2026年2月9日，日本广岛大学研究团队开发出一种新型碳化钨-钴（WC-Co）硬质合金增材制造工艺，通过将热线（Hot-Wire）与激光沉积相结合，在避免材料完全熔化的前提下，实现了高致密度、高硬度的工业级WC-Co构件制造。这个方法有效规避了激光粉末床熔融（LPBF）等传统激光增材制造技术中常见的开裂、组织损伤和钴损失问题。△相关研究成果将于2026年4月在线发表于《International Journal of Refractory Metals and Hard Materials》期刊，研究题目为“热丝激光辐照法和镍基合金中间层对WC-Co硬质合金增材制造中力学性能和微观结构的影响”（传送门）
热线激光协同作用，抑制裂纹与组织劣化
研究团队采用一种热丝激光增材制造装置，通过激光与预加热填充丝协同作用，使材料处于“软化”而非完全熔融状态，从而在提高沉积效率的同时，显著降低热应力和微观缺陷形成风险。实验结果显示，当加工温度控制在高于钴熔点、但低于导致碳化钨晶粒异常长大的区间时，成形样品的维氏硬度超过1400 HV，且未观察到明显孔隙或碳化钨颗粒破损。研究人员还引入镍基中间层，用于稳定界面并进一步改善显微组织一致性。
团队对比了两种不同的加工策略：棒材引导路径与激光引导路径。结果表明，棒材引导方式更容易在表层引发碳化钨破损；相比之下，激光引导路径在结合镍中间层与精确温度控制后，可在保持高硬度的同时有效抑制组织损伤。
为硬质合金刀具按需制造提供新解决方案
WC-Co硬质合金广泛用于高磨损切削刀具和耐磨部件，但它的主要成形方式仍依赖粉末冶金工艺，不仅限制了复杂几何结构的实现，还会造成钨、钴等高价值原材料的浪费。广岛大学研究人员Keita Marumoto在校方新闻稿中表示：“通过增材制造技术，硬质合金可以实现按需沉积，从而在减少材料用量的同时提升设计自由度。”
此前关于激光和粘结剂基增材制造WC-Co的研究表明，开裂、钴挥发和η相形成仍是主要技术障碍。这项研究验证了软熔热线激光方法在避免上述问题方面的潜力。研究团队表示，后续工作将聚焦于进一步控制裂纹形成、拓展可制造的复杂几何形状，并推动该工艺在实际切削刀具和工业耐磨部件中的应用。
这项研究由广岛大学主导，合作方包括三菱材料硬质合金株式会社及研究人员Motomichi Yamamoto等。
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