Сплавы карбида вольфрама с кобальтом (WC-Co, одна из разновидностей была известна в СССР как «победит») высоко ценятся за свою твердость, но именно это свойство делает их крайне сложными в обработке. Существующий процесс производства очень ресурсоемкий и дорогой, поэтому давно назрел какой-то другой, более экономически целесообразный метод.
WC-Co применяются там, где нужна прочность и износостойкость, например в изготовлении режущего и строительного инструмента. Сейчас детали из этих сплавов делают методами порошковой металлургии, используя высокое давление и спекание. В Японии разработали технологию аддитивного производства (АП), то есть 3D-печать, в сочетании с лазерным облучением. Способ описан в International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.
Идея состоит в комбинации АП, в частности, лазерного облучения с подогревом проволоки, и двух методов формования изделия:
- предполагает прямое облучение верхней части прутка из твердого сплава, который задает направление построения,
- луч направлен в зазор между нижней частью прутка и основным материалом (железом).
В обоих случаях металлы не полностью расплавляются, а лишь размягчаются для образования твердого сплава.
«Твердые сплавы — это чрезвычайно прочные материалы для режущих кромок инструмента и подобных применений. Они производятся из очень дорогого сырья, такого как вольфрам и кобальт, что делает крайне нежелательным лишний его расход. АП позволяет экономить сплав, нанося его только туда, где это действительно нужно», — пояснил автор-корреспондент статьи Кейта Марумото из Высшей школы передовых наук и инженерии Хиросимского университета.
Исследователи хотели бы продвинуться дальше в решении проблемы трещинообразования, а также в формировании более сложных геометрий, поделился Марумото.
«Формование металлических материалов путем их размягчения, а не полного расплавления — это новый подход с потенциалом для применения не только к твердым сплавам, которые были в фокусе нашего исследования, но и к другим материалам», — заключил он.
На Землю доставили первую напечатанную в космосе металлическую деталь
Разработан алюминиевый сплав для печати деталей самолетов
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram