Conform Descopera: O revoluție în prelucrarea metalelor dure: Imprimarea 3D a carburei de tungsten-cobalt
Cercetătorii de la Universitatea din Hiroshima, în colaborare cu Mitsubishi Materials Hardmetal, au dezvoltat o nouă metodă revoluționară pentru producția de carbura de tungsten-cobalt (WC-Co), un material esențial în industrie datorită rezistenței sale excepționale la uzură și presiune. Tehnica, bazată pe principiile imprimării 3D, promite să eficientizeze considerabil procesul de fabricație, reducând semnificativ costurile și pierderile de materii prime scumpe.
Metoda tradițională de producție, metalurgia pulberilor, implică etape complexe de comprimare și sinterizare la temperaturi înalte. Aceste proceduri sunt nu doar costisitoare, ci și ineficiente, ducând la irosirea unor cantități considerabile de tungsten și cobalt, elemente cu valoare economică ridicată. Noua abordare folosește fabricarea aditivă pentru a depune carbura de tungsten direct în zonele unde este necesară, eliminând astfel risipa inutilă de material.
Tehnica inedită de „înmuiere” pentru precizie maximă
Pentru a atinge acest obiectiv, echipa de cercetători a implementat o metodă de iradiere laser cu fir cald. Spre deosebire de tehnicile anterioare care presupuneau topirea completă a metalelor, proces ce putea altera structura internă și duritatea carburei de tungsten, noul studiu propune o abordare de „înmuiere”. Acest proces permite materialului să fie depus controlat, fără a-i compromite proprietățile.
Rezultatele obținute în urma testelor sunt notabile. Aliajul rezultat prezintă o duritate Vickers de peste 1400 HV, plasându-l în categoria materialelor extrem de dure, imediat sub substanțe precum safirul și diamantul. Această performanță a fost posibilă prin utilizarea iradierii ghidate de laser, combinată cu un strat intermediar din aliaj de nichel și un control riguros al temperaturii, factori care au prevenit defectele de structură și creșterea necontrolată a cristalelor microscopice.
Potențial larg de aplicare și provocări viitoare
Profesorul Keita Marumoto a subliniat faptul că utilizarea metodei de înmuiere în locul topirii complete pentru formarea materialelor metalice reprezintă o inovație absolută în domeniu. Această tehnică are potențialul de a fi aplicată nu doar la carbura de tungsten, ci și la o gamă largă de alte materiale industriale dure, deschizând noi perspective în producția de componente de înaltă performanță.
Cu toate acestea, cercetătorii recunosc că mai există provocări de depășit, în special în ceea ce privește reducerea apariției fisurilor și posibilitatea fabricării unor forme geometrice complexe. În ciuda acestor obstacole, succesul inițial al acestei noi tehnologii indică o cale promițătoare spre o producție industrială mai eficientă, mai economică și, implicit, mai sustenabilă a pieselor metalice cu duritate sporită. Studiul a fost publicat recent în International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.
Sursa: Descopera
