Caracterização Microestrutural e avaliação da resistência ao desgaste de Metais Duros WC-Ni.

Abstract

Os metais duros são materiais compósitos metal-cerâmica que apresentam uma combinação única de elevada dureza e boa tenacidade à fratura, encontrando diversas aplicações de engenharia, tais como: ferramentas para usinagem, corte industrial, moldes, matrizes de conformação, indústrias de minério e de petróleo, componentes resistentes ao desgaste entre outras. O cobalto é o ligante mais utilizado na produção de metais duros convencionais, porém, fatores econômicos tem motivado a busca por novas alternativas visando à substituição total ou parcial do cobalto por outros elementos como fase ligante. O níquel, por pertencer ao mesmo grupo do cobalto e ter um preço menor, tem recebido grande atenção. Contudo, a substituição do cobalto pelo níquel resulta em uma diminuição da dureza e da resistência mecânica do metal duro resultante. Para superar essa deficiência, tem sido estudada a adição de elementos, como silício, alumínio, molibdênio e cromo, que promovam o endurecimento do níquel por solução sólida. O principal objetivo desse trabalho é a caracterização microestrutural e avaliação do desgaste dos metais duros 90%WC–10%Co, 90%WC–9,41%Ni-0,41%Si-0,18%C, 90%WC–9,5%Ni-0,5%Al, 90%WC-8%Ni-2%Mo₂C e 90%WC-8%Ni-2%Cr₃C₂, produzidos pela metalurgia do pó convencional, na qual os pós foram misturados por 80 horas e sinterizados a 1460ºC. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), ensaios de microdureza Vickers e ensaios de desgaste. A densidade foi determinada pelo método de Arquimedes. As novas composições desenvolvidas de metais duros obtiveram microestruturas semelhantes às dos metais duros convencionais, WC-Co, mas os valores de microdureza Vickers medidos são inferiores. A composição de 90%WC-8%Ni-2%Cr₃C₂ apresentou a menor densidade relativa, mas teve a menor taxa de desgaste entre as composições com ligante de Ni.