライト」は登録商標）／ニッケルクロム合金／ステンレス鋼粉末で構成された造形粒子を選択的レーザ溶融法（ＳＬＭ）により造形することで、高密度で、組織の均一性が高く、高硬度な造形物が得られる、と提示されている。
　また、農機具表面の耐摩耗性を向上させるために、レーザ粉末吹付溶融方式（レーザ粉末肉盛：ＬＭＤ）によりコバルト合金（例えば、ステライト　Ｎｏ．６）と炭化タングステンとの複合材の表面コーティング技術を適用した例が、非特許文献１に記載されている。非特許文献１には、多くの炭化タングステン粉末が、元の粒子状態を保ったままで溶融したマトリックス部（コバルト合金）に囲まれる形で結合された肉盛層を製造し、これにより、耐摩耗性に優れた（硬度が高い）表面硬化層の形成を可能とした、と記されている。
日本国特開２０１７－１１４７１６号公報
Wear resistance in the soil of Stellite-6/WC coatings produced using laser cladding method, Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Vol. 64, 2017, pp. 20-26.
　しかしながら、特許文献１の場合、造形用粉末を調製するまでに多くの複雑な工程（例えば、バインダによる一体化工程、又は球状化工程）を経る必要があり、材料費の高コスト化に繋がる。また、実施例としてＳＬＭ方式（選択的レーザ溶融方式）による造形例が記載されているが、別の材料で構成される部品の一部のみに選択的に付加造形する場合については触れられていない。したがって、実施例と同様の条件で割れを発生させずに高い均一性で、大きな厚みの高硬度層を部分的に付与できるかは定かでない。
　また、非特許文献１の場合、肉盛層全体の硬度を高めるためには、含有させる炭化タングステン粉末量を増大させる必要があり、これをＬＭＤ方式で実現しようとすれば、肉盛加工中に割れが発生するおそれがある。文献中に示されている硬化肉盛層の厚さは１ｍｍ程度であり、同条件で肉盛積層を続けた場合に、割れの発生を回避しながら数ｍｍオーダーの安定した高硬度層が得られる保証はない。
　また、耐摩耗性が要求される部品には、金属、セラミックス、又はサーメットを含む材料が使用される。これらの材料の表面肉盛、成形・積層造形をする場合、母材との接合強度と肉盛層密度の確保に加え、特に加工中の割れの回避が課題となる。また、対象部品の高寿命化には、できるだけ硬度が高く、厚さが大きい（数ｍｍオーダー）肉盛層を形成することが望ましい。しかし、硬度と厚さとを増大させるに伴い、加工中に割れが発生しやすくなる。そのため、加工対象部位の寸法制約を受けることなく、経済性の高い方法により上記した肉盛層を形成することが求められている。
　そこで本発明は、１パスで数ｍｍオーダーの肉盛層を、割れを発生させることなく効率よく安定して形成できる積層造形物の製造方法、及び積層造形物を提供することを目的とする。
　本発明は下記の構成からなる。
（１）　ステライト合金を含有する第１粉末と、炭化タングステンを含有する第２粉末と、を混合した粉末材料を基材上に供給する工程と、
　供給された前記粉末材料にレーザビームをウィービング動作させながら照射して、前記基材上に少なくとも前記粉末材料を溶融固化させた肉盛層を積層する工程と、を有する積層造形物の製造方法であって、
　前記肉盛層を積層する工程は、以下の条件式［１］、［２］及び［３］を満たす工程である、積層造形物の製造方法。
　２０≦Ａ≦３５　…　条件式［１］
　２．２≦Ｂ≦２．９　…　条件式［２］
　５質量％≦Ｒ２≦１５質量％　…条件式［３］
　　Ａ＝Ｐ×α／β［ｋＪ／ｃｍ］：レーザ入熱指標
　　Ｂ＝Ｑ×α／β［ｇ／ｃｍ］：粉末供給速度指標
　　　Ｐ［Ｗ］：レーザビームからの入熱量
　　　Ｑ［ｇ／ｍｉｎ］：粉末材料の供給速度
　　　α＝Ｗ／Ｖ１
　　　β＝Ｖ２×ｔ
　　　　Ｗ［ｃｍ］：ウィービング動作によるビームスポットの走査幅
　　　　Ｖ１［ｃｍ／ｍｉｎ］：ウィービング動作によるレーザビームの走査速度
　　　　Ｖ２［ｃｍ／ｍｉｎ］：溶接方向への前進速度
　　　　ｔ［ｓｅｃ］：ウィービング１周期の時間
　　Ｒ２［質量％］：粉末材料に含まれる第２粉末の比率
（２）　基材上に、ステライト合金と炭化タングステンとを含有する肉盛材料が積層された積層造形物であって、
　前記基材と、前記肉盛材料からなる肉盛層との間に、前記基材の一部と前記肉盛層の一部とが互いに溶解して形成された中間層を有し、
　前記肉盛層は、ビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下で、且つタングステンの含有比率が１６質量％以上２５質量％以下で、厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下である積層造形物。
　本発明によれば、１パスで数ｍｍオーダーの厚さを有する肉盛層を、割れを発生させることなく安定して形成できる。
図１はレーザ粉体肉盛溶接を実施するレーザ粉体肉盛溶接装置の概略構成図である。 図２は、溶接ヘッドを溶接方向に沿って移動させながら溶接する様子を示す溶接ヘッドの要部拡大断面図である。 図３は、基材上に粉末材料による単層からなる肉盛層を形成した積層造形物の概略断面図である。 図４は、溶接ヘッドをウィービング動作させながら基材上に粉末材料を溶融、固化させて肉盛層を形成する様子を模式的に示す説明図である。 図５は、図４に示すウィービングの動作条件を示す説明図である。 図６は、積層造形物の断面硬度の測定結果を示すグラフである。 図７は、基材に形成した肉盛層の一例を示す断面写真である。 図８は、粉末材料に含まれる第２粉末の比率と、肉盛層のタングステンの含有比率との関係を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　本発明に係る積層造形物の製造方法は、ステライト合金を含有する第１粉末と、炭化タングステンを含有する第２粉末と、を混合した粉末材料を基材上に供給し、供給された粉末材料にレーザビームをウィービング照射して、基材上に少なくとも粉末材料を溶融固化させた硬化肉盛層を積層するものである。
　この硬化肉盛層を積層する際に、詳細を後述するように、１パスで数ｍｍオーダーの厚さを有する肉盛層を、割れを発生させることなく安定して形成できるようにする。ここでいう１パスとは、レーザビームの１回の走査経路を意味する。
