Estudo do efeito da moagem com a adição da alumina no metal duro

The WC-Co (carbide) composite, as well as the ceramic alumina are widely used as cutting tools in the metal-mechanic and petroleum, mining and civil construction industries due to their high hardness, high resistance to abrasion and under high temperature .This work investigates the addition of 1...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Leal, Erisson Aparecido de Deus
Outros Autores: Costa, Franciné Alves da
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Compósitos WC-Co-Al2O3
Moagem de alta energia
Sinterização
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32754
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Leal, Erisson Aparecido de Deus
Estudo do efeito da moagem com a adição da alumina no metal duro
description The WC-Co (carbide) composite, as well as the ceramic alumina are widely used as cutting tools in the metal-mechanic and petroleum, mining and civil construction industries due to their high hardness, high resistance to abrasion and under high temperature .This work investigates the addition of 1, 2, 5 and 10% by weight of Al2O3 to a cemented carbide powder (WC-Co) with 10% by weight of Co, the effect of preparing the composite powders by manual mixing and high energy milling and in addition, the influence of the sintering temperature on the density and microstructure of the sintered compacts. A high-energy powder 7 planetary mill was used to prepare all powders using a container with carbide balls and 99% ethyl alcohol at 400 rpm for 50 h, except for the WC-10%Co powder with 5% by weight of Al2O3 which also had a powder charge milling for 30 h. Powder samples were collected after 2, 6, 10, 20 and 30 h during milling and by manual mixing to serve as a reference. Green compacts with 5.04 ± 0.2 mm in diameter were pressed to 200 MPa in a uniaxial cylindrical stainless-steel matrix. These were sintered in a dilatometer at 1400 °C and 1550 °C for 1 h under an argon atmosphere and a heating rate of 10 °C/min. All powders and sintered compacts were characterized using particle size distribution techniques, XRD, SEM, EDS, measures of density, densification, dilatometric contraction and Vickers hardness. The compacts of composite powders WC-10% CoAl2O3 with addition of 5 and 10% of Al2O3 exhibit higher density and densification under higher temperature, however the maximum density achieved was 70% of the theoretical density both when milling for 50 h and for mixed for 10 minutes. However, compacts of composite powders WC-10%Co-5%Al2O3 milling for 30 h sintered at 1550 °C exhibit denser microstructures with a density of 91% and a densification of 87%, in addition to a hardness of 500 HV.
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A high-energy powder 7 planetary mill was used to prepare all powders using a container with carbide balls and 99% ethyl alcohol at 400 rpm for 50 h, except for the WC-10%Co powder with 5% by weight of Al2O3 which also had a powder charge milling for 30 h. Powder samples were collected after 2, 6, 10, 20 and 30 h during milling and by manual mixing to serve as a reference. Green compacts with 5.04 ± 0.2 mm in diameter were pressed to 200 MPa in a uniaxial cylindrical stainless-steel matrix. These were sintered in a dilatometer at 1400 °C and 1550 °C for 1 h under an argon atmosphere and a heating rate of 10 °C/min. All powders and sintered compacts were characterized using particle size distribution techniques, XRD, SEM, EDS, measures of density, densification, dilatometric contraction and Vickers hardness. The compacts of composite powders WC-10% CoAl2O3 with addition of 5 and 10% of Al2O3 exhibit higher density and densification under higher temperature, however the maximum density achieved was 70% of the theoretical density both when milling for 50 h and for mixed for 10 minutes. However, compacts of composite powders WC-10%Co-5%Al2O3 milling for 30 h sintered at 1550 °C exhibit denser microstructures with a density of 91% and a densification of 87%, in addition to a hardness of 500 HV. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O compósito WC-Co (metal duro), assim como a cerâmica alumina são largamente utilizadas como ferramentas de corte na indústria de metal-mecânica e de petróleo, mineração e construção civil devido a sua alta dureza, alta resistência a abrasão e sob alta temperatura. Este trabalho investiga a adição de 1, 2, 5 e 10% em massa de Al2O3 a um pó compósito WC-Co com 10% em massa de Co. O efeito da preparação dos pós compósitos por mistura manual e moagem de alta energia e a influência da temperatura de sinterização na densidade e microestrutura dos compactos sinterizados também foram investigados. Um moinho planetário pulverissete 7 de alta energia foi usado para preparar todos os pós utilizando um recipiente com bolas de metal duro e álcool etílico a 99% sob 400 rpm por 50 h, exceto o pó WC-10%Co com 5% em massa de Al2O3 que teve também uma carga de pó moída para 30 h. Amostras de pós foram colhidas após 2, 6, 10, 20 e 30 h durante a moagem e por mistura manual para servir de referência. Compactos verdes com 5,04 ± 0,2 mm de diâmetro foram prensados a 200 MPa em uma matriz uniaxial cilíndrica de aço inoxidável. Estes, foram sinterizados em um dilatômetro a 1400 oC e 1550 oC por 1 h sob atmosfera de argônio e taxa de aquecimento de 10 oC/min. Todos os pós e os compactos sinterizados foram caracterizados usando técnicas de distribuição de tamanho de partícula, DRX, MEV, EDS, medidas de densidade, densificação, contração dilatométrica e de dureza Vickers. Os compactos de pós compósitos WC10%Co-Al2O3 com adição de 5 e 10% de Al2O3 exibem maior densidade e densificação sob maior temperatura, porém a densidade máxima alcançada foi de 70% da densidade teórica tanto quando moídos por 50 h quanto para misturados a 10 minutos. Todavia, os compactos de pós compósitos WC-10%Co-5%Al2O3 moídos por 30 h sinterizados a 1550 °C exibem microestruturas mais densas alcançando 91% da densidade teórica e uma densificação de 87%, bem como uma dureza de 500 HV. 2021-06-22T17:00:48Z 2021-06-22T17:00:48Z 2020-04-29 doctoralThesis LEAL, Erisson Aparecido de Deus. Estudo do efeito da moagem com a adição da alumina no metal duro. 2020. 144f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32754 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

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