Naukowcy z Uniwersytetu w Hiroszimie z powodzeniem drukują 3D ultratwardy węglik wolframu

Węglik wolframu i kobalt (WC-Co) to podstawa przemysłu wytwórczego, ceniona za twardość, która konkuruje z szafirem i diamentem. Jednak jego ekstremalna wytrzymałość sprawia, że kształtowanie go przy użyciu tradycyjnej metalurgii proszków jest niezwykle kosztowne i nieekonomiczne. Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Hiroszimie opracowali sposób na drukowanie 3D tego materiału bez poświęcania jego legendarnej wytrzymałości.

Badanie - opublikowane w International Journal of Refractory Metals and Hard Materials - wykorzystuje technikę zwaną napromieniowaniem laserem na gorąco. W przeciwieństwie do standardowej produkcji addytywnej, która może w pełni stopić surowiec, metoda ta łączy wiązkę laserową z podgrzanym drutem wypełniającym, aby jedynie zmiękczyć metale.

Węgliki spiekane są niezwykle twardymi materiałami... ale są one wytwarzane z bardzo drogich surowców, takich jak wolfram i kobalt, co sprawia, że redukcja zużycia materiału jest wysoce pożądana. Dzięki zastosowaniu produkcji addytywnej, węglik spiekany może być osadzany tylko tam, gdzie jest potrzebny, zmniejszając w ten sposób zużycie materiału. - Adiunkt Keita Marumoto, autor korespondencyjny artykułu.

Zespół przetestował dwie orientacje produkcji: prętową i laserową, ale początkowo napotkał problemy z defektami i rozkładem materiału. Osiągnęli sukces wprowadzając warstwę środkową na bazie stopu niklu i ściśle kontrolując temperatury, aby utrzymać się powyżej temperatury topnienia kobaltu, ale poniżej poziomu, w którym występuje wzrost ziaren. Ostatecznym rezultatem był wolny od defektów materiał o twardości ponad 1400 HV, dorównujący konwencjonalnie produkowanym węglikom.

Naukowcy chcą teraz udoskonalić proces, aby zapobiec pękaniu i umożliwić wytwarzanie złożonych kształtów, potencjalnie rewolucjonizując sposób wytwarzania narzędzi skrawających.