Исследователи Университета Хиросимы успешно осуществляют 3D-печать сверхтвердого карбида вольфрама

Карбид вольфрама и кобальта (WC-Co) - это основной материал в обрабатывающей промышленности, который ценится за твердость, соперничающую с сапфиром и алмазом. Однако его чрезвычайная прочность делает его невероятно дорогим и расточительным для формирования с помощью традиционной порошковой металлургии. Теперь исследователи из Университета Хиросимы разработали способ 3D-печати этого материала, не жертвуя его легендарной прочностью.

В исследовании, опубликованном в Международном журнале тугоплавких металлов и твердых материалов, используется техника, называемая лазерным облучением горячей проволокой. В отличие от стандартного аддитивного производства, которое может полностью расплавить исходное сырье, этот метод сочетает лазерный луч с предварительно нагретой присадочной проволокой, чтобы просто размягчить металл.

Цементированные карбиды - чрезвычайно твердые материалы... но они изготавливаются из очень дорогого сырья, такого как вольфрам и кобальт, поэтому сокращение расхода материала крайне желательно. Используя аддитивное производство, цементированный карбид можно наносить только там, где он необходим, тем самым снижая расход материалов. - Доцент Кейта Марумото (Keita Marumoto), автор-корреспондент статьи.

Команда протестировала две ориентации производства: стержневую и лазерную, но поначалу столкнулась с проблемами дефектов и распада материала. Они добились успеха, внедрив средний слой на основе никелевого сплава и строго контролируя температуру, чтобы она была выше температуры плавления кобальта, но ниже уровня, при котором происходит рост зерен. В итоге получился материал без дефектов, обладающий твердостью более 1 400 HV, что соответствует традиционным карбидам.

Теперь исследователи намерены усовершенствовать процесс, чтобы предотвратить растрескивание и позволить изготавливать сложные формы, что может произвести революцию в производстве режущих инструментов.