Título: Substituição parcial do ligante Co pelo Nb no metal duro (WC-(10-X)%pC0%XpNb (X=0; X=2,5; X=5)) preparado via moagem de alta energia e sinterizado em alto vácuo e por pulso de plasma
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O metal duro é um material amplamente utilizado em diversas aplicações como torneamento, fresagem e perfuração. O metal duro mais utilizado é constituído por uma fase dura majoritária de WC e um ligante metálico minoritário de Co normalmente inferior a 25% em massa. No entanto, embora a utilização do Co como ligante resulte em melhores propriedades mecânicas ao carbeto cimentado, a comunidade científica tem buscado um substituto parcial ou total para este ligante devido a sua toxidade e escassez. Em virtude disto, esta pesquisa busca avaliar a possibilidade de uma substituição parcial do Co pelo Nb. Com esse propósito, foram preparados pós compósitos de WC-10%pCo, WC-2,5%pNb7,5%pCo e WC-5%pNb5%pCo através da moagem de alta energia (MAE) em meio úmido por 2, 15 e 30 horas. Os pós moídos foram compactados a 250 MPa e posteriormente sinterizados em um forno resistivo convencional a 1450 °C e 1550 °C. Os pós processados através da MAE por 30 horas também foram sinterizados por duas rotas distintas que possibilitam a obtenção do metal duro com melhores propriedades. Para a primeira rota, os pós moídos foram compactados a 250 MPa e sinterizados em alto vácuo (10-4 toor) a uma temperatura de 1550 °C. A segunda rota foi o processo de sinterização por pulso de plasma (SPS) a uma temperatura de 1300 °C. Os pós de partida, moídos e as amostras sinterizadas foram caracterizadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG), difração de raios – x (DRX), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e os pós também foram caracterizados através de medidas de análise de tamanho de partícula. A densidade das amostras sinterizadas foram determinadas pelo método de Arquimedes. Também, foi realizado a medição de microdureza Vickers nas amostras sinterizadas. Os resultados revelaram que o processo de MAE é eficiente para promover o processo de homogeneização das fases e reduzir o tamanho de partícula, favorecendo o processo de sinterização dos pós compósitos. A técnica de SPS dos pós moídos por 30 horas se mostrou ser mais eficiente para possibilitar a substituição parcial do Co pelo Nb, levando a obtenção de uma densidade relativa de 84,23% para o carbeto cimentado de WC-5%pCo5%pNb. |