Caracterização e processamento de pós de carboneto de tungsténio revestidos com aço inoxidável

• Autor(a) principal: Fernandes, Cristina Maria da Silva
• Data de Publicação: 2002
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/4374
• topic: Engenharia de materiais; Carboneto de tungsténio; Sinterização; Revestimentos

O principal objectivo deste trabalho é estudar a viabilidade do revestimento de partículas de carboneto de tungsténio (WC), como etapa alternativa à mistura convencional de componentes, garantindo a homogeneidade química inicial dos elementos da fase ligante. Para tal, revestiram-se pós de WC com aço inoxidável 304 (AISI), por uma técnica de deposição física em fase de vapor, denominada pulverização catódica. O outro objectivo deste trabalho incide na investigação da potencialidade do aço inoxidável como ligante nos compósitos à base de WC. Para estudar a viabilidade da técnica de deposição, como etapa de mistura de componentes, revestiram-se os pós de WC com quantidades variáveis entre 1 e 7% em peso de aço inoxidável. Os resultados da caracterização dos pós revestidos foram motivadores, uma vez que indicaram que todas as partículas de WC estavam homogeneamente revestidas e que todos os elementos constituintes do aço foram depositados nas proporções correctas. Posteriormente, os pós revestidos foram submetidos às etapas de processamento convencional, prensagem e sinterização. Na primeira etapa os pós foram compactados por prensagem unidireccional, com pressões entre 50 e 200 MPa, por forma a encontrar o patamar de compactação que foi de 190 MPa. Na etapa de sinterização, os compactos foram densificados em atmosfera de vácuo, numa gama de temperaturas entre 960ºC e 1425ºC, com patamares de 3 horas. O comportamento dos pós revestidos, face à compactação, revelou não ser necessário qualquer tipo de lubrificante de prensagem, normalmente utilizado nos compósitos à base de WC para alcançar resistências adequadas ao manuseamento. Esta constatação reforça o interesse da utilização de pós revestidos, porque ao excluir a utilização de lubrificante de prensagem, suprime simultaneamente duas etapas do processamento actual de compósitos à base de WC: a moagem necessária à homogeneização do lubrificante e dos outros componentes e a remoção posterior do lubrificante de prensagem. A avaliação da efectividade do aço inoxidável, como ligante de sinterização do WC, demonstrou que a utilização dos elementos constituintes do aço, designadamente o ferro e o níquel, são eficazes na promoção da densificação dos compactos à base de WC. A densificação máxima obtida foi de cerca de 95%, em pós com quantidades de aço de aproximadamente 6% em peso e sinterizados a temperaturas superiores a 1350ºC. Não se obtiveram valores superiores de densidade relativa, porque se detectou uma perda significativa dos elementos constituintes do ligante, com o aumento da temperatura de sinterização. Em relação à reactividade térmica da composição em estudo, as fases iniciais de WC e tipo Fe-, no compacto em verde, reagem a temperaturas inferiores a 960ºC para formar uma fase do tipo M6C. O ião metálico M é essencialmente W e Fe, mas contém também Cr e Ni provenientes do revestimento. Esta fase está presente em percentagens ponderais variáveis (entre 8 e 11%) e dispersa inter e intragranularmente na fase maioritária de WC. Esta investigação inicial, com pós de WC revestidos com aço inoxidável, demonstra que a técnica de pulverização catódica é promissora como etapa de mistura de componentes e que o aço inoxidável é eficaz como ligante de densificação. No entanto, ainda há um percurso aberto para a continuação da exploração deste trabalho, tendo em vista a obtenção de compósitos à base de WC, ligados com aço inoxidável, mais densos, com estequiometria eficazmente controlada e com diminuição do teor de M6C.