报告题目：高性能硬质合金刀具的激光增材制造与强韧化机理

报告时间：2024年10月31日（周四）下午14：30至18：00

报告地点：工程技术中心河南省智慧照明重点实验室报告厅(303房间)

报告人：邢明博士

报告人单位：中北大学

报告人简介：

邢明，博士，2024年获北京工业大学工学博士学位，并在攻读博士学位期间，获北京工业大学研究生科技创新奖特等奖一次、一等奖一次。研究兴趣涵盖了激光选区熔化、硬质合金、分子动力学模拟等多个领域。在国际知名期刊上发表多篇学术论文。

报告摘要：

选区激光熔化（SLM）技术是目前进行WC-Co硬质合金增材制造的主要工艺之一，但由于金属相和陶瓷相在物理性质上存在显著差异，如何基于SLM工艺打印得到无缺陷、高性能的硬质合金工件仍然面临重大挑战。本研究通过优化球形WC-Co复合粉末的成分、粒径和激光扫描工艺参数，打印获得的硬质合金孔隙率仅为2.5%，具有粗、细WC晶粒交替分布的组织特征。对打印态试样在不同温度进行气氛加压热处理后，获得的硬质合金近全致密、无裂纹。特别是，热处理后在粗大WC晶粒内发现存在大量2.5 nm~2 μm的富Co相，其中微米尺寸的富Co相来自于热处理时Co基熔体对孔隙的填充，而纳米富Co颗粒则与Co₃W₃C的碳化过程有关。受益于组织致密、缺碳相含量低、WC晶内微米级Co相可有效松弛内应力、抑制裂纹扩展而纳米Co颗粒与WC晶内层错/位错等晶体缺陷产生交互作用，本研究基于SLM打印和后续热处理制备的硬质合金具有高的断裂韧性，且压缩强度接近或高于传统粉末冶金工艺制备的同成分、晶粒尺寸相近的烧结硬质合金。对优化的工艺条件下打印获得的硬质合金刀具在实际工况下进行了切削性能测试，结果显示其具有优良的使用性能和重要的发展应用前景。

邀请单位：智能制造学院