Produção e caracterização do Metal Duro – Carbeto de Tungstênio (WC) com adição de Aço Inoxidável AISI316L como substituinte do Cobalto.

Abstract

Este trabalho tem como objetivo estudar a substituição do ligante cobalto pelo aço inoxidável AISI316L em compósitos de carboneto de tungsténio. Estes compósitos foram preparados com um teor de ligante de 12%, utilizando o método de moagem de alta energia (MAE). De forma a obter compósitos de elevada densidade, boa uniformidade microestrutural, a composição de fases adequada a um bom desempenho mecânico, foram utilizadas condições de processamento das etapas de moagem de alta energia e da sinterização. Foram utilizados, velocidade de rotação de 350 rpm, e uma razão de peso bolas:material de 20:1 e tempo de moagem variável entre 0 a 10 horas. Utilizando o processo de MAE foi possível reduzir o tamanho de partícula dos pós compósitos até a nanoescala e ainda obter uma boa uniformidade da distribuição da fase ligante (AISI316L). Após compactação uniaxial e isostática, os pós foram submetidos a uma etapa de sinterização em vácuo num intervalo de temperaturas entre 1450-1500 °C. As amostras que não acalcassem uma boa densificação depois da sinterização a vácuo seguiam uma etapa de prensagem isostática a quente na empresa DURIT Metais Duros em Albergaria a Velha, Portugal. Este método de prensagem isostática antes da sinterização e isostática a quente depois da sinterização permitiu obter compactos de densidade elevada e se verificar reduções substanciais da densidade dos compactos sinterizados. Os compósitos de WC-12%SS apresentam uma composição de fases com uma quantidade elevada de fase M₆C, formada durante a sinterização e que é favorecida nestes materiais, devido à elevada reatividade dos pós nanométricos. Contudo, a adição de carbono (0,5 a 2% pp) ao compósito WC-12%SS permitiu a diminuição ou até a própria eliminação da formação de fase M₆C. A caracterização mecânica revelou que a dureza dos compósitos de WC-12%SS-0,5%C é equivalente aos valores indicados na literatura para os compósitos de WC-Co, enquanto a tenacidade permanece um pouco abaixo dos valores de referência. No entanto, foi possível alcançar um bom equilíbrio entre a dureza e tenacidade nos compósitos de WC-12%SS-0,5%C, o que poderá permitir a sua utilização em algumas aplicações dos tradicionais carbonetos cementados de WC-Co.