　以下の説明では、硬化肉盛層を形成するための粉末材料を、レーザ粉体肉盛溶接（ＬＭＤ：Laser Metal Deposition）を用いて溶融させる例を説明するが、本積層造形物の製造方法はこれに限らない。例えば、レーザ積層造形法（ＬＡＭ：Laser Additive Manufacturing）、又は選択的レーザ溶接（ＤＭＬＳ：Direct Metal Laser Sintering）等にも本発明を好適に適用できる。特にレーザ粉体肉盛溶接の場合には、溶接ロボットを用いてワークを溶接するため、ワークをチャンバ内で加工する場合よりも積層造形物の形状自由度を向上できる利点がある。
［レーザ粉体肉盛溶接装置］
　図１はレーザ粉体肉盛溶接を実施するレーザ粉体肉盛溶接装置１００の概略構成図である。
　レーザ粉体肉盛溶接装置（以下、ＬＭＤ装置と称する。）１００は、溶接ロボット１１と、レーザ光源部１３と、粉末材料供給部１５と、制御部１７とを備える。
　溶接ロボット１１は、先端軸にウィービング駆動部１９と溶接ヘッド２１とが設けられた多関節ロボットである。溶接ヘッド２１の位置、及び姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で３次元的に任意に設定可能となっている。また、ウィービング駆動部１９は、溶接ヘッド２１を溶接線に交差する方向に揺動させる。
　レーザ光源部１３は、光ファイバ２３を通じて溶接ヘッド２１にレーザビームを供給する。粉末材料供給部１５は、粉体供給パイプ２５を通じて溶接ヘッド２１に後述する硬化肉盛層を形成するための粉末材料３９（後述の図２参照）を供給する。制御部１７は、レーザ光源部１３によるレーザ出力を調整するレーザ出力調整部２７と、粉末材料供給部１５による溶接ヘッド２１への粉末材料３９の供給量を調整する粉末材料供給調整部２９とを含んで構成され、ＬＭＤ装置１００の各部を統括して駆動制御する。
　制御部１７による駆動制御は、プログラムに従ってコンピュータで実行される。つまり、制御部１７は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ(Random Access Memory)等のメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、を具備するコンピュータ装置である。この場合、各部の機能は、メモリ又は記憶装置に記憶された所定のプログラムをプロセッサが実行することによって実現できる。
　図２は、溶接ヘッド２１を溶接方向ＴＤに沿って移動させながら溶接する様子を示す溶接ヘッド２１の要部拡大断面図である。
　溶接ヘッド２１は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザ、又はディスクレーザ等を用いるレーザ溶接用のヘッドであって、レーザの種類は、作製する積層造形物等に応じて適宜選定される。
　溶接ヘッド２１の先端には、レーザ照射口３１、粉末材料供給口３３、及びシールドガス供給口３５が設けられる。
　レーザ照射口３１は、溶接ヘッド２１の先端中央で開口し、レーザ照射口３１から出射されるレーザビームＬＢが基材３７に照射される。レーザビームＬＢは、レーザ光源部１３で発振され、光ファイバ２３を通じて溶接ヘッド２１に導かれる。レーザビームＬＢによる溶接部への入熱量は、レーザ出力調整部２７がレーザビームＬＢの強度を調整することで任意に制御できる。
　粉末材料供給口３３は、溶接ヘッド２１の先端におけるレーザ照射口３１の径方向外側に同心状に開口し、粉末材料供給部１５から供給された粉末材料３９が粉末材料供給口３３から基材３７に向けて噴射される。粉末材料３９の基材３７への供給量は、粉末材料供給部１５によって任意に制御できる。
　また、粉末材料供給部１５は、不図示のキャリアガス供給部からのキャリアガスと共に粉末材料３９を粉末材料供給口３３から噴射させる。基材３７に向けて噴射された粉末材料３９は、基材３７の表面において、集光されたレーザビームＬＢによって溶融した後に、冷却されて凝固し、肉盛層４１を形成する。
　シールドガス供給口３５は、溶接ヘッド２１の先端における粉末材料供給口３３の外側に同心状に開口しており、基材３７に向けてシールドガスＧを供給する。シールドガスＧは、肉盛層４１及びその周辺の酸化を抑制する。
　上記したレーザ粉体肉盛溶接装置１００の構成は一例であって、これに限定されることはない。
［粉末材料］
　粉末材料供給部１５は、Ｃｏ－Ｃｒ合金、又はＣｏ基合金であるＣｏ－Ｃｒ－Ｗ－Ｃ系合金鋼（ステライト合金）を含む第１粉末と、炭化タングステンを含む第２粉末とを機械的に混合して、肉盛層形成用の粉末材料３９を調製する。ここでいう「機械的に混合する」とは、異なる種類の粉状体を特別な加工を伴うことなく、粉末材同士を撹拌混合することを意味する。
　また、第１粉末と第２粉末との混合は、粉末材料供給部１５で実施してもよく、溶接ヘッド２１までの供給路の途中に設けた混合器（不図示）等、粉末材料供給部１５とは異なる位置で実施してもよい。
　第１粉末としては、例えば、ステライト（ケナメタル ステライト社製　No.１，No.６，No.１２，No.２１等）が使用可能である。また、第２粉末としては、例えば、炭化タングステン粉末（ヘガネス社製４６７０等）が使用可能である。つまり、粉末材料３９は、一般に市販されている粉末同士を機械的に混合したものであり、特殊な肉盛用粉末材料のように複雑な前処理が不要となる。本積層造形物の製造方法は、第１粉末及び第２粉末として、いずれも市販の粉末材料をそのまま用いるため、経済性に優れる。
　ここで用いる粉末材料３９は、第２粉末である炭化タングステンを、粉末材料３９の全体に対して５質量％以上、１５質量％以下の範囲で含有させる。第２粉末の含有量の下限は、５質量％以上、好ましくは６質量％以上、より好ましくは７質量％以上であり、上限は、１５質量％以下、好ましくは１４質量％以下、より好ましくは１３質量％以下である。（なお、前記の複数の下限値のうちの任意の数値と、複数の上限値のうちの任意の数値とを、任意に組み合わせて設定できる範囲が、好適な範囲ともいえる。）
［基材］
　基材３７は平板状であるが、平板状に限らず、曲面を有する板材、ブロック体、管状体等、製造しようとする積層造形物の形状に応じて適宜な形状のものを採用できる。基材３７の材質は、ステンレス鋼材等の鋼材の他、コバルトベース又はニッケルベースの合金を用いることができ、製品の仕様等によって種々の材質を採用できる。
［硬化肉盛層（積層造形物）の形成］
　図１に示すＬＭＤ装置１００は、溶接ヘッド２１をウィービング駆動部１９によってウィービング動作させると共に、溶接ヘッド２１をロボットアームにより溶接方向ＴＤに移動させながら、レーザ粉体肉盛溶接を実施する。これにより、基材３７上で粉末材料３９を溶融、凝固させ、形成される肉盛層４１を、所定の厚さで積層する。
　図３は、基材３７上に粉末材料３９による単層の肉盛層４１を形成した積層造形物４３の概略断面図である
