Sinterización y propiedades termomecánicas de carburos cementados para aplicaciones a alta temperatura

Resumen

La presente tesis se centra en el estudio de la sinterización de aleaciones de metal duro con potencial uso a elevadas temperaturas (hasta 700ºC). Estos materiales tienen como componente principal granos de carburo de wolframio (WC) ligados por una matriz metálica fundamentalmente constituida por cobalto (Co). Dada la baja resistencia a la oxidación y a la corrosión del sistema WC-Co, los grados que nos ocupan contienen además otros carburos (comúnmente TiC, TaC, NbC) y, en algunos casos, Ni y Cr como aleantes del cobalto. Se ha partido del sistema WC-Co-Cr3C2 (utilizado en una gran variedad de aplicaciones) y se ha modificado siguiendo dos rutas alternativas. En la primera, se ha incorporado carburo de circonio (ZrC), el cual está mucho menos estudiado que los citados anteriormente. En la segunda, se ha investigado la incorporación de Ni a la fase matriz. El aspecto más novedoso ha consistido en investigar los efectos de la adición de aluminio (Al) a los dos tipos de aleaciones. Hasta la fecha, dicha aleación se ha realizado mediante compuestos como el nitruro de aluminio (AlN) o el carburo mixto de aluminio y titanio (Ti2AlC). En esta tesis se ha realizado mediante el intermetálico TiAl3, con mayor concentración de aluminio, lo que permite un mayor grado de aleación con menor adición de precursor. En ambos sistemas se han investigado aleaciones con alto y bajo contenido metálico (37 y 12% en volumen) que cubren dos campos de aplicación claramente diferenciados: la deformación de metales y el arranque de viruta.