Los carburos cementados son materiales formados por granos de carburo y una fase aglutinante. El carburo cementado más conocido es el carburo de wolframio combinado con una fase aglutinante de cobalto WC-Co, pero los investigadores intentan encontrar una alternativa al cobalto, como el níquel, más barato y disponible en mayores cantidades.
Los carburos cementados se utilizan principalmente para herramientas de corte por sus excelentes propiedades. El carburo de wolframio tiene una dureza extremadamente alta y la fase aglutinante aumenta la tenacidad del material. Pero estas propiedades dependen de muchos factores, como la composición o la microestructura del material. Las técnicas de caracterización son un medio esencial para comprender la influencia de la microestructura y contribuyen al desarrollo constante de estos materiales esenciales en la industria. La combinación de varios métodos de caracterización, como el estudio del tamaño de grano del carburo y la modelización 3D, se utiliza para comprender el efecto de la microestructura en propiedades mecánicas como la dureza y el módulo elástico.
Estos estudios se llevaron a cabo en dos muestras con base de níquel, WC-10Ni y WC-20Ni, con el fin de comprender la importancia de cada tipo de caracterización. Los resultados hallados para ambas muestras mostraron que, a medida que aumentaba la cantidad de fase ligante, disminuían la dureza y el módulo elástico del carburo cementado.
El análisis de la estructura tridimensional de los carburos cementados a base de cobalto validó el protocolo ensayado y muestra la importancia de combinar los estudios de superficie y volumen. Este método podría aplicarse posteriormente a muestras de níquel para comparar los resultados experimentales con los teóricos mediante simulaciones numéricas.
Cemented carbides are materials made up of carbide grains and a binder phase. The best-known cemented carbide is tungsten carbide combined with a WC-Co cobalt binder phase, but researchers are trying to find an alternative to cobalt, such as nickel, which is cheaper and available in greater quantities.
Cemented carbides are mainly used for cutting tools because of their excellent properties. The tungsten carbide has extremely high hardness and the binder phase increases the toughness of the material. But these properties depend on many factors, such as the composition or microstructure of the material. Characterisation techniques are an essential way of understanding the influence of microstructure, and contribute to the constant development of these essential materials in industry. The combination of several characterisation methods, such as the study of carbide grain size and 3D modelling is used to understand the effect of microstructure on mechanical properties such as hardness and Elastic modulus.
These studies were carried out on two nickel-based samples, WC-10Ni and WC-20Ni, in order to understand the importance of each type of characterisation. The results found for both samples showed that as the amount of binder phase increased, the hardness and elastic modulus of the cemented carbide decreased.
Analysis of the three-dimensional structure of cobalt-based cemented carbides validated the protocol tested and shows the importance of combining surface and volume studies. This method could later be applied to nickel samples to compare experimental results with theoretical ones using numerical simulations.
ETU.UNIV-LORRAINE.FR
