Evaluación de la sensibilidad al daño de calidades finas y ultrafinas de metal duro

Abstract

Al igual que en el caso de otros materiales, una de las rutas asociadas a innovación en el área de la tecnología del metal duro se basa en el incremento de las propiedades mecánicas de este material a través del uso de carburos cada vez más finos. Sin embargo, es de esperar que este incremento de dureza venga acompañado de una disminución de la tenacidad. En este contexto, es bien conocido que en el caso de cerámicas avanzadas, una menor tenacidad resulta en la aparición de una sensibilidad al daño por parte de su resistencia mecánica residual. Un conocimiento similar sobre la posible influencia del daño inducido, ya sea durante el mecanizado del material o como resultado del comportamiento en servicio del mismo, en las propiedades mecánicas del metal duro no existe. El presente trabajo se centra en la investigación, documentación y análisis de este comportamiento, haciendo particular énfasis en calidades de metal duro cuyas microestructuras tienden a ser de la menor escala posible. En años recientes se han dado grandes avances en el diseño microestructural y procesamiento de sistemas de carburos cementados WC-Co, generalmente conocidos como metal duro, cada vez más fino, lo que les ha permitido dar el salto a aplicaciones de microfresado con diámetros de herramienta de hasta 0,1mm. Estas nuevas calidades ultrafinas de metal duro se caracterizan por tamaños de granos menores de 0,5μm y muy bajos contenidos de cobalto (< 6% en peso). Estas calidades corresponden a materiales muy duros, resistentes al desgaste; aunque con una tenacidad relativamente baja, lo que los puede hacer más sensibles a la degradación de sus propiedades mecánicas como consecuencia de la existencia de algún tipo de daño. El objetivo de este proyecto es evaluar la degradación de la resistencia mecánica como consecuencia de un daño inducido por contacto esférico. El estudio se realiza en tres calidades finas y ultrafinas de metal duro, con características microestructurales diferentes (contenido de cobalto y tamaño de carburo), y comprende inicialmente la evaluación de la repuesta presión – deformación a partir de contacto esférico, con la finalidad de discernir las cargas críticas a partir de las cuales aparecen fisuras circunferenciales.