Conform Descopera: Inovație în prelucrarea metalelor dure
Cercetătorii de la Universitatea din Hiroshima, în colaborare cu Mitsubishi Materials Hardmetal, au dezvoltat o metodă revoluționară de prelucrare a carburei de tungsten-cobalt (WC-Co), un material esențial în industrii precum cea minieră și de prelucrare a metalelor, recunoscut pentru rezistența sa excepțională la uzură și presiune. Noua tehnică se bazează pe fabricarea aditivă, cunoscută și sub denumirea de imprimare 3D, și promite să reducă semnificativ costurile și risipa de materii prime.
Metoda tradițională, costisitoare și ineficientă
Carbura de tungsten-cobalt este un material extrem de valoros datorită durității sale remarcabile, fiind ideal pentru fabricarea uneltelor de tăiere, a burghielor și a diverselor echipamente de prelucrare. Cu toate acestea, aceeași duritate face ca prelucrarea sa să fie deosebit de dificilă și costisitoare. Metoda convențională de producție, metalurgia pulberilor, implică comprimarea și sinterizarea pulberilor la temperaturi ridicate. Acest proces este nu doar energofag, ci generează și pierderi considerabile de materiale prețioase precum tungstenul și cobaltul, crescând astfel amprenta economică și ecologică a producției.
Imprimarea 3D: o alternativă sustenabilă
Noul studiu, publicat în International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, propune o soluție bazată pe imprimarea 3D, care permite depunerea controlată a carburei de tungsten direct în zonele unde este necesară. Această abordare reduce drastic risipa de material, transformând radical modul în care sunt fabricate piesele din acest aliaj. Echipa de cercetători a utilizat o metodă de iradiere laser cu fir cald. Spre deosebire de procesele de topire completă, care pot afecta structura internă și duritatea materialului, noua tehnică se concentrează pe înmuierea controlată a pulberii de carbura de tungsten, permițând depunerea sa fără a compromite proprietățile mecanice.
Duritate excepțională, precizie industrială
Prin combinarea iradierii laser cu un strat intermediar pe bază de aliaj de nichel și un control riguros al temperaturii, cercetătorii au reușit să prevină apariția defectelor structurale și a creșterii necontrolate a cristalelor microscopice. Rezultatul obținut este un material cu o duritate Vickers ce depășește 1400 HV, plasându-l în categoria materialelor de înaltă duritate, imediat sub substanțe precum safirul și diamantul. Profesorul Keita Marumoto, unul dintre autorii studiului, subliniază că abordarea de a forma materiale metalice prin înmuiere, în loc de topire completă, reprezintă o noutate absolută în domeniu.
Această tehnică promițătoare ar putea fi aplicată nu doar la carbura de tungsten-cobalt, ci și la alte materiale industriale dure. Deși provocările legate de minimizarea fisurilor și fabricarea unor forme complexe rămân, aceste descoperiri deschid calea către o producție industrială mai eficientă, mai economică și mai sustenabilă a componentelor de înaltă rezistență.
Sursa: Descopera
