Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.00402003
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

ESTUDOS PRELIMINARES DA SINTERIZAÇÃO DO NITRETO CÚBICO DE BORBO EMPREGANDO LIGANTES À BASE DE TITÂNIO

PRELIMINARY STUDIES ON THE SINTERING OF CUBIC BORON NITRIDE USING TITANIUM-BASED BINDERS

Valpassos, Juliana Moura; Ramalho, Alan Monteiro; Bobrovnitchii, Guerold; Monteiro, Sérgio Neves

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Resumo

O nitreto cúbico de boro (cBN) é uma forma alotrópica sintética do nitreto de boro, que é obtida sob condições de altas pressões e altas temperaturas (HPHT), geralmente a partir do nitreto hexagonal de boro (hBN). Compactos sinterizados de cBN são produzidos sinterizando cBN e ligantes também em condições de altas pressões e altas temperaturas na faixa de 6,0 GPa-8,0 GPa e entre 1800 K-2300 K, em tempos que variam a até 30 minutos. No presente trabalho, compósitos de cBN com ligantes a base de titânio (Ti20B10Si e Ti30Al) em 10% foram sinterizados em parâmetros de 8,0 GPa e 2000 K. Análises por MEV apresentaram uma estrutura parcialmente sinterizada. A dureza e resistência ao desgaste foram estudadas demonstrando resultados promissores. As propriedades tribológicas dos compósitos foram avaliadas em situações reais de trabalho, usinando um aço AISI 4140 endurecido a 54HRc.

Palavras-chave

Nitreto cúbico de boro, Sinterização, Titânio

Abstract

Cubic boron nitride (cBN) is a synthetic allotropic form of boron nitride that is obtained under high pressure and high temperature (HPHT) conditions, usually from hexagonal boron nitride (hBN). Cubic boron nitride compacts are produced by sintering cBN with binder under HPHT with pressure in the range of 6.0 GPa-8.0 GPa and temperature about 1800 K-2300 K, during up to 30 minutes. In the present work, composites of cBN with titanium-based binders (Ti20B10Si and Ti30Al) with cBN ratio of 90% were sintered under HPHT conditions, 8.0 GPa and 2000 K. SEM analysis observations showed a porous less, partially sintered structure. Hardness and wear resistance were studied demonstrating good results. Tribologic properties investigations were performed using a turning machine and an AISI 4140 hardened steel cylinder, in real work conditions without cooling.

Keywords

Cubