Title

PRE-SINTERIZAÇÃO DE METAL DURO EM REATOR DE PLASMA: MANUTENÇÃO DO TEOR DE CARBONO.

PRE-SINTERIZAÇÃO DE METAL DURO EM REATOR DE PLASMA: MANUTENÇÃO DO TEOR DE CARBONO.

Authorship

GUTIÉRREZ, JAIRO ARTURO ESCOBAR; BINDER, CRISTIANO; MUZART, JOEL LOUIS RENE; KLEIN, ALOÍSIO NELMO; WENDHAUSEN, PAULO ANTÔNIO

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KLEIN, ALOÍSIO NELMO

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WENDHAUSEN, PAULO ANTÔNIO

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DOI

10.5151/2594-5327-C01079

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Abstract

A produção de metal duro (WC-Co), material compósito utilizado principalmente para usinagem de metais, é realizada por metalurgia do pó. Nas diversas etapas de produção, as referentes à extração da parafina, pré-sinterização e sinterização são tradicionalmente realizadas em fornos a vácuo ou com fluxo de gás, com aquecimento elétrico. Neste trabalho, é proposta uma técnica alternativa, usando uma descarga luminescente em regime anormal de corrente contínua para processar a retirada da parafina e a pré-sinterização. Esta última foi estudada na faixa de temperatura de 700-1100ºC, usando vários materiais como eletrodos do reator de plasma. No processo de plasma, o cátodo é aquecido pelo bombardeamento iônico, e a transferência de calor para a amostra, colocada no ânodo da descarga elétrica, é obtida por radiação. O teor de carbono no metal duro (5,517% C em massa no WC-10Co) é fundamental para manter as características conjugadas de dureza e tenacidade otimizadas. Como na etapa de pré-sinterização o metal duro sofre descarbonetação, deve-se criar mecanismos para evitar este efeito. No presente trabalho, foi quantificada a descarbonetação durante a pré-sinterização realizada em forno tradicional e no reator de plasma. Foi estudada, também, a manutenção do teor de carbono no reator de plasma. Utilizando cátodo e ânodo metálicos no reator de plasma, verificou-se que a perda de carbono é similar àquela verificada em forno resistivo (convencional), ou seja, dependendo da temperatura, a perda está entre 0,5 e 1%. No entanto, utilizando um ânodo e parte do cátodo de grafite, o que se traduz em oferta de carbono à atmosfera, foi possível manter o teor de carbono estequiométrico no metal duro (WC-10Co) no reator de plasma. O mecanismo de oferta de carbono ocorre devido ao bombardeamento iônico do cátodo e pelo bombardeamento eletrônico do ânodo de grafite.

A produção de metal duro (WC-Co), material compósito utilizado principalmente para usinagem de metais, é realizada por metalurgia do pó. Nas diversas etapas de produção, as referentes à extração da parafina, pré-sinterização e sinterização são tradicionalmente realizadas em fornos a vácuo ou com fluxo de gás, com aquecimento elétrico. Neste trabalho, é proposta uma técnica alternativa, usando uma descarga luminescente em regime anormal de corrente contínua para processar a retirada da parafina e a pré-sinterização. Esta última foi estudada na faixa de temperatura de 700-1100ºC, usando vários materiais como eletrodos do reator de plasma. No processo de plasma, o cátodo é aquecido pelo bombardeamento iônico, e a transferência de calor para a amostra, colocada no ânodo da descarga elétrica, é obtida por radiação. O teor de carbono no metal duro (5,517% C em massa no WC-10Co) é fundamental para manter as características conjugadas de dureza e tenacidade otimizadas. Como na etapa de pré-sinterização o metal duro sofre descarbonetação, deve-se criar mecanismos para evitar este efeito. No presente trabalho, foi quantificada a descarbonetação durante a pré-sinterização realizada em forno tradicional e no reator de plasma. Foi estudada, também, a manutenção do teor de carbono no reator de plasma. Utilizando cátodo e ânodo metálicos no reator de plasma, verificou-se que a perda de carbono é similar àquela verificada em forno resistivo (convencional), ou seja, dependendo da temperatura, a perda está entre 0,5 e 1%. No entanto, utilizando um ânodo e parte do cátodo de grafite, o que se traduz em oferta de carbono à atmosfera, foi possível manter o teor de carbono estequiométrico no metal duro (WC-10Co) no reator de plasma. O mecanismo de oferta de carbono ocorre devido ao bombardeamento iônico do cátodo e pelo bombardeamento eletrônico do ânodo de grafite.

Keywords

Metalurgia do Pó, Metal duro, Processamento por Plasma, Manutenção do teor de Carbono.

Metalurgia do Pó, Metal duro, Processamento por Plasma, Manutenção do teor de Carbono.