Introduction
Carbure cémenté est généralement composé d'un squelette de carbure cémenté et d'un liant métallique. Il s'agit d'un type de matériau doté d'une excellente dureté et d'une excellente résistance à l'usure, ce qui permet de l'utiliser dans la fabrication d'outils de coupe, de forets, de pièces d'usure, etc. En général, le carbure cémenté est produit par la métallurgie des poudres conventionnelle (PM), le pressage isostatique à chaud (HIP), la synthèse autopropagée à haute température (SHS) et le frittage par plasma d'étincelles (SPS). Mais la plupart d'entre eux ne peuvent produire que des composants d'une complexité géométrique limitée. En outre, ces procédés ne sont pas efficaces et sont coûteux en raison des longs processus techniques qu'ils impliquent.
NotrePoudres de carbure cémenté WC-12Copréparés par broyage à billes, granulation par pulvérisation, pré-frittage, tamisage et classement peuvent être appliqués par fusion laser sur lit de poudre (LPBF). Les pièces en carbure obtenues par LPBF par notre procédé mixte de fusion sur lit de poudre peuvent être appliquées par fusion sur lit de poudre au laser (LPBF).Poudre de WC-12Co avec presque sphérique avec des tailles de particules de 15-53 μm, et le liant Co est uniformément dispersé dans la matrice WC sont montré d'excellentes propriétés mécaniques et les caractéristiques d'usure en ajustant la vitesse de balayage approprié.
Figure 1 montre la microstructure optique des pièces LPBF en carbure cémenté WC-12Co formées à partir de poudres WC-12Co à une vitesse de balayage de 400 mm/s. Les zones rouges et bleues de la figure 1a représentent les adhésifs WC et Co (solutions à base de Co) respectivement. Les zones rouges et bleues de la figure 1a représentent respectivement les adhésifs WC et Co (solutions à base de Co). Les grains de WC présentent une microstructure bimodale, et les tailles de grain maximale, minimale et moyenne sont respectivement d'environ 25, 1,5 et 8,7 μm.
Figure 2montre la dureté Rockwell (HRA) et la résistance à la rupture transversale (TRS) du carbure cémenté WC-12Co préparé par LPBF à partir de poudres WC-12Co. Avec l'augmentation de la vitesse de balayage laser, la HRA diminue progressivement. L'augmentation de la densité d'énergie du laser entraîne une augmentation de la phase ƞ dure et fragile.
Afin d'analyser le mécanisme d'usure du carbure cémenté WC-12Co préparé par LPBF, la surface d'usure est représentée en Figure 3. Pour le carbure cémenté WC-12Co formé à 380 mm/s, des marques d'usure peuvent être clairement observées et la matrice WC est sérieusement endommagée. Des rainures et des rayures peuvent être observées dans les échantillons préparés à une vitesse de 400 mm/s, qui sont des caractéristiques typiques de l'usure par abrasion :
Conclusion
La microstructure, les propriétés mécaniques et les caractéristiques d'usure du carbure cémenté WC-12Co préparé par LPBF à partir de poudres WC-12Co ont été étudiées.
Les principales conclusions sont résumées comme suit : (1) La distribution alternée des grains de WC grossiers et fins a été observée dans le carbure cémenté WC-12Co préparé par LPBF. (2) Avec l'augmentation de la vitesse de balayage laser, le SRT augmente d'abord jusqu'à la valeur maximale, puis diminue. La variation du SRT est principalement attribuée à l'évolution de la phase ƞ fragile et aux défauts métallurgiques. (3) Pour le carbure cémenté WC-12Co formé à des vitesses de balayage faibles, la phase η fragile peut se briser et couper la matrice pendant le frottement, ce qui entraîne une perte de masse d'usure. Pour les échantillons formés à des vitesses de balayage élevées, la formation et le détachement des couches de cisaillement accélèrent le processus de friction et détruisent la résistance à l'usure du carbure cémenté WC-12Co. Par conséquent, les échantillons préparés à une vitesse de balayage de 400 mm/s présentent la meilleure résistance à l'usure.