超硬合金表面処理プロセスの新展開

5月 11 , 2022

GPAINNOVAは、乾式電解研磨技術により、ハードメタル(WC-Co)としても知られる超硬合金の表面仕上げにおいて大きな技術的進歩を遂げました。

2021年、乾式電解研磨に基づく新しいプロセスが硬質金属用に開発された。 特許出願中のこのプロセスはDryLyte®テクノロジーの一部であり、コバルトバインダーの溶出やその他の副作用を解決するものである。 この新しい電解液とプロセスは、マルク・サルサネダス、ギオマール・リウ、ジョアン・ジョセップ・ロアが特許を取得した。

つの研究がProcedia CIRP(ISSN 2212-8271)に掲載されることが決まった。 どちらも、WC-Co. .用の前述の技術で研磨された後のサブマイクロメートルの長さスケールでの表面完全性に関連している。 これらの研究は、GPAINNOVA、カタルーニャ工科大学(UPC)材料科学・工学部、KLAグループによって開発された。

この研究により、乾式電解研磨技術は、金属コバルト(Co)バインダーの溶出効果を伴わずに、WC-Coの粗さを大幅に除去できることが確認された。

 

WC-共晶炭化物の新しい乾式電解研磨技術の表面完全性

本研究では、乾式電解研磨技術(ドライライト®)で処理したWC-Co部品に焦点を当てる。 このソリューションにより、図1に示すように、平均粗さ9nm以下の腐食のない表面を得ることができる。 この研究の背後にある主な目的は、研磨時間の関数としてサブマイクロメートルの長さスケールで、機械的特性、主に硬度の観点から表面の完全性を調査することである。 表面の品質は、高度な特性評価技術を使用して評価され、ナノインデンテーション技術によって得られた機械的応答は、統計的方法論を使用して処理された。 結論として、表面の完全性と研磨時間には密接な相関関係が見られる。

図1。 DryLyte®技術で30分間研磨したWC-COグレードの断面顕微鏡写真(左側)とFESEM顕微鏡写真(右側)。

結論

  • DryLyte®テクノロジーは、WC-Coの研磨を可能にし、粗さを低減し、研磨工程で誘発される加工後の欠陥を除去します。
  • 研磨された試料は、金属Coバインダーへの溶出効果を示さない
  • ナノインデンテーション試験は、微細構造と機械的特性の間に明確な相関関係を示している

 

3Dプリンターで作製したWC-Co の中高温における小規模機械的応答

この研究では、複雑な形状を持つ3DプリントWC-Co試験片の乾式電解研磨を慎重に実施した。 続いて、各構成相(性質の異なる「WC相および/またはCo相」または結晶学的WC配向)の機械的完全性を、試験温度の関数として評価した。

結論

  • 硬度は温度に依存する特性である
  • WC粒子は、500℃以下の温度で硬度の点で異方的な挙動を示す

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