WC-Co硬質(zhì)合金（鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金）材料是硬質(zhì)合金的一種，具有硬度高、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，主要被用于制造金屬加工刀具、礦山工具、耐磨零件。
傳統(tǒng)WC-Co 硬質(zhì)合金材料內(nèi)外組織均勻，機(jī)械性能一致，當(dāng)材料的硬度較高時(shí)，耐磨性較好，但同時(shí)材料的強(qiáng)韌性會(huì)明顯較低。反之，當(dāng)強(qiáng)韌性較好時(shí)，材料的硬度則有所下降，材料的耐磨性將會(huì)因此而降低。可見(jiàn)對(duì)于傳統(tǒng)WC-Co 硬質(zhì)合金材料來(lái)說(shuō)，硬度和強(qiáng)韌性是難以?xún)扇摹?/p>
那么,如何解決硬質(zhì)合金材料硬度和強(qiáng)韌性之間的矛盾呢？常見(jiàn)的方式是給硬質(zhì)合金材料穿上堅(jiān)硬的“盔甲”，也就是在強(qiáng)韌性較佳的硬質(zhì)合金基體表面涂覆高硬度的PVD、CVD涂層。雖然這是一種有效的方法，但是涂層與硬質(zhì)合金基體材料之間是一種物理結(jié)合，在使用過(guò)程中外載或熱應(yīng)力下難免會(huì)出現(xiàn)涂層剝落的現(xiàn)象。
然而痛點(diǎn)也是創(chuàng)新的突破點(diǎn)。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，硬質(zhì)合金材料增材制造-3D打印工藝，在這種工藝中，硬質(zhì)合金-金剛石復(fù)合材料中的WC-Co硬質(zhì)合金層和金剛石層通過(guò)3D打印的方式實(shí)現(xiàn)層與層之間的結(jié)合。這種結(jié)合是通過(guò)化學(xué)鍵方式所進(jìn)行的結(jié)合，相比傳統(tǒng)的物理結(jié)合，這種結(jié)合方式更牢固，在使用過(guò)程中能夠避免涂層的剝落，同時(shí)具有較好的硬度。
增材制造工藝為基于粉末床熔融的電子束熔化（EBM）3D打印技術(shù)，并基于這一工藝開(kāi)展了對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金層-金剛石復(fù)合材料組分以及材料增材制造工藝參數(shù)的研究。
材料的研究包括對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金中Co的質(zhì)量含量、粒徑，金剛石材料的粒徑、純度，以及兩種材料的質(zhì)量比等方面。在工藝參數(shù)方面，湖南伊澍智能制造探索了這種復(fù)合材料的3D打印參數(shù)，例如電子束熔化掃描的掃描速率、電流、熔化溫度等。
通過(guò)對(duì)以上工藝制造的樣件，能夠得到熱導(dǎo)系數(shù)為500～550W/mK，摩擦系數(shù)為0.3～0.5，熱膨脹系數(shù)為0.9～1.18×10-6，硬度值為4800～5000HV的硬質(zhì)合金-金剛石復(fù)合材料，材料具有較好的硬度，沖擊韌性為300～320J，能夠很好的避免涂層的剝落。
3D科學(xué)谷
Review
EBM 3D打印技術(shù)為硬質(zhì)合金類(lèi)耐磨材料零部件的加工提供了全新可行性，這一技術(shù)的應(yīng)用可被拓展至更多類(lèi)型的硬質(zhì)合金材料中。
據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，材料企業(yè)VBN 開(kāi)發(fā)了適用于EBM 3D打印的5種硬質(zhì)合金材料，針對(duì)不同細(xì)分領(lǐng)域的是應(yīng)用，這些材料的硬度、鉻含量或碳化物含量各有不同。例如其中一種可用于制造機(jī)械加工刀具的材料，具有非常高含量細(xì)小、分散良好的碳化物，適用于制造滾齒刀、成型刀具，電動(dòng)切割刀具以及磨損部件。VBN 已經(jīng)證明該材料與增材制造工藝，可制造出具有更高生產(chǎn)效率的機(jī)械加工刀具。
