“工業(yè)硬漢”——硬質(zhì)合金也能被3D打�。ㄓ址Q增材制造）出無缺陷產(chǎn)品了？湖南國企科研突破“上新”。

被稱為“合金之王”的硬質(zhì)合金是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要材料，由難熔金屬化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制作而成，在高溫、高速切削等極端條件下仍能保持穩(wěn)定的性能，被譽為“工業(yè)硬漢”“工業(yè)的牙齒”，廣泛應(yīng)用于航空航天、資源開采、裝備制造和電子信息等產(chǎn)業(yè)。

實驗室里“打”出*技術(shù)

近日，中南大學粉末冶金國家重點實驗室與湖南博云東方粉末冶金有限公司（簡稱“博云東方”）合作，采用材料擠出增材制造（MEX）–脫脂燒結(jié)（DS）技術(shù)，*制得無孔隙、無裂紋、各向收縮均勻的高強韌兩相WC-9Co硬質(zhì)合金。相關(guān)工作以論文的形式發(fā)表在國際TOP期刊《Additive Manufacturing》（中文名：增材制造）。

“硬質(zhì)合金3D打印很多都是采用熱成型技術(shù)，存在一個技術(shù)瓶頸：溫度很高，通過激光燒結(jié)直接成型，硬質(zhì)合金屬于易脆材料，不可避免會產(chǎn)生很多裂紋、孔洞等缺陷，嚴重影響力學性能，導(dǎo)致報廢。”博云東方*工程師鄒丹談到，“我們這次采用的是冷成型，用高壓擠出增材的方式，通過一系列工藝將孔隙、裂紋等缺陷消除，得到一個幾乎無缺陷的全致密材料，力學性能就上去了。”

據(jù)悉，該高強韌兩相WC-9Co硬質(zhì)合金相對密度約為99.7%，維氏硬度、橫向斷裂強度和斷裂韌性分別達到1525HV30、3492MPa和20.4 MPa·m1/2，綜合力學性能與傳統(tǒng)粉末冶金工藝制備的高性能硬質(zhì)合金相當。相關(guān)性能數(shù)據(jù)在目前全球范圍公開可查詢的文獻里處于*水平。

硬質(zhì)合金的傳統(tǒng)制造完全依賴模具，復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的制品無法采用常規(guī)方法制備，嚴重限制了硬質(zhì)合金制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計空間、材料優(yōu)勢發(fā)揮和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。

該項技術(shù)突破意味著，通過3D打印，可直接制造出傳統(tǒng)粉末冶金工藝無法制備的復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金零件，大大縮短了生產(chǎn)周期并有望降低成本。同時，可實現(xiàn)個性化定制和快速原型制作，將為硬質(zhì)合金的應(yīng)用提供更廣闊的空間。

四年磨一劍 以“質(zhì)”致遠

據(jù)悉，此項研究在我國*材料科學家、博云東方首席科學家黃伯云院士的指導(dǎo)下完成�？蒲械耐黄撇⒎且货矶�就，其中的艱難可想而知。“此前，團隊在四年多時間內(nèi)開展了近百次試驗，一直沒達到滿意的性能�！痹撗芯课恼碌�*作者，中南大學粉末冶金國家重點實驗室博士研究生陳才對研究過程中的攻堅克難深有感觸。

“目前這項技術(shù)的突破還處于實驗室階段，離規(guī)�；�、產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走�！编u丹表示，后續(xù)研究依舊任重道遠。

路雖遠，行則將至。科技創(chuàng)新是拉動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的“牛鼻子”，是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素。黨的二十大報告提出：“加強企業(yè)主導(dǎo)的產(chǎn)學研深度融合，強化目標導(dǎo)向，提高科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化水平�！