热处理对3％体积六方氮化硼（h-BN）增强并通过选择性激光烧结

在制造和采矿业中，硬质合金（WC-Co）因其非凡的特性（例如高强度，良好的耐磨性和高断裂韧性）而受到人们的欢迎。此外，由于设计限制，例如使用常规粉末冶金制造的零件的复杂形状，为了更好地加工和制造具有复杂形状和几何形状的零件，正在寻求金属3D打印。在这项研究中，使用选择性激光烧结对用3％六方氮化硼（h-BN）增强的硬质合金（WC-Co）进行了处理，并进行了热处理，以了解元素组成和后处理热处理对合金的影响。加工零件的微观结构演变和机械完整性。一般来说，印刷后的WC-Co-hBN样品具有大小在8μm至18μm之间的独特多角WC碳化物，WC-Co基体和大面积熔融eta相（面积分数为40％）。X射线衍射分析表明，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。与印刷样品相比，在400°C下进行的后期热处理导致形成明确的WC碳化物和eta相，包括减少的WC-Co基体。X射线衍射分析表明，W 3 Co 3 N和W 3 Co 3 C 4相的消失与WC相的结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下进行后处理会导致粗化WC碳化物（〜10μm至12μm）破裂，更多的eta相（面积分数为63％）和更多的W 3 Co 3析出。与印刷样品比较时为C相。但是，在800°C下进行后处理会导致WC-Co基体大量耗竭，并且会生成不规则的WC碳化物和eta相。在1000°C下，与800°C下的样品相比，WC碳化物的相对尺寸较小，但定义明确且紧密堆积，包括较大体积的eta相。同样，h-BN相首次出现在具有高特征峰的样品中。热处理与残余应力成反比。因此，热处理有助于减轻热处理样品中的残余应力。印刷样品记录的最高平均硬度值为4200 HV，比SLS印刷的WC-17Co高约200％。印刷样品的断裂韧性最高（7.5MPa√m），而600°C的断裂韧性最低。另外，WC-Co-hBN样品的磨损性能明显更高，而1000°C具有最佳的磨损性能。总的来说，本研究中的h-BN增强材料甚至在高达1000°C的条件下仍能显示出所制造零件机械性能的改善和稳定性。