　積層造形物４３は、基材３７上にステライト合金と炭化タングステンとを含有する肉盛材料が溶融、凝固して積層されており、基材３７と、肉盛材料からなる肉盛層４１と、中間層４２とを有する。中間層４２は、基材３７と肉盛層４１との間で、基材３７の一部と肉盛層４１の一部が互いに溶解して形成される。
　肉盛層４１は、一回の溶接によって一度に形成される層（１パスにより形成される層）の厚さＴ１が３ｍｍ以上、好ましくは４ｍｍ以上、５ｍｍ以下、好ましくは４．５ｍｍ以下である。また、肉盛層４１のビッカース硬度は、Ｈｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下である。そして、肉盛層４１のタングステンの含有比率は、１６質量％以上、２５質量％以下である。なお、肉盛層４１が上記したビッカース硬度Ｈｖ８００を確実に超えるには、肉盛層４１のタングステンの含有比率が、７質量％以上、１５質量％以下であるとよい。また、中間層４２は、レーザビームによる溶け込み深さを意味し、その平均厚さＴ２は、０＜Ｔ２≦０．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０＜Ｔ２≦０．２５ｍｍである。
　積層造形物４３には、一層あたりの厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の肉盛層４１が、複数層にわたって積層されていてもよい。これによれば、目標形状の積層造形物が、１パスで肉盛層４１を形成できない場合でも、複数パスで繰り返し肉盛層４１を形成することで、大きな厚さの造形物を形成できる。よって、設計自由度の高い造形が行える。
　上記したビッカース硬度は、肉盛層４１を形成する際に用いた粉末材料３９の第２粉末（炭化タングステン）の含有量に対応する指標となる。上記したビッカース硬度の下限値は、粉末材料３９の第２粉末の含有量が少なく、第２粉末を添加したことにより得られる硬度増加の効果が小さい場合の、第２粉末の含有量の下限値に対応する。ビッカース硬度が上記したＨｖ８００～Ｈｖ９８０の範囲内の場合には、上記した第２粉末の含有量が下限値未満である場合と比べて、肉盛層４１の硬度が大幅に上昇することに加え、肉盛加工中の割れを回避することも可能となる。また、ビッカース硬度が上限値であるＨｖ９８０を超過する場合には、肉盛加工中に割れが発生しやすくなる。
　肉盛層４１は、タングステンの含有比率を上記範囲にすることで、適正なビッカース硬度（Ｈｖ８００～Ｈｖ９８０）が得られやすくなる。
　中間層４２の平均厚さＴ２は、０．５ｍｍを超過すると、溶け込みの増大による肉盛層４１の希釈（基材成分の増加）が影響し、肉盛層４１の硬度が低減する。通常、硬化肉盛を施す部品・部材では、基材３７の硬度が肉盛層４１の硬度より低く、基材３７の溶け込みが深いほど、溶融した基材３７側の成分により肉盛層４１が希釈されて硬度が低下する。そのため、中間層４２の厚Ｔｂは、できる限り小さくすることが望ましい。
＜ウィービング動作＞
　次に、肉盛層４１を形成する際のウィービング動作について、図１，図２を適宜参照しながら説明する。
　図４は、溶接ヘッド２１をウィービング動作させながら基材３７上に粉末材料３９を溶融、固化させて肉盛層４１を形成する様子を模式的に示す説明図である。
　基材３７の表面に粉末材料３９による肉盛層４１を形成するには、溶接ヘッド２１をウィービング動作させ、溶接ヘッド２１から出射されるレーザビームＬＢを走査することを繰り返す。具体的には、ウィービング駆動部１９により溶接ヘッド２１を揺動させ、基材３７上に照射されるレーザビームＬＢを図４に示す所定の幅で走査する。ここでいう所定の幅とは、ウィービング動作によるビームスポットＳの走査幅Ｗである。
　ウィービング動作と共に、溶接ロボット１１のロボットアームを駆動して、溶接ヘッド２１を溶接方向ＴＤに向けて前進させる。このレーザビームＬＢの走査及び溶接ヘッド２１の溶接方向ＴＤへの移動によって、基材３７の表面に粉末材料３９を溶融、凝固させたビードが幅広に形成される。そして、形成したビードに隣接する次のビードを、走査幅Ｗの一部が既設のビードとオーバーラップするように形成する。この作業を繰り返すことで、基材３７の表面に複数列のビードからなる肉盛層４１が隙間なく積層される。
　図５は、図４に示すウィービングの動作条件を示す説明図である。
　肉盛層４１を積層するための動作は、レーザビームＬＢを走査幅Ｗでウィービングさせる動作と、溶接ヘッド２１を溶接方向ＴＤに前進させる動作とを含む。ここで、溶接ヘッド２１のウィービング方向（走査方向）への走査速度をＶ１、溶接方向ＴＤへの前進速度（溶接速度）をＶ２、ウィービング動作の１周期当たりの所要時間をｔとする。
　肉盛層４１を積層する工程では、以下の条件式［１］、［２］及び［３］を満たすようにする。
　２０≦Ａ≦３５　…　条件式［１］
　２．２≦Ｂ≦２．９　…　条件式［２］
　５質量％≦Ｒ２≦１５質量％　…条件式［３］
　ここで、条件式［１］、［２］及び［３］における各パラメータは次のとおりである。
　Ａ＝Ｐ×α／β［ｋＪ／ｃｍ］：レーザ入熱指標
　Ｂ＝Ｑ×α／β［ｇ／ｃｍ］：粉末供給速度指標
　　Ｐ［Ｗ］：レーザビームからの入熱量
　　Ｑ［ｇ／ｍｉｎ］：粉末材料の供給速度
　　α＝Ｗ／Ｖ１
　　β＝Ｖ２×ｔ
　　　Ｗ［ｃｍ］：ウィービング動作によるビームスポットの走査幅
　　　Ｖ１［ｃｍ／ｍｉｎ］：ウィービング動作によるレーザビームの走査速度
　　　Ｖ２［ｃｍ／ｍｉｎ］：溶接方向への前進速度
　　　ｔ［ｓｅｃ］：ウィービング１周期の時間
　Ｒ２［質量％］：粉末材料に含まれる第２粉末の比率
　条件式［１］は、基材３７上の粉末材料３９に照射されるレーザビームＬＢによる入熱量を表すレーザ入熱指標Ａの適正範囲を示す。レーザ入熱指標Ａは、ウィービング溶接時の単位溶接線あたりのレーザ入熱量を意味し、２０≦Ａ≦３５、望ましくは２０≦Ａ≦３０である。
　レーザ入熱指標Ａが２０未満の場合、レーザ入熱不足による粉末材料の溶け残り、未溶融結果の発生、又は肉盛中の割れ発生が問題となる。また、２０≦Ａ≦３５の場合（ただし、Ｂも条件式［２］を満足する場合）、以下の第１，第２，第３条件のいずれも満足する。・第１条件：前述した肉盛層４１のビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下であること。・第２条件：１パスで形成される肉盛層４１の厚さＴａが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下であること。・第３条件：中間層４２の厚さＴ２が０＜Ｔ２≦０．５ｍｍであること。
　そして、レーザ入熱指標Ａが３５を超過する場合、レーザ入熱量の過多により基材３７の溶け込みが大きくなり、第１条件の肉盛層４１の硬度がＨｖ８００以上、第３条件の肉盛層４１の厚さ０．５ｍｍ以下の達成が困難となる。
