硬质合金表面精加工工艺的新发展

5月 11 , 2022

GPAINNOVA 通过干式电抛光技术,在硬质合金(又称硬金属 (WC-Co))表面精加工方面取得了重大技术进步

2021 年,针对硬金属开发了一种基于干式电抛光的新工艺。 正在申请专利的工艺是 DryLyte® 技术的一部分,可以解决钴粘合剂的沥滤问题以及该技术的其他副作用。 新的电解质和工艺由马克-萨尔萨内达斯(Marc Sarsanedas)、吉奥马尔-里乌(Guiomar Riu)和琼-何塞普-罗亚(Joan Josep Roa)申请专利。

两项研究已被接受,将在《Procedia CIRP》(ISSN 2212-8271)上发表。 两者都与采用上述技术对 WC-Co. 进行抛光后在亚微米长度尺度上的表面完整性有关。 这些研究由 GPAINNOVA 公司、加泰罗尼亚理工大学(UPC)材料科学与工程系和 KLA 集团共同完成。

研究证实,干式电解抛光技术可在不产生金属钴(Co)粘合剂浸出效应的情况下,大幅去除 WC-Co 的粗糙度。

 

新型干式电抛光技术对 WC-Co-cemented 碳化物的表面完整性

本研究的重点是采用干式电解抛光技术(DryLyte®)处理的 WC-Co 零件。 如图 1 所示,这种解决方案可以获得平均粗糙度低于 9 nm 的无腐蚀表面。 这项研究的主要目的是研究亚公制长度范围内表面完整性的机械性能(主要是硬度)与抛光时间的函数关系。 采用先进的表征技术对表面质量进行了评估,并利用统计方法对通过纳米压痕技术获得的机械响应进行了处理。 总之,表面完整性与抛光时间之间存在密切联系。

图 1. 使用 DryLyte® 技术抛光 30 分钟后,显示无沥滤效应的截面显微照片(左侧)和 WC-CO 级的 FESEM 显微照片(右侧)。

结论

  • DryLyte® 技术可对 WC-Co 进行抛光,降低粗糙度,消除研磨过程中产生的加工后缺陷。
  • 抛光后的试样未显示出对金属 Co 粘合剂的沥滤效应
  • 纳米压痕测试表明,微观结构与机械性能之间存在明显的相关性

 

三维打印的 WC-Co 在中/高温下的小尺寸机械响应

在这项工作中,我们对具有复杂结构的干电抛光 3D 打印 WC-Co 试样进行了仔细的系统研究。 随后,研究人员评估了每个构成相(具有不同性质的 “WC 和/或 Co 相 “或晶体学 WC 取向)的机械完整性与测试温度的函数关系。

结论

  • 硬度与温度有关
  • 当温度低于 500 ºC 时,WC 颗粒的硬度表现出各向异性

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