Caracterização da matéria-prima com tamanho de partículas nanométricas utilizadas no processamento do compósito WC-10%Co

Abstract

O compósito WC-10%Co também conhecido como Metal Duro de Carbeto de Tungstênico (WC) com Cobalto (Co) é um dos materiais mais produzidas pela indústria fabricante de metal duro, entretanto busca-se o melhor entendimento sobre o efeito de parâmetros de processo sobre as suas características estruturais, especialmente no que diz respeito à formação de fases metaestáveis – fases η. Neste trabalho, usamos o método de Rietveld aliado a difração de raios X (DRX), a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e o Brunauer – Emmett – Teller (BET) para investigar a estrutura das matérias-primas utilizadas na produção de metal duro. Os tamanhos das partículas assim como as morfologias identificadas para os pós de WC e Co são reflexos do seu processo de fabricação que, introduzem tensões residuais para o pó de WC, a baixa cristalinidade e significante parcela de amorfo para o pó de Co. Estas características foram identificadas com a difração de raios X em comparação com o padrão de difração obtido e os bancos de dados cristalográficos. Após o processo de mistura dos pós foram quantificadas as fases e identificados os efeitos desse processo sobre as células unitárias de cada fase. Este trabalho mostra que a rota de caracterização empregada, com o uso do método de Rietveld, é eficiente para analisar a estrutura desses materiais durante seu processamento. Foi possível observar que o processo de mistura utilizando equipamento de moagem de alta energia promove alteração na densidade das células unitárias do WC “empurrando” átomos de Co para dentro de sua estrutura. Isso pode vir a acelerar o processo de dissolução de grande parte das partículas de WC durante a sinterização, contribuindo para a formação acentuada das fases metaestáveis eta – η, prejudicando o equilíbrio entre as propriedades mecânicas de dureza e tenacidade à fratura tornando a ferramenta ou peça muito dura e pouco tenaz.

Palavras-chave: WC nanométrico; metal duro; difração de raios X; caracterização de materiais; Método Rietveld.