ES2613643T3 - Método para producir un polvo de carburo cementado o de metal cerámico usando un mezclador acústico resonante - Google Patents

Método para producir un polvo de carburo cementado o de metal cerámico usando un mezclador acústico resonante Download PDF

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Abstract

Un método para producir una pieza de carburo cementado o de metal cerámico, que comprende las etapas de: - formar una mezcla de polvo que comprende polvos que forman constituyentes duros y ligante metálico; - someter dicha mezcla de polvo a una operación de mezcla usando un mezclador acústico resonante de no contacto en donde se usan ondas acústicas que tienen una frecuencia que consigue condiciones de resonancia para formar una combinación de polvos mezclados, en donde la frecuencia usada está entre 20-80 Hz, - someter dicha combinación de polvos mezclados a una operación de conformado y sinterización.

Description

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Las propiedades del material sinterizado producido con los polvos se muestran en la Tabla 3. Como comparación adicional se incluye una suspensión como Referencia 1 con Composición 1 producida según técnicas convencionales. La muestra de Referencia 1 se produjo primero al producir una suspensión por medio de molino de bolas durante 56 horas y después someterla a una operación de deshidratación por aspersión. A continuación, el polvo se prensó y sinterizó del mismo modo que para las otras muestras. La molienda con bolas no afectó el tamaño de grano promedio para el WC de granos finos. Cuando se proporcionan dos valores, los mismos representan mediciones hechas en dos piezas diferentes del mismo lote de sinterización.
Tabla 3
Polvos
Densidad (g/cm3) Com Hc (kA/m) Porosidad HV3
Invención 1
14,47/14,46 8,06/8,03 18,76/18,77 A00, B00, C00 1.676/1.706
Comparación 1
14,11/14,32 8,30/7,69 18,97/18,50 A00, B00, C00 concentraciones de Co 1.643/1.701
Referencia 1
14,48 8,5 20,4 A00, B00, C00 1.650
10 Tal y como puede observarse en la Tabla 3, el carburo cementado producido según la invención obtiene aproximadamente las mismas propiedades que las muestras de la Comparación 1 y la Referencia 1.
Ejemplo 3
La suspensión con Composición 2a del Ejemplo 1 se sometió a una operación de mezcla utilizando un mezclador Resodyn Acoustic Mixer (LabRAM) o un agitador de pintura convencional (Natalie de Lux); a continuación las 15 suspensiones se secaron sobre bateas en horno a 90°C. Las condiciones de mezcla se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4
Polvos
Composición Mezclador Tiempo de mezcla (s) Energía (G)
Invención 2
Composición 2a RAM 300 95
Comparación 2
Composición 2a Natalie 300 N/A
A continuación, los polvos se prensaron y sinterizaron del mismo modo que para las muestras en el Ejemplo 2.
Las propiedades del material sinterizado producido con los polvos se muestran en la Tabla 5. Como comparación se
20 incluye una suspensión como Referencia 2 con Composición 2b. La muestra de Referencia 2 se produjo con la Composición 2b de acuerdo con técnicas convencionales, es decir, se molió con bolas durante 20 horas y después se sometió a una operación de deshidratación por aspersión.
A continuación, el polvo se prensó y sinterizó del mismo modo que para las otras muestras. El tamaño de grano de WC antes de la etapa de molienda con bolas es de 5 μm. Después el tamaño de grano de WC se reduce
25 drásticamente por medio de la operación de molienda. Después de la etapa de sinterización el tamaño de grano de WC es de aproximadamente 2,7 μm. Todos los valores proporcionados en la presente memoria del tamaño de grano de WC medido en el material sinterizado se estimaron a partir del valor de Hc.
Tabla 5
Polvos
Densidad (g/cm2) Com Hc (kA/m) porosidad HV3
Invención 2
15,00/14,98 5,30/5,36 9,90/9,81 A00, B00, C00 1.408/1.536
Comparación 2
14,79/14,77 5,36/5,34 9,76/9,77 A00, B00, C00 concentraciones de Co 1.419/1.502
Referencia 2
14,95 5,7 11,7 N/A 1.430
30 Tal y como puede observarse en la Tabla 5, el carburo cementado producido según la invención obtiene aproximadamente las mismas propiedades que las muestras de la Comparación 2 y la Referencia 2. Además, para la Invención 2, la distribución de tamaño de grano de WC reducida de la materia prima WC se mantiene en la
7
imagen6
Tabla 8
imagen7
Contenido de Co (% p) Morfología de WC Tamaño de grano de WC (µm, FSSS) antes de la mezcla
Invención 4
6 esférica 1,5
Invención 5
11 esférica 1,5
Ejemplo 6 (técnica anterior)
Se fabricaron muestras de carburo cementado que comprenden la fase dura WC y la fase ligante Co. Se molieron en húmedo polvos de WC y Co según la Tabla 9 en un molino de bolas durante 10h a una relación de piezas de molienda a polvo de 3.6:1, se secaron por pulverización y se comprimieron a piezas de la forma de brocas de taladro. Las piezas comprimidas se sinterizaron mediante GPS a vacío a una temperatura 1410°C a muestras compactas de carburo cementado. La muestra se denota como Comparación 3.
Tabla 9
imagen8
Co (% p) Morfología de WC Tamaño de grano de WC (µm, FSSS) antes de la molienda
Comparación 3
11 angular 4
10
Ejemplo 7 (técnica anterior)
Se ha fabricado un carburo cementado mediante el método sol-gel según EP752921 usando un acetato de cobalto para recubrir la materia prima de WC con morfología esférica. Después del recubrimiento la suspensión se seca y el acetato de Co se reduce con hidrógeno a 450°C. El polvo seco recubierto que contiene 2% p de Co se añade a un
15 recipiente de molienda junto con el 4% p de Co adicional ajustado para conseguir la calidad de la composición tal como Comparación 4, incluyendo una mezcla etanol-agua y un lubricante seguido de una “molienda suave”, molienda húmeda en un molino de bolas durante 4 h a una relación de piezas de molienda a polvo de 2,7:1 a para conseguir homogeneidad. Los polvos de materia prime se definen en la Tabla 3.
Tabla 10
imagen9
Co (% p) Morfología de WC Tamaño de grano de WC (µm, FSSS) antes de la molienda
Comparación 4
6 redondeada 4
20
Ejemplo 8
Las muestras de carburo cementado de los ejemplo 5, 6 y 7 se analizaron con relación al tamaño de grano, dureza y porosidad. Se midió la coercitividad mediante el método estándar ISO3326.
El tamaño de grano y la relación Riley se midieron a partir de una micrografía de una sección pulida con el método
25 de la intersección media de acuerdo con la norma ISO 4499 y los valores que se presentan en la Tabla 1 son valores medios. La dureza se mide con un indentador Vickers en una superficie pulida según la norma ISO 3878 usando una carga de 30 kg.
La porosidad se mide de acuerdo con la norma ISO 4505, que es un método basado en estudios en microscopio de luz de cortes transversales pulidos. Buenos niveles de porosidad son iguales a o por debajo de A02maxB00C00
30 usando la escala ISO4505. El tamaño de grano de la materia prima de WC también está incluido para comparación.
Los resultados se pueden ver en la Tabla 11.
9
imagen10

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  1. imagen1
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