　条件式［２］は、基材３７上に供給する粉末材料３９の供給速度を表す粉末供給指標Ｂの適正範囲を示す。粉末供給指標Ｂは、ウィービング溶接時の単位溶接線あたりの粉末供給重量を意味し、２．２≦Ｂ≦２．９、好ましくは２．４≦Ｂ≦２．７、更に好ましくは２．４≦Ｂ≦２．５である。
　粉末供給指標Ｂが２．２未満の場合、粉末供給不足により３ｍｍ以上の肉盛層４１の形成が困難となる。また、２．２≦Ｂ≦２．９の場合（ただし、Ａも条件式［１］を満足する場合）、前述した第１、第２、第３条件のいずれも満足する。そして、粉末供給指標Ｂが２．９を超過する場合、粉末材料の供給過多による未溶融粉末の残存、又は基材へのレーザ入熱不足（レーザ入熱量の殆どが粉末溶融に費やされる）によって、肉盛中に割れが発生する可能性が増加する。
　条件式［３］は、粉末材料３９に含まれる第２粉末の比率Ｒ２の適正範囲を示す。第２粉末の比率Ｒ２は、第１粉末と第２粉末の合計質量に対する第２粉末の質量比であり、５質量％≦Ｒ２≦１５質量％、望ましくは７質量％≦Ｒ２≦１５質量％である。
　第２粉末の比率Ｒ２が５質量％未満の場合、前述した肉盛層４１の硬度がＨｖ８００以上になりにくい。また、５質量％≦Ｒ２≦１５の場合、上記した５質量％未満の場合と比べて硬度が大幅に上昇し、肉盛加工中の割れ発生の回避も可能となる。そして、比率Ｒ２が１５質量％を超過する場合には、肉盛加工中に割れが発生しやすくなる。
＜レーザビームのウィービング照射＞
　次に、レーザビームのウィービング照射による作用を説明する。
　一般に、レーザビームは指向性及びエネルギー密度が高いため、レーザビームを基材に向けて照射すると、微小な照射スポットの領域内が集中的に加熱される。そのため、条件によっては基材にキーホールが形成され、加熱は照射スポット付近に限られる。
　そこで、レーザビームＬＢを溶接方向へ前進させる際、前進速度より速い走査速度でウィービングさせることで、その走査範囲に応じて加熱面積を拡大するとともに、走査範囲内の基材を均等に加熱する。ここでいう「ウィービング」とは、例えば突合せアーク溶接において、溶接線に交差する方向へ溶接トーチを揺動させ、双方の母材を均等に溶融することによって溶接性を向上させる手法であるが、本構成においては、これをレーザビームＬＢの走査に応用している。
　レーザビームＬＢにウィービングを適用して溶接する場合、基材３７上の溶接部近傍にビームスポットが照射される時間は、通常の溶接線（ウィービングなし）に沿ってレーザビームＬＢを移動させて溶接する場合と比べて長くなる。つまり、ウィービングの適用によって、溶接部近傍の入熱量を増加させ、基材３７の加熱を促進できる。そのため、粉末材料３９が供給される基材に向けてレーザビームＬＢを広範囲に照射する場合、レーザビームＬＢからの入熱によって粉末材料３９が溶融、凝固して形成される肉盛層４１と、レーザビームＬＢによって加熱された基材３７の表面との温度差が小さくなり、冷却後の収縮ひずみに起因する肉盛層４１の割れを抑制できる。
　また、レーザビームＬＢのウィービングによって溶接部近傍の入熱量が増加するため、溶接時に粉末材料３９の供給量を増やして、１パス当たりの厚さが大きい肉盛りを行える。この場合、基材３７の表面が粉末材料３９により厚く覆われて、レーザビームＬＢからの入熱がその粉末材料３９の溶融に消費される。そのため、レーザビームＬＢによる基材３７の過剰な加熱が回避され、溶け込み量が抑えられる。これにより、肉盛層４１を１層で数ｍｍオーダーの厚さに容易に形成でき、３ｍｍ～５ｍｍ程度の厚さであれば、複数回にわたる多層盛りを不要にできる。よって、繰り返し肉盛りする場合よりも割れが発生する可能性を低減できる。さらに、寸法制約の緩和、施工コストの低減、リードタイムの短縮の効果も得られる。
　上記のように、レーザビームＬＢへのウィービングの適用と、粉末供給量の増加とを同時に実施することで、基材３７の過剰な溶け込みを抑えつつ、厚さが大きい肉盛りを、割れを生じさせずに実現できる。一般にレーザ粉末肉盛溶接では、レーザビームＬＢによる投入エネルギーが、供給された粉末材料の溶融と、基材の直接的な加熱とに使用される。前述した条件式［１］～［３］の範囲であれば、レーザビームＬＢからの入熱の多くは粉末材料３９の溶融に使用され、基材３７の過剰な加熱が抑えられる。また、溶融した粉末材料３９自身が持つ熱エネルギーによっても基材３７が加熱されるため、この点からも割れの発生を低減できる。つまり、前述した条件式［１］～［３］は、基材３７の過剰な溶け込みを抑える作用、割れの発生を防止する作用、肉盛層４１の厚さを数ｍｍオーダーにする作用と、のバランスを適切に調整している。
　例えば、粉末材料の供給量が少ないまま、レーザビームにウィービングを適用した場合、レーザビームが基材に直接照射されて、投入エネルギーの殆どが基材の加熱に費やされる。その結果、基材の溶け込み量が大きくなり、肉盛層４１が希釈されて硬度が低下する。この場合、肉盛層４１の割れは回避できるが、肉盛層４１は薄いままとなり、数ｍｍオーダーの肉盛はできない。
　なお、上記したレーザビームＬＢのウィービングによる肉盛層４１の形成工程は、図１に示す溶接ヘッド２１をウィービングさせながら溶接ロボット１１のロボットアームで移動させる工程に限らない。例えば、レーザビームＬＢをタンデムビーム方式にして、粉末材料の溶融及び肉盛と、基材の加熱とに役割を分けて施工してもよい。また、基材の加熱用として、バーナー加熱、高周波導加熱等により加熱する加熱装置を併用してもよい。その場合、ウィービングの走査範囲を減らし、溶接方向への前進速度を向上させてタクトタイムの短縮を図れる。
　図１に示すレーザ粉体肉盛溶接装置により、鋼材（ＳＳ４００）の基材上に肉盛溶接を実施した。基材のサイズは、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ２０ｍｍである。第１粉末にはステライトNo.１粉末、第２粉末には炭化タングステン粉末を使用して、基材表面の全面に１層の肉盛層を形成した。肉盛形成の各種条件と結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　試験例１－１～５は、粉末材料として第２粉末（炭化タングステン粉末）を含まない第１粉末のみとし、レーザ入熱指標Ａと粉末供給指標Ｂを変化させている。
　試験例２～６は、試験例１－５のレーザ入熱指標Ａを同一条件とし、粉末供給指標Ｂと第２粉末の含有量を変化させている。
　試験例７～９は、レーザ入熱指標Ａを試験例１－１～１－５及び試験例２～６、１０，１１の場合よりも大きくしており、試験例１０，１１は、粉末供給指標Ｂを試験例１－１～５及び試験例２～９よりも小さくしている。
