Estudos de molhabilidade de metais no carboneto de tungsténio

• Autor(a) principal: Silva, Vera Liliana Ferreira
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/12266
• topic: Engenharia de materiais; Carboneto de tungsténio - Molhabilidade; Ligas metálicas; Ângulo de contacto

A constante procura por ligantes alternativos ao comumente utilizado na indústria de metal duro, i.e. cobalto, com caraterísticas melhoradas em termos de resistência à corrosão/oxidação, menor toxicidade e menor custo é atualmente uma das vertentes de investigação nesta área. Para o efeito, é muito importante o conhecimento prévio do comportamento da molhabilidade de metais ou ligas metálicas selecionados na superfície do carboneto de tungsténio (WC) pois não se encontraram na bibliografia resultados referentes a estudos de molhabilidade a altas temperaturas do WC. É conhecida a dificuldade em obter-se substratos densos de WC sem ligante e, para controlar essa dificuldade, utilizaram-se três tipos de substratos com a seguinte estratégia: (i) iniciou-se o estudo com substratos de WC+3.5% de cobalto (Co), disponíveis no mercado; (ii) revestiram-se esses substratos de WC+3.5%Co com um filme fino de WC, por pulverização catódica, e foram usados na expetativa de criar uma interface de WC relativamente estável durante os ensaios e (iii) numa fase final do trabalho conseguiu obter-se um substrato de WC por prensagem a quente, com ~100% de densidade relativa, que foi usado em alguns ensaios. Para a realização dos ensaios de molhabilidade o material a ensaiar (ligante metálico) é colocado sobre o substrato e é aquecido até temperaturas na ordem da temperatura de fusão do material (método da gota séssil). É feito um patamar a uma temperatura em que se observa a fusão completa do material. O material fundido forma uma gota sobre a superfície do substrato sendo a evolução do ângulo de contato registada. Os ligantes ensaiados sob a forma de chapa metálica foram os seguintes; cobre, aço inoxidável AISI 316, ferro, níquel e cobalto. Dos materiais metálicos ensaiados o que demonstrou ter menor capacidade para molhar a superfície do WC foi o cobre com valores de ângulos de contato entre 6 e 25°, dependendo do tipo de substrato. Em contrapartida o aço, o cobalto, o ferro e o níquel apresentaram boa molhabilidade no WC, com destaque para o fato do aço inoxidável apresentar ângulos de contato de ~0°, comparáveis aos obtidos com cobalto. Estas constatações foram verificadas nos três substratos, contudo a presença de cobalto no substrato diminui o ângulo de contato em alguns casos e noutros acelera o espalhamento do material metálico no WC. Além disso, à exceção do cobre, do cobalto e do níquel, todos os ligantes ensaiados apresentaram molhabilidade reativa, com a formação de M6C e/ou M4C.