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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

信息来源:本站 | 发布日期: 2021-03-03 13:02:53 | 浏览量:734249

摘要:

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…

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。

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