Título

SINTERIZAÇÃO DE ALTA PRESSÃO E ALTA TEMPERATURA DE CBN POLICRISTALINO USANDO NB/NI COMO LIGANTE

HIGH-PRESSURE HIGH-TEMPERATURE SINTERING OF POLYCRYSTALLINE CUBIC BORON NITRIDE USING NB/NI AS BINDER

Autoria

Oliveira, Michel Picanco; Melo, Eduarda Chiabai Rodrigues de; Silva, Roseméri Barbosa Dos Santos da; Marcelino¹, Paulo Roberto Correia; Monteiro, Sergio Neves

DOI

10.5151/2594-5327-39610

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Resumo

A demanda por ferramentas de corte de alta dureza tem impulsionado o desenvolvimento de novos materiais com alta tenacidade, alta dureza e baixo custo. Neste estudo, investigamos a sinterização de nitreto de boro cúbico policristalino (PcBN)/Nb/Ni (90:9:1 w/w/w) sob alta pressão (7,7 GPa) e condições de alta temperatura (1550–1850 °C ). A microscopia eletrônica de varredura mostrou alteração microestrutural com o aumento da temperatura de sinterização. A difração de raios X revelou a transformação de cBN em nitreto de boro hexagonal (hBN) em amostras sinterizadas em temperaturas acima de 1750ºC. A sinterização na temperatura mais baixa (1550 °C) resultou em um material compósito com alta dureza Vickers (40GPa), semelhante ao cBN monocristalino. A formação de uma fase líquida de Ni durante o processo de sinterização resultou em alta densificação dos compósitos PcBN/Nb/Ni. Considerando as ótimas propriedades do composto sinterizado é possível concluir que o Nb/Ni pode ser efetivamente utilizado como elemento ligante na relação de peso testada (90:9:1).

 

The demand for high-hardness cutting tools has driven the development of novel materials with high toughness, high hardness, and low cost. In this study, we investigated the sintering of polycrystalline cubic boron nitride (PcBN)/Nb/Ni (90:9:1 w/w/w) under high pressure (7.7 GPa) and high-temperature conditions (1550–1850 °C). Scanning electron microscopy showed microstructure change with the increase in sintering temperature. X-ray diffraction revealed the transformation of cBN to hexagonal boron nitride (hBN) in samples sintered at temperatures above 1750ºC. Sintering at the lowest temperature (1550 °C) resulted in a composite material with high Vickers hardness (40GPa), like that of monocrystalline cBN. The formation of a liquid Ni phase during the sintering process resulted in high densification of PcBN/Nb/Ni composites. Considering the great properties of the sintered compound it is possible to conclude that the Nb/Ni can be effectively used as binder elements in the tested weight ratio (90:9:1).

Palavras-chave

Altas pressões, Compósitos, Dureza, cBN, nitretos

ressing, Composites, Hardness, Nitrides, HPHT