carburo de tugnsteno

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Carburo de tungsteno

1. DEFINICIÓN:
El tungsteno es un metal que en la naturaleza sólo se encuentra en forma de compuestos, principalmente en los minerales de sheelita (tungstato de calcio) y en los de wolframita (tungstato de fierro-manganeso); al concentrarse, se comercializan con un contenido que varía de 40 a 70 por ciento de trióxido de tungsteno (W03) y en términos de metalpuro (W) dicha composición fluctúa de 31 a 55 por ciento. Existen otros minerales que contienen tungsteno, como la powelita, la ferberita y la huebnerita, pero el aprovechamiento comercial es poco común debido a su escasez. [1]
El Carburo de Tungsteno (WC) es el único de los carburos intersticiales estable en una estructura hexagonal a temperatura ambiente. La estructura del WC consiste de alternarláminas de Carbono y láminas de Tungsteno.

Figura 1 Estructura hexagonal Simple Carburo de Tungsteno
Las principales características de los carburos intersticiales son:
Sus estructuras intersticiales llevan a una combinación de enlaces metálico, iónico y covalente.
Son principalmente fases no estequiometrias y el ordenamiento de los átomos de carbono es común.
Combinan las propiedadesfísicas de cerámicas y las propiedades electrónicas de los metales, ejemplo: alta dureza con lata conductividad térmica y eléctrica.
Tienen los más altos puntos de fusión comparados con cualquier otro grupo de materiales.
Tienen una muy alta estabilidad térmica y química. [2]

Figura 2 Estructura del carburo intersticial.
El tungsteno pertenece al grupo de los metales refractarios. Los metalesrefractarios son metales que tienen un punto de fusión superior al del platino (1772 °C). En los metales refractarios, la energía que enlaza los átomos individuales es particularmente alta. Los metales refractarios tienen un punto de fusión elevado junto con una baja presión de vapor, un alto módulo de elasticidad y una buena estabilidad térmica. Generalmente, los metales refractarios secaracterizan también por su bajo coeficiente de expansión térmica y su densidad relativamente alta.
El tungsteno tiene el punto de fusión más alto de todos los metales, así como un módulo de elasticidad notablemente elevado. Básicamente, sus propiedades son similares a las del molibdeno. Los dos metales están ubicados en el mismo grupo en la Tabla periódica. Sin embargo, algunas de las propiedades seencuentran más marcadas en el tungsteno que en el molibdeno.
Los metales duros son materiales compuestos por partículas de carburo unidas mediante un aglutinante metálico. La proporción de la fase de carburo varia por lo general entre el 40% y 97% del peso total del material compuesto, y el valor medio de su tamaño de grano está entre 0,4 y 10µm [3].
El carburo de tungsteno (WC), la pase dura, juntocon cobalto, el aglutinante, forman la estructura básica del metal duro. A partir de este se han realizado muchas variantes del material. Además de las composiciones de WC y Co, el metal duro puede contener diferentes proporciones de carburo de titanio (TiC), carburo de tantalio (TaC), y carburo de niobio (NbC). Estos carburos son solubles entre si y pueden disolver una alta cantidad de WC [3].Se fabrican metales duros que tiene la fase aglutinante (Co) combinada con hierro, cromo, níquel y molibdeno, o aleaciones de estos.
El metal duro consta de tres fases, en términos metalúrgicos [3]:
Fase α: el carburo de tungsteno
Fase β: fase aglutinante como cobalto, níquel, cromo o molibdeno
Fase γ: fases de carburo combinadas

Figura 3 microestructura de WC-Co.

Figura 4microestructura con contenido de fase γ.
1.1. Propiedades químicas

Tiene una excelente resistencia química, excepto que se oxida fácilmente en el aire a 500-600ºC. El WC es resistente a los ácidos y no es atacado a temperatura ambiente por mezclas de HF y HNO3 pero es atacado por estos ácidos a temperaturas elevadas [4].
La propiedad química más interesante es la resistencia a la corrosión. Tanto los...