VARIABLES EN EL PROCESO DE FABRICACIÓN

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VARIABLES EN EL PROCESO DE FABRICACIÓN.

En el estudio de este proceso se identifican las siguientes variables que pueden ser controladas:

Componentes de la fase cerámica. -

• % de Carburo de Wolframio (TWC)
• % de Carburo de Tantalio (TaC)

Equipo utilizado. –

• Número de rpm de molino de alta energía centrífugo

• En el estudio de compresibilidad, la magnitud de presión aplicada también puede ser una variable a ser controlada.

• La temperatura en el estudio de sinterabilidad y el tiempo de sinteración también son variables que pudieran modificar el resultado del estudio.

• La razón en el tiempo de calentamiento/enfriamiento de sinterización.

PROPIEDADES MECANICAS A EVALUAR

Se identifica que la dureza y la tenacidad son las principales propiedades mecánicas a evaluar en la fabricación de materiales compuestos con matriz base Fe y carburos de Wolframio y Tantalio, que mejoren las características en comparación con los cermets fabricados con Cobalto y Níquel, y que presentan ciertas desventajas tales como su alto costo y el daño potencial al medio ambiente.

El carburo de Wolframio (WC) 

Tiene una dureza similar al del diamante. El wolframio con el humo negro, mezclado y llevado al horno eléctrico a 1.485 °C. Forman los cristales de carburo de wolframio, que finalmente pulverizados y mezclados con otros polvos de carburo de titanio o de cobalto, son aglomerados por compresión en adecuadas estampas (a -30Kg /mm2), las plaquitas obtenidas se someten luego a la sinterizarían a la temperatura de 1.400-1.700 °C.

De esta manera se sustituye el sistema de obtener dichas aleaciones mediante fusión a elevada temperatura.

Según los distintos componentes se obtiene las plaquitas con características diversas.

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El Co, Ni y Fe tienen buena mojabilidad sobre materiales como el WC y el TiC y son capaces de retener la dureza a altas temperaturas.

Propiedades Mecánicas

Dureza - Vickers (kgf mm-2) -----1550                 

Módulo de Tracción (GPa)-----        600                 

Resistencia a la Compresión (MPa)----5300-7000

Propiedades Térmicas

Calor Específico a 25C (J K-1 kg-1) ----200-480                 

Coeficiente de Expansión Térmica a 20-1000C (0-6 K-1) --------        4,6-5,0         

Conductividad Térmica @20C (W m-1 K-1) ---------60-80

El carburo de tungsteno productos son el resultado de un proceso de metalurgia de polvos, que utiliza principalmente el carburo de tungsteno y cobalto en polvo de metal. Por lo general, las composiciones de las mezclas se van del 4% de cobalto al cobalto 30%.

El carburo de tántalo 

Es una familia de compuestos intersticial de carbono y tántalo que tiene la fórmula química genérica TaCx, donde x esta generalmente comprendida entre 1 y 0,4, x = 0,5 corresponde a carburo de tántalo (II), Ta2C, también llamada ditantalo monocarburo, mientras que x = 1 corresponde a carburo de tántalo.

Son cerámicas refractarias extremadamente duras y quebradizas con una conductividad similar al metal. Se presenta como polvos de color marrón gris oscuros generalmente procesados por sinterización. Estos son componentes importantes de los materiales cermet que se utilizan comercialmente en diversas herramientas usadas en el corte y metales a veces se añaden a las aleaciones de carburo de wolframio WC.

Propiedades físicas /mecánicas

TaC y tiene una micro dureza de 1600 a 2000 kg·mm-2 (sobre 9 en la escala de Mohs) y un módulo de elasticidad de 285 MPa, mientras que los valores correspondientes para el tantalio puro son 110 kg·mm-2 y 186 MPa.

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