cermets

B O L E T I N D E L A S O C I E DA D E S PA Ñ O L A D E

Cerámica y Vidrio
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Desarrollo de materiales compuestos
tipo Cermet de matriz Fe
E. GORDO, A. OLIVA, E.M. RUIZ-NAVAS, J.M. TORRALBA
Dpto. Ciencia de Mat. e Ing. Metalúrgica. Universidad Carlos III de Madrid.
El objetivo de este trabajo es el desarrollo de materiales compuestos de matriz Fe conalto contenido en carburos con propiedades
entre los aceros rápidos y los carburos cementados, ya que estos últimos son más duros y presentan mayor resistencia al desgaste
que los primeros pero también menor tenacidad. Además, se hace deseable la sustitución de Co o Ni por otros aglomerantes
debido a los riesgos medioambientales y para la salud que estos metales representan. En este trabajo seestudia la obtención
de un material formado por una matriz de acero con adición de 50 % en masa de carburos de wolframio (WC) y tantalio (TaC).
Para ello se han utilizado técnicas de molienda de alta energía que permiten obtener un polvo compuesto con una buena unión
metal-cerámica y una distribución homogénea de carburos en la matriz. Después de la caracterización del polvo compuesto secompactaron probetas en matriz uniaxial con objeto de estudiar la sinterabilidad del material. Los compactos fueron sinterizados
en vacío a distintas temperaturas y tiempos, y se determinaron propiedades como la densidad, variación dimensional y dureza
después de la sinterización. Por último se realizó un análisis por microscopía electrónica de barrido para observar la evolución de
lamicroestructura.
Palabras clave: Pulvimetalurgia, Cermets, Materiales Compuestos de matriz metálica, Carburos, Molienda de Alta Energía
Development of Fe-based metal matrix composites
The objective of this study aims to the development of Fe-matrix composites with high carbide content to achieve properties
between high-speed steels (HSS) and cemented carbides. Cemented carbides are harder and show higherwear resistance than
HSS, but lower toughness. Besides, the substitution of Co or Ni for other binders is desirable due to the carcinogen character of
these metals. In this work, a material constituted by an iron matrix and a 50 % wt of WC and TaC carbides is developed. Highenergy milling has been used to obtain composite powders presenting a good bonding and homogeneous distribution of thecarbides in the matrix. Those powders were characterised and compacted by die pressing. The green compacts were sintered at
different temperatures, and properties like hardness and density were determined. Also, the wear behaviour was studied and
microstructural analysis by SEM was carried out to complete the study.
Keywords: Powder Metallurgy, Cermets, Metal Matrix Composites, Carbides,High-Energy Milling

1. INTRODUCCIÓN
Los cermets, incluyendo los carburos cementados, constituyen
una familia de materiales compuestos metal-cerámica, de amplia utilización industrial especialmente en el sector de las herramientas de
corte. Se fabrican por técnicas pulvimetalúrgicas y están constituidos
por una fase metálica, compuesta habitualmente por cobalto (Co) o
níquel (Ni), que aglomeraa una fase cerámica, formada típicamente
por carburos o carbonitruros de metales refractarios. Sin embargo, los
metales utilizados como matriz, Co y Ni, son escasos, caros, y están
considerados como nocivos para la salud y el medioambiente. Por ello,
existe un interés creciente en la sustitución de dichos metales por otros
aglomerantes de entre los cuales el Fe, o aleaciones base Fe, son muydeseables por su abundancia, reciclabilidad, inocuidad, baja solubilidad con la fase cerámica, etc. En este sentido, estudios realizados para
el desarrollo de materiales compuestos base acero rápido indicaban
la dificultad de introducir porcentajes de carburos superiores al 15 %
en volumen, mediante técnicas pulvimetalúrgicas (1-10), debido a los
problemas para obtener buenas uniones...