　各試験例に対して、浸透探傷検査（ＰＴ）により肉盛層の溶接割れの有無を確認し、溶接割れ無しの場合を「〇」、溶接割れありの場合を「×」と評価した。
　また、肉盛層、中間層の厚さと、肉盛層のビッカース硬度の分布は、基材に肉盛形成した後の積層造形物を切断して、断面観察と、マイクロビッカース硬度計（試験位置：表層から０．２５ｍｍピッチ、試験荷重：３００ｇｆ）とによりと測定した。
　図６は、積層造形物の断面硬度の測定結果を示すグラフである。図６においては、未測定の試験例（試験例１－１，１－４）は除いて示している。肉盛層のビッカース硬度は、肉盛層に相当する硬度Ｈｖ６００以上の領域における測定値の平均値を用いた。
　作成した積層造形物の肉盛層の成分分析は、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）により実施した。Ｘ線照射範囲はφ１０ｍｍであり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏの６元素を分析対象とし、定量計算はＦＰ（Fundamental Parameter）法を採用した。
　図７は、粉末材料に含まれる第２粉末の比率Ｒ２と、肉盛層に含まれるタングステンの含有比率Ｒ１との関係を示すグラフである。タングステンの含有比率Ｒ１は、第２粉末の添加量の増加に伴って、比例して増加していることがわかる。
　図８は、基材に形成した肉盛層の一例を示す断面写真である。基材である第１層と、肉盛層である第３層との間に中間層である第２層が形成されている。
　上記の条件で肉盛層の形成と測定とを実施したところ、表１に示す結果となった。
　粉末材料に炭化タングステンを添加していない試験例１－１～５においては、試験例１－１，１－２，１－４で割れが発生し、試験例１－１，１－４を除いてビッカース硬度がＨｖ８００に達しなかった。試験例１－５では、肉盛層のタングステンの含有比率が１６質量％未満であった。
　試験例２では、レーザ入熱指標Ａの値を条件式［１］の範囲内とし、粉末供給指標Ｂの値を条件式［２］の範囲内としたが、粉末材料中の第２粉末の含有量を５質量％未満とした。その場合、割れを生じなかったが、ビッカース硬度がＨｖ８００未満であり、肉盛層のタングステンの含有比率は１６質量％未満であった。
　試験例３～５では、レーザ入熱指標Ａの値を条件式［１］の範囲内とし、粉末供給指標Ｂの値を条件式［２］の範囲内とし、粉末材料中の第２粉末の含有量を５質量以上１５質量％以下とした。その結果、割れを生じず、ビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下、肉盛厚さ３ｍｍ以上、中間層厚さ０．５ｍｍ以下の条件を全て満たし、肉盛層のタングステンの含有比率も１６質量％以上２５質量％以下の範囲内であった。
　試験例６では、レーザ入熱指標Ａの値を条件式［１］の範囲内とし、粉末供給指標Ｂの値を条件式［２］の範囲内としたが、粉末材料の第２粉末の含有量が１５質量％を超える値にした。その場合、割れが発生し、ビッカース硬度がＨｖ９８０を超え、肉盛層のタングステンの含有比率が２５質量％を超えた。
　試験例７では、粉末供給指標Ｂの値を条件式［２］の範囲内とし、粉末材料中の第２粉末の質量比を５質量以上、１５質量％以下としたが、レーザ入熱指標Ａを条件式［１］の範囲を超える値にした。その結果、割れは発生しなかったが、ビッカース硬度がＨｖ８００未満となった。
　試験例８では、レーザ入熱指標Ａの値を条件式［１］の上限近くの２８．２［ｋＪ／ｃｍ］に増加させた。また、粉末供給指標Ｂを条件式［２］の範囲内とし、粉末材料中の第２粉末の質量比を５質量以上１５質量％以下とした。その場合、割れを生じず、ビッカース硬度がＨｖ８００以上９８０以下、肉盛厚さが３ｍｍ以上、中間層厚さが０．５ｍｍ以下の条件を全て満たし、肉盛層のタングステンの含有比率も１６質量％以上２５質量％以下の範囲内であった。
　試験例９では、レーザ入熱指標Ａの値を条件式［１］の上限を超える３７．７［ｋＪ／ｃｍ］とし、粉末供給指標Ｂの値を条件式［２］の範囲内とし、粉末材料中の第２粉末の質量比を５質量以上１５質量％以下とした。その場合、割れは生じなかったが、ビッカース硬度がＨｖ８００未満となった。
　試験例１０、１１では、レーザ入熱指標Ａの値を条件式［１］の範囲内とし、粉末材料中の第２粉末の質量比を５質量以上１５質量％以下としたが、粉末供給指標Ｂの値を条件式［２］の下限値未満とした。その結果、割れは生じなかったが、ビッカース硬度がＨｖ８００未満となった。
　上記による良否判定の結果を表２に纏めて示す。ビッカース硬度は、Ｈｖ８００以上、且つＨｖ９８０以下を「○」、それ以外を「×」と評価した。肉盛層の厚さは、３ｍｍ以上、５ｍｍ以下を「○」、３ｍｍ未満又は５ｍｍを超えるものを「×」と評価した。中間層の厚さは、０．５ｍｍ以下を「○」、０．５ｍｍを超えるものを「×」と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　試験例３，４，５，８のように、レーザ入熱指標Ａ、粉末供給指標Ｂ、第２粉末の比率Ｒ２を、前述した条件式［１］～［３］を満足する条件に設定することで、割れを生じさせることなく、ビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下（第１条件）、１パスでの肉盛厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下（第２条件）、中間層の厚さが０．５ｍｍ以下（第３条件）の積層造形物が得られた。その場合の肉盛層は、タングステンの含有比率が１６質量％以上２５質量％以下であり、耐摩耗性が良好な肉盛層を高効率で形成できた。
　本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）　ステライト合金を含有する第１粉末と、炭化タングステンを含有する第２粉末と、を混合した粉末材料を基材上に供給する工程と、
　供給された前記粉末材料にレーザビームをウィービング動作させながら照射して、前記基材上に少なくとも前記粉末材料を溶融固化させた肉盛層を積層する工程と、を有する積層造形物の製造方法であって、
　前記肉盛層を積層する工程は、以下の条件式［１］、［２］及び［３］を満たす工程である、積層造形物の製造方法。
　２０≦Ａ≦３５　…　条件式［１］
　２．２≦Ｂ≦２．９　…　条件式［２］
　５質量％≦Ｒ２≦１５質量％　…条件式［３］
　　Ａ＝Ｐ×α／β［ｋＪ／ｃｍ］：レーザ入熱指標
　　Ｂ＝Ｑ×α／β［ｇ／ｃｍ］：粉末供給速度指標
　　　Ｐ［Ｗ］：レーザビームからの入熱量
　　　Ｑ［ｇ／ｍｉｎ］：粉末材料の供給速度
　　　α＝Ｗ／Ｖ１
　　　β＝Ｖ２×ｔ
