Cercetătorii tocmai au imprimat 3D unul dintre cele mai dure metale de pe Pământ

Carbura de tungsten-cobalt (WC-Co) este apreciată la nivel industrial pentru capacitatea sa extraordinară de a rezista la uzură extremă și presiune.

Duritatea sa remarcabilă o face ideală pentru fabricarea uneltelor de tăiere, a burghielor și a echipamentelor de prelucrare, dar o face totodată extrem de dificil și scump de prelucrat.

Metoda tradițională de producție, metalurgia pulberilor, presupune comprimarea și sintetizarea pulberilor la temperaturi înalte.

Acest proces este costisitor și generează pierderi semnificative de materii prime scumpe, precum tungstenul și cobaltul.

Un nou studiu realizat de cercetătorii de la Universitatea din Hiroshima, în colaborare cu corporația Mitsubishi Materials Hardmetal și publicat în International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, propune o soluție inovatoare bazată pe fabricarea aditivă (imprimarea 3D). Noua tehnică permite depunerea carburei de tungsten direct pe zonele unde este necesară, reducând considerabil risipa de material.

Calea către o producție industrială mai eficientă

Pentru a realiza acest lucru, echipa a folosit o metodă de iradiere laser cu fir cald. În loc să topească complet metalele, proces ce ar putea altera structura internă a carburei de tungsten și i-ar putea diminua duritatea, cercetătorii doar au înmuiat materialul pentru a-i permite depunerea.

Iradierea ghidată de laser, combinată cu adăugarea unui strat intermediar pe bază de aliaj de nichel și un control strict al temperaturii, a prevenit defectele de structură și creșterea exagerată a cristalelor microscopice din metal.

În urma testelor, cercetătorii au obținut un material fără defecte majore, cu o duritate Vickers de peste 1400 HV.

O noutate absolută

Această valoare plasează aliajul obținut în categoria materialelor extrem de dure de uz industrial, imediat sub substanțe superdure precum safirul și diamantul.

Potrivit profesorului Keita Marumoto, abordarea de a forma materiale metalice prin înmuiere și nu prin topire completă reprezintă o noutate absolută.

Această tehnică promite să fie aplicată nu doar la carbura de tungsten, ci și la alte materiale industriale dure. Deși mai există provocări privind reducerea fisurilor și fabricarea unor forme complexe, rezultatele deschid calea către o producție industrială mai eficientă, mai ieftină și sustenabilă a pieselor de înaltă duritate, scrie Sciencedaily.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Fizicienii au găsit limita superioară a rezistivității unui metal pur

Bondarii sunt expuși la mult mai multe metale toxice decât albinele

Pentru prima dată, cercetătorii au folosit microbi pentru a extrage metale din meteoriți la bordul Stației Spațiale Internaționale

Cercetătorii au scos la iveală secretul metalic al scorpionilor