[发明专利]一种硬质合金异形制品的3D打印制造方法

摘要

一种硬质合金异形制品的3D打印制造方法，属于硬质合金制备技术领域。采用原位合成的WC‑Co‑C复合粉为初始材料，通过添加特定分子量的有机成型剂调控所配制料浆的流变特性和固化行为，以使得喷雾干燥后获得具有超高球形度和致密性的球形颗粒；通过化学气相沉积技术在球形颗粒表面包覆钨层，使3D打印时颗粒间的粘结性增强；通过调控原位合成WC‑Co‑C复合粉中的碳量，并在低压烧结炉内对打印件进行后续烧结处理，抑制硬质合金制品的脱碳，同时提高其致密性。

主权项

1.一种硬质合金异形制品的3D打印制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将原位反应合成的WC‑Co‑C复合粉与聚乙二醇、去离子水混合配制料浆，其中复合粉的平均粒径小于500nm、Co质量分数为10％‑20％、碳总质量分数为5.9％‑6.6％；聚乙二醇分子量为18500‑22000，聚乙二醇占复合粉质量百分比为3％‑5％，去离子水占复合粉质量百分比为25％‑33％；(2)对步骤(1)制备的料浆进行喷雾干燥，随后利用筛分获得粒径分布在10‑50微米的固态团聚体WC‑Co‑C球形颗粒；(3)将步骤(2)获得的WC‑Co‑C球形颗粒置于管式炉内进行热处理，并在颗粒表面包覆W层，热处理过程中炉内连续通入H₂，首先升温至300‑400℃，保温2‑3小时，然后升温至550‑650℃，保温30min后通入WF₆气体，继续保温20‑30min后停止通入WF₆气体，待粉末自然冷却得到包覆了W层的WC‑Co‑C球形颗粒，处理每千克WC‑Co‑C球形颗粒所需H₂流量为25‑30L/min，所需WF₆流量为9‑12g/min；(4)利用3D打印设备将步骤(3)获得的球形颗粒打印成目标几何形状和结构的制品，随后置于低压烧结炉内进行致密化处理，首先升温至800‑900℃，保温1‑2小时，然后向炉内通入5‑6MPa的氩气，继续升温至1380‑1400℃，保温1‑2小时，冷却至室温，得到满足目标形状结构要求且致密的3D打印硬质合金制品。