　　　　Ｗ［ｃｍ］：ウィービング動作によるビームスポットの走査幅
　　　　Ｖ１［ｃｍ／ｍｉｎ］：ウィービング動作によるレーザビームの走査速度
　　　　Ｖ２［ｃｍ／ｍｉｎ］：溶接方向への前進速度
　　　　ｔ［ｓｅｃ］：ウィービング１周期の時間
　　Ｒ２［質量％］：粉末材料に含まれる第２粉末の比率
　この積層造形物の製造方法によれば、レーザビームのウィービングによって基材の溶接部近傍の入熱量を増大させ、基材の加熱を促進できる。そのため、レーザビームからの入熱によって粉末材料が溶融、凝固して形成される肉盛層と、レーザビームによって加熱された基材の表面との温度差が小さくなり、冷却後の収縮ひずみに起因する肉盛層の割れを抑制できる。
　また、レーザビームのウィービングによって溶接部近傍の入熱量が増加するため、溶接時に粉末材料の供給量を増やして、１パス当たりの厚さが大きい肉盛りを行える。
　そして、溶け込み（基材と肉盛層との中間硬度を有する中間層の形成範囲）が小さい状態で、１層の肉盛でも数ｍｍオーダーの肉盛層を形成できる。その結果、従前のような肉盛層の厚みを確保するために多層盛溶接を実施する必要がなくなり、加工中に割れが発生する可能性を低減できる。さらに、寸法制約の緩和、施工コスト低減、リードタイムの短縮の効果も得られる。
　また、ステライト合金、炭化タングステンといった一般に市販されている粉末を混合した粉末材料を使用するため、複雑な前処理必要な肉盛用粉末材料を用いる必要がなく、経済性に優れ、ステライト合金のみ使用する場合と比較して、硬度が高い肉盛層の形成が可能となる。
（２）　前記肉盛層を、ビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下、タングステンの含有比率が１６質量％以上２５質量％以下、且つ１パス当たりの厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下に形成する（１）に記載の積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、耐摩耗性に優れ、割れに強い肉盛層を、１パスで３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の厚さに形成できる。
（３）　前記基材と前記肉盛層との間に、前記基材と前記粉末材料とを溶融、凝固させた中間層を、厚さＴ２が０＜Ｔ２≦０．５ｍｍとなるように形成する（１）又は（２）に記載の積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、基材との溶け込みを抑えて、高硬度な肉盛層を形成できる。
（４）　一層あたりの厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の前記肉盛層を、複数回にわたって積層する（１）～（３）のいずれか１つに記載の積層造形物の製造方法。
　この積層造形物の製造方法によれば、任意の目標形状に造形でき、設計自由度が向上する。
（５）　基材上にステライト合金と炭化タングステンとを含有する肉盛材料が積層された積層造形物であって、
　前記基材と、前記肉盛材料からなる肉盛層との間に、前記基材の一部と前記肉盛層の一部が互いに溶解して形成された中間層を有し、
　前記肉盛層は、ビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下で、且つタングステンの含有比率が１６質量％以上２５質量％以下で、厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下である積層造形物。
　この積層造形物によれば、高硬度で耐摩耗性に優れた３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の厚さの肉盛層を備えるため、機械的強度を向上した部品を提供できる。
（６）　前記中間層の平均厚さＴ２は、０＜Ｔ２≦０．５ｍｍである（５）に記載の積層造形物。
　この積層造形物によれば、基材と肉盛層との接合強度を向上できる。
（７）　一層あたりの厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の前記肉盛層が、複数層にわたって積層されている（５）又は（６）に記載の積層造形物。
　この積層造形物によれば、任意の目標形状に造形でき、設計自由度が向上する。
　なお、本出願は、２０２０年３月１２日出願の日本特許出願（特願２０２０－４３３５５）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　１１　溶接ロボット
　１３　レーザ光源部
　１５　粉末材料供給部
　１７　制御部
　１９　ウィービング駆動部
　２１　溶接ヘッド
　２３　光ファイバ
　２５　粉体供給パイプ
　２７　レーザ出力調整部
　２９　粉末材料供給調整部
　３１　レーザ照射口
　３３　粉末材料供給口
　３５　シールドガス供給口
　３７　基材
　３９　粉末材料
　４１　肉盛層
　４３　積層造形物
１００　レーザ粉体肉盛溶接装置

Claims (8)

  1. 　ステライト合金を含有する第１粉末と、炭化タングステンを含有する第２粉末と、を混合した粉末材料を基材上に供給する工程と、
    　供給された前記粉末材料にレーザビームをウィービング動作させながら照射して、前記基材上に少なくとも前記粉末材料を溶融固化させた肉盛層を積層する工程と、を有する積層造形物の製造方法であって、
    　前記肉盛層を積層する工程は、以下の条件式［１］、［２］及び［３］を満たす工程である、積層造形物の製造方法。
    　２０≦Ａ≦３５　…　条件式［１］
    　２．２≦Ｂ≦２．９　…　条件式［２］
    　５質量％≦Ｒ２≦１５質量％　…条件式［３］
    　　Ａ＝Ｐ×α／β［ｋＪ／ｃｍ］：レーザ入熱指標
    　　Ｂ＝Ｑ×α／β［ｇ／ｃｍ］：粉末供給速度指標
    　　　Ｐ［Ｗ］：レーザビームからの入熱量
    　　　Ｑ［ｇ／ｍｉｎ］：粉末材料の供給速度
    　　　α＝Ｗ／Ｖ１
    　　　β＝Ｖ２×ｔ
    　　　　Ｗ［ｃｍ］：ウィービング動作によるビームスポットの走査幅
    　　　　Ｖ１［ｃｍ／ｍｉｎ］：ウィービング動作によるレーザビームの走査速度
    　　　　Ｖ２［ｃｍ／ｍｉｎ］：溶接方向への前進速度
    　　　　ｔ［ｓｅｃ］：ウィービング１周期の時間
    　　Ｒ２［質量％］：粉末材料に含まれる第２粉末の比率
  2. 　前記肉盛層を、ビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下、タングステンの含有比率が１６質量％以上２５質量％以下、且つ１パス当たりの厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下に形成する請求項１に記載の積層造形物の製造方法。
