WC-Co硬质合金（钨钴类硬质合金）材料是硬质合金的一种，具有硬度高、耐磨性好、化学性能稳定的特点，主要被用于制造金属加工刀具、矿山工具、耐磨零件。

传统WC-Co 硬质合金材料内外组织均匀，机械性能一致，当材料的硬度较高时，耐磨性较好，但同时材料的强韧性会明显较低。反之，当强韧性较好时，材料的硬度则有所下降，材料的耐磨性将会因此而降低。可见对于传统WC-Co 硬质合金材料来说，硬度和强韧性是难以两全的。

那么,如何解决硬质合金材料硬度和强韧性之间的矛盾呢？常见的方式是给硬质合金材料穿上坚硬的“盔甲”，也就是在强韧性较佳的硬质合金基体表面涂覆高硬度的PVD、CVD涂层。虽然这是一种有效的方法，但是涂层与硬质合金基体材料之间是一种物理结合，在使用过程中外载或热应力下难免会出现涂层剥落的现象。

然而痛点也是创新的突破点。根据3D科学谷的市场研究，硬质合金材料增材制造-3D打印工艺，在这种工艺中，硬质合金-金刚石复合材料中的WC-Co硬质合金层和金刚石层通过3D打印的方式实现层与层之间的结合。这种结合是通过化学键方式所进行的结合，相比传统的物理结合，这种结合方式更牢固，在使用过程中能够避免涂层的剥落，同时具有较好的硬度。

增材制造工艺为基于粉末床熔融的电子束熔化（EBM）3D打印技术，并基于这一工艺开展了对WC-Co硬质合金层-金刚石复合材料组分以及材料增材制造工艺参数的研究。

材料的研究包括对WC-Co硬质合金中Co的质量含量、粒径，金刚石材料的粒径、纯度，以及两种材料的质量比等方面。在工艺参数方面，湖南伊澍智能制造探索了这种复合材料的3D打印参数，例如电子束熔化扫描的扫描速率、电流、熔化温度等。

通过对以上工艺制造的样件，能够得到热导系数为500～550W/mK，摩擦系数为0.3～0.5，热膨胀系数为0.9～1.18×10-6，硬度值为4800～5000HV的硬质合金-金刚石复合材料，材料具有较好的硬度，冲击韧性为300～320J，能够很好的避免涂层的剥落。

3D科学谷

Review

EBM 3D打印技术为硬质合金类耐磨材料零部件的加工提供了全新可行性，这一技术的应用可被拓展至更多类型的硬质合金材料中。

据3D科学谷的市场观察，材料企业VBN 开发了适用于EBM 3D打印的5种硬质合金材料，针对不同细分领域的是应用，这些材料的硬度、铬含量或碳化物含量各有不同。例如其中一种可用于制造机械加工刀具的材料，具有非常高含量细小、分散良好的碳化物，适用于制造滚齿刀、成型刀具，电动切割刀具以及磨损部件。VBN 已经证明该材料与增材制造工艺，可制造出具有更高生产效率的机械加工刀具。