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?？梢妼?duì)于傳統(tǒng)WC-Co 硬質(zhì)合金材料來(lái)說(shuō)，硬度和強(qiáng)韌性是難以兩全的。
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，一種硬質(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。
采用的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。
新時(shí)代，新技術(shù)層出不窮，我們關(guān)注，學(xué)習(xí)，希望在未來(lái)能夠與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新。