熱處理對3％體積六方氮化硼（h-BN）增強并通過選擇性激光燒結(jié)

在制造和采礦業(yè)中，硬質(zhì)合金（WC-Co）因其非凡的特性（例如高強度，良好的耐磨性和高斷裂韌性）而受到人們的歡迎。此外，由于設(shè)計限制，例如使用常規(guī)粉末冶金制造的零件的復(fù)雜形狀，為了更好地加工和制造具有復(fù)雜形狀和幾何形狀的零件，正在尋求金屬3D打印。在這項研究中，使用選擇性激光燒結(jié)對用3％六方氮化硼（h-BN）增強的硬質(zhì)合金（WC-Co）進行了處理，并進行了熱處理，以了解元素組成和后處理熱處理對合金的影響。加工零件的微觀結(jié)構(gòu)演變和機械完整性。一般來說，印刷后的WC-Co-hBN樣品具有大小在8μm至18μm之間的獨特多角WC碳化物，WC-Co基體和大面積熔融eta相（面積分數(shù)為40％）。X射線衍射分析表明，除了主要的六方WC相之外，h-BN分解形成次要相，例如CoWB，Co5.47 N以及W 3 Co 3 C，W 3 Co 3 N，W 9 Co 3 C 4相。與印刷樣品相比，在400°C下進行的后期熱處理導(dǎo)致形成明確的WC碳化物和eta相，包括減少的WC-Co基體。X射線衍射分析表明，W 3 Co 3 N和W 3 Co 3 C 4相的消失與WC相的結(jié)合和粗化以及次要的W 9 Co 3 C 4，CoWB和Co 5.47消失。N相。但是，在600°C下進行后處理會導(dǎo)致粗化WC碳化物（?10μm至12μm）破裂，更多的eta相（面積分數(shù)為63％）和更多的W 3 Co 3析出。與印刷樣品比較時為C相。但是，在800°C下進行后處理會導(dǎo)致WC-Co基體大量耗竭，并且會生成不規(guī)則的WC碳化物和eta相。在1000°C下，與800°C下的樣品相比，WC碳化物的相對尺寸較小，但定義明確且緊密堆積，包括較大體積的eta相。同樣，h-BN相首次出現(xiàn)在具有高特征峰的樣品中。熱處理與殘余應(yīng)力成反比。因此，熱處理有助于減輕熱處理樣品中的殘余應(yīng)力。印刷樣品記錄的最高平均硬度值為4200 HV，比SLS印刷的WC-17Co高約200％。印刷樣品的斷裂韌性最高（7.5MPa√m），而600°C的斷裂韌性最低。另外，WC-Co-hBN樣品的磨損性能明顯更高，而1000°C具有最佳的磨損性能?？偟膩碚f，本研究中的h-BN增強材料甚至在高達1000°C的條件下仍能顯示出所制造零件機械性能的改善和穩(wěn)定性。