Comp??sitos de alumina com adi????es de NbC, TaC e TiC para aplica????o em ferramentas de corte

• Autor(a) principal: TONELLO, KAROLINA P. dos S.
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10206
• topic: composite materials; aluminium oxides; transition element compounds; niobium carbides; tantalum carbides; titanium carbides; reinforced materials; sintering; microstructure; mechanical properties; machining; cutting tools

No presente trabalho foram desenvolvidos comp??sitos ?? base de alumina, com adi????o de carbetos de metais de transi????o, NbC, TaC e TiC, como refor??o. Os carbetos, na forma de part??culas, foram adicionados em 1,5% em volume ?? matriz de alumina durante a moagem em attritor. O processamento foi realizado por moagem em attritor, secagem em rotoevaporadora e desaglomera????o em peneira. A din??mica de oxida????o dos carbetos e das composi????es dos comp??sitos foi estudada para a defini????o de par??metros de sinteriza????o e processamento dos comp??sitos. A cin??tica de sinteriza????o foi estudada por dilatometria, com taxa de 10??C/min. at?? 1600??C em atmosfera de ar sint??tico, e at?? 1800??C, em atmosfera de arg??nio, com esta etapa foi poss??vel verificar que o NbC e o TiC dificultaram a sinteriza????o da alumina e que o TaC auxiliou nos processos de retra????o. Nas amostras que foram sinterizadas em dilat??metro ao ar foram detectadas fases resultantes de fus??o congruente nos comp??sitos Al2O3/NbC e Al2O3/TaC, foram tamb??m observadas evid??ncias de forma????o de l??quido no comp??sito com adi????o de TaC. Com base nesses resultados foram estudadas duas t??cnicas de produ????o das ferramentas de corte: prensagem uniaxial seguida de sinteriza????o sem press??o e sinteriza????o por prensagem a quente. Todas as amostras foram caracterizadas microestruturalmente e quanto ??s propriedades mec??nicas, tendo-se determinado que as amostras produzidas por prensagem a quente possuem microestrutura mais controlada e propriedades mec??nicas superiores ??s produzidas por sinteriza????o sem press??o. Pelos processos estudados foi observado que os carbetos influenciam diferentemente a sinteriza????o da alumina. De maneira geral a presen??a destas fases nos contornos de gr??os promove altera????es na microestrutura modificando o tamanho de gr??os da alumina. Foi proposta a hip??tese de que esse comportamento ?? afetado pela forma????o de uma camada superficial resultante da oxida????o dos refor??os, com isto, de acordo com os diagramas de fase ?? poss??vel a forma????o de solu????es s??lidas entre alumina e Ta2O5 e Nb2O5 al??m da forma????o de fase l??quida, estes mecanismos alterariam a mobilidade dos contornos de gr??o da alumina. Para o processamento das ferramentas de corte foi utilizada prensagem a quente, escolhido pelo crit??rio da microestrutura e propriedades mec??nicas. Os testes de usinagem foram realizados com ferramentas de corte de geometria quadrada, em pe??as de ferro fundido cinzento e vermicular. O tempo de vida ??til da ferramenta produzida com o comp??sito Al2O3/ NbC foi 13% superior quando comparado ?? uma ferramenta cer??mica comercial no teste de usinagem de ferro fundido cinzento.