  3. 　前記基材と前記肉盛層との間に、前記基材と前記粉末材料とを溶融、凝固させた中間層を、厚さＴ２が０＜Ｔ２≦０．５ｍｍとなるように形成する請求項１に記載の積層造形物の製造方法。
  4. 　前記基材と前記肉盛層との間に、前記基材と前記粉末材料とを溶融、凝固させた中間層を、厚さＴ２が０＜Ｔ２≦０．５ｍｍとなるように形成する請求項２に記載の積層造形物の製造方法。
  5. 　一層あたりの厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の前記肉盛層を、複数回にわたって積層する請求項１～４のいずれか１項に記載の積層造形物の製造方法。
  6. 　基材上に、ステライト合金と炭化タングステンとを含有する肉盛材料が積層された積層造形物であって、
    　前記基材と、前記肉盛材料からなる肉盛層との間に、前記基材の一部と前記肉盛層の一部が互いに溶解して形成された中間層を有し、
    　前記肉盛層は、ビッカース硬度がＨｖ８００以上、Ｈｖ９８０以下で、且つタングステンの含有比率が１６質量％以上２５質量％以下で、厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下である積層造形物。
  7. 　前記中間層の平均厚さＴ２は、０＜Ｔ２≦０．５ｍｍである請求項６に記載の積層造形物。
  8. 　一層あたりの厚さが３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の前記肉盛層が、複数層にわたって積層されている請求項６又は７に記載の積層造形物。
PCT/JP2021/006012 2020-03-12 2021-02-17 積層造形物の製造方法、及び積層造形物 WO2021182051A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/905,901 US20230126443A1 (en) 2020-03-12 2021-02-17 Method for producing additively-manufactured article, and additively-manufactured article
CN202180020534.9A CN115279538A (zh) 2020-03-12 2021-02-17 层叠造型物的制造方法、以及层叠造型物
EP21768637.7A EP4104954A4 (en) 2020-03-12 2021-02-17 METHOD OF PRODUCING AN AGGREGATIVELY MANUFACTURED ARTICLE AND AGGREGATIVELY MANUFACTURED ARTICLE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-043355 2020-03-12
JP2020043355A JP7287915B2 (ja) 2020-03-12 2020-03-12 積層造形物の製造方法、及び積層造形物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021182051A1 true WO2021182051A1 (ja) 2021-09-16

Family

ID=77671420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/006012 WO2021182051A1 (ja) 2020-03-12 2021-02-17 積層造形物の製造方法、及び積層造形物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230126443A1 (ja)
EP (1) EP4104954A4 (ja)
JP (1) JP7287915B2 (ja)
CN (1) CN115279538A (ja)
WO (1) WO2021182051A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114524A1 (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Komatsu Ltd. 耐摩耗粒子及び耐摩耗構造部材
JP2017114716A (ja) 2015-12-22 2017-06-29 株式会社フジミインコーポレーテッド 粉末積層造形に用いるための造形用材料
JP2020043355A (ja) 2019-11-21 2020-03-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3305357B2 (ja) * 1992-05-21 2002-07-22 東芝機械株式会社 耐食・耐摩耗性に優れた合金およびその製造方法ならびにその合金製造用材料
JP6193493B2 (ja) * 2014-06-20 2017-09-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 粉末積層造形に用いる粉末材料およびそれを用いた粉末積層造形法
KR101810843B1 (ko) * 2016-03-25 2017-12-20 창원대학교 산학협력단 파우더 송급 장치를 포함하는 레이저 클래딩 장치
ES2953659T3 (es) * 2017-03-14 2023-11-15 Vbn Components Ab Aleaciones basadas en cobalto con alto contenido de carbono
CN108611636A (zh) * 2018-07-04 2018-10-02 湖南工业大学 一种耐磨耐腐蚀复合涂层的制备方法
JP7041042B2 (ja) * 2018-10-17 2022-03-23 株式会社神戸製鋼所 硬化層の積層方法、及び積層造形物の製造方法
JP7048471B2 (ja) * 2018-10-17 2022-04-05 株式会社神戸製鋼所 硬化層の積層方法及び積層造形物の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114524A1 (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Komatsu Ltd. 耐摩耗粒子及び耐摩耗構造部材
JP2017114716A (ja) 2015-12-22 2017-06-29 株式会社フジミインコーポレーテッド 粉末積層造形に用いるための造形用材料
