Novo desenvolvimento de processos de acabamento de superfície para carbonetos de tungsténio

Maio 11 , 2022

A GPAINNOVA alcançou avanços tecnológicos significativos no acabamento de superfícies de carbonetos cimentados, também conhecidos como metal duro (WC-Co), através da tecnologia de electropolimento a seco.

Em 2021, foi desenvolvido um novo processo baseado no electropolimento a seco para metal duro. O processo de patente pendente faz parte da tecnologia DryLyte® e supõe a solução para a lixiviação do ligante de cobalto e outros efeitos secundários da tecnologia. O novo eletrólito e o novo processo foram patenteados por Marc Sarsanedas, Guiomar Riu e Joan Josep Roa.

Dois estudos foram aceites para publicação na revista Procedia CIRP (ISSN 2212-8271). Ambas estão relacionadas com a integridade da superfície à escala de comprimento submicrométrico após o polimento com a tecnologia mencionada para WC-Co. Estas investigações foram desenvolvidas pelo GPAINNOVA, pelo Departamento de Ciências e Engenharia dos Materiais da Universidade Politécnica da Catalunha (UPC) e pelo Grupo KLA.

Os estudos confirmam que a tecnologia de electropolimento a seco elimina substancialmente a rugosidade do WC-Co sem um efeito de lixiviação do ligante de cobalto metálico (Co).

 

Integridade da superfície da nova tecnologia de electropolimento a seco para carbonetos WC-Co-cimentados

Este estudo centra-se em peças de WC-Co tratadas com a tecnologia de electropolimento a seco (DryLyte®). Esta solução permite obter superfícies livres de corrosão com uma rugosidade média inferior a 9 nm, como mostra a Figura 1. O principal objetivo desta investigação é investigar a integridade da superfície em termos de propriedades mecânicas, principalmente a dureza, à escala de comprimento submicrométrico em função do tempo de polimento. A qualidade da superfície foi avaliada através de técnicas avançadas de caraterização e a resposta mecânica obtida através da técnica de nanoindentação foi tratada através de uma metodologia estatística. Em suma, observa-se uma estreita correlação entre a integridade da superfície e o tempo de polimento.

Figura 1. Micrografia de secção transversal sem efeito de lixiviação (lado esquerdo) e micrografia FESEM do grau WC-CO (lado direito) após polimento com a tecnologia DryLyte® durante 30 minutos.

Conclusões

  • A tecnologia DryLyte® permite polir WC-Co, reduzindo a rugosidade e removendo defeitos pós-processamento induzidos durante o processo de retificação.
  • Os espécimes polidos não mostram qualquer efeito de lixiviação no ligante metálico de Co.
  • Os testes de nanoindentação mostram uma clara correlação entre a microestrutura e as propriedades mecânicas.

 

Resposta mecânica em pequena escala a temperaturas intermédias/elevadas de WC-Co impressos em 3D

Neste trabalho, foi cuidadosamente implementado um estudo sistemático para polir eletricamente a seco espécimes de WC-Co impressos em 3D com uma estrutura complexa. A investigação avaliou posteriormente a integridade mecânica para cada fase constitutiva (quer com diferentes naturezas “fases WC e/ou Co” ou orientação cristalográfica WC) em função da temperatura de ensaio.

Conclusões

  • A dureza é uma propriedade que depende da temperatura.
  • As partículas de WC apresentam um comportamento anisotrópico em termos de dureza para temperaturas inferiores a 500 ºC.

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