Nuovo sviluppo dei processi di finitura superficiale per i carburi di tungsteno

Maggio 11 , 2022

GPAINNOVA ha ottenuto significativi progressi tecnologici nella finitura delle superfici dei carburi cementati, noti anche come metallo duro (WC-Co), grazie alla tecnologia dell’elettrolucidatura a secco.

Nel 2021 è stato sviluppato un nuovo processo basato sull’elettrolucidatura a secco per i metalli duri. Il processo in attesa di brevetto fa parte della tecnologia DryLyte® e suppone la soluzione alla lisciviazione del legante del cobalto e ad altri effetti collaterali della tecnologia. Il nuovo elettrolita e il processo sono stati brevettati da Marc Sarsanedas, Guiomar Riu e Joan Josep Roa.

Due studi sono stati accettati per essere pubblicati su Procedia CIRP (ISSN 2212-8271). Entrambi sono correlati all’integrità della superficie nella scala di lunghezza submicrometrica dopo la lucidatura con la tecnologia menzionata per WC-Co. Queste ricerche sono state sviluppate da GPAINNOVA, dal Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali dell’Università Politecnica della Catalogna (UPC) e dal Gruppo KLA.

Gli studi confermano che la tecnologia di elettrolucidatura a secco rimuove sostanzialmente la rugosità del WC-Co senza un effetto di lisciviazione del legante metallico di cobalto (Co).

 

Integrità superficiale della nuova tecnologia di elettrolucidatura a secco per carburi cementati con WC

Questo studio si concentra sui pezzi in WC-Co trattati con la tecnologia di elettrolucidatura a secco (DryLyte®). Questa soluzione consente di ottenere superfici prive di corrosione con una rugosità media inferiore a 9 nm, come mostrato nella Figura 1. L’obiettivo principale di questa ricerca è studiare l’integrità della superficie in termini di proprietà meccaniche, principalmente la durezza, su scala di lunghezza submicrometrica in funzione del tempo di lucidatura. La qualità della superficie è stata valutata utilizzando tecniche di caratterizzazione avanzate e la risposta meccanica ottenuta attraverso la tecnica di nanoindentazione è stata trattata utilizzando una metodologia statistica. In sintesi, si osserva una stretta correlazione tra l’integrità della superficie e il tempo di lucidatura.

Figura 1. Micrografia in sezione trasversale che non mostra alcun effetto di lisciviazione (lato sinistro) e micrografia FESEM del grado WC-CO (lato destro) dopo essere stato lucidato con la tecnologia DryLyte® per 30 minuti.

Conclusioni

  • La tecnologia DryLyte® consente di lucidare il WC-Co, riducendo la rugosità e rimuovendo i difetti post-lavorazione indotti durante il processo di rettifica.
  • I campioni lucidati non mostrano alcun effetto di lisciviazione sul legante di Co metallico.
  • I test di nanoindentazione mostrano una chiara correlazione tra microstruttura e proprietà meccaniche.

 

Risposta meccanica su piccola scala a temperatura intermedia/alta di WC-Co stampato in 3D

In questo lavoro, uno studio sistematico è stato implementato con attenzione per elettrolucidare a secco i campioni di WC-Co stampati in 3D con un complesso. La ricerca ha successivamente valutato l’integrità meccanica per ciascuna fase costitutiva (sia con natura diversa “fasi WC e/o Co” che con cristallografia orientata al WC) in funzione della temperatura di prova.

Conclusioni

  • La durezza è una proprietà dipendente dalla temperatura.
  • Le particelle di WC presentano un comportamento anisotropo in termini di durezza per temperature inferiori a 500 ºC.

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