JP2020043355A (ja) 2019-11-21 2020-03-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Wear resistance in the soil of Stellite-6/WC coatings produced using laser cladding method", INT. JOURNAL OF REFRACTORY METALS AND HARD MATERIALS, vol. 64, 2017, pages 20 - 26
See also references of EP4104954A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20230126443A1 (en) 2023-04-27
CN115279538A (zh) 2022-11-01
JP7287915B2 (ja) 2023-06-06
EP4104954A4 (en) 2023-08-09
EP4104954A1 (en) 2022-12-21
JP2021143397A (ja) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021182050A1 (ja) 積層造形物の製造方法、及び積層造形物
Svetlizky et al. Directed energy deposition (DED) additive manufacturing: Physical characteristics, defects, challenges and applications
Jhavar et al. Development of micro-plasma transferred arc (μ-PTA) wire deposition process for additive layer manufacturing applications
EP3596242B1 (en) Method for fusion processing aluminum alloy and aluminum alloy precursor material
Gadagi et al. A review on advances in 3D metal printing
CN104404509A (zh) 一种金属激光熔化增材制造方法
Dobrzański et al. Manufacturing technologies thick-layer coatings on various substrates and manufacturing gradient materials using powders of metals, their alloys and ceramics
JP7048471B2 (ja) 硬化層の積層方法及び積層造形物の製造方法
Zhao et al. Feasibility study of producing Ni/WC composite coatings by laser deposition with a tubular cored wire
Zhang et al. Additive manufacturing of cobalt-based alloy on tool steel by directed energy deposition
Martukanitz Directed-energy deposition processes
WO2021182051A1 (ja) 積層造形物の製造方法、及び積層造形物
WO2020080425A1 (ja) 硬化層の積層方法、及び積層造形物の製造方法
Valente et al. LASER cladding—a post processing technique for coating, repair and re-manufacturing
JP7105535B2 (ja) 蒸気タービン翼の製造方法
Kukreja et al. Emerging laser materials processing techniques for future industrial applications
Karimi et al. Taguchi-based experimental investigation into weld cladding of Ni-WC MMC overlays by CMT process
Amirjan et al. Correlation between processing parameters in direct metal deposition of IN625 nickel-base superalloy
Agyapong Additive Manufacturing of Novel Cemented Carbides with Self-Lubricating Properties
Kamrani Direct laser deposition for re-manufacturing of components
Urbańczyk et al. STRUCTURES OF GRADIENT LAYERS OBTAINED USING THE LASER METAL DEPOSITION (LMD) METHOD.
KR20180061699A (ko) 레이저 클래딩을 통한 텅스텐 카바이드와 바인더의 적층 방법
Molobi Laser engineered net shaping technology to manufacture tungsten carbide in a steel binder
Ostolaza Gaztelupe et al. Latest Developments to Manufacture Metal Matrix Composites and Functionally Graded Materials through AM: A State-of-the-Art Review
Hinduja et al. Laser Technology: Additive Manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21768637

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021768637

Country of ref document: EP

Effective date: 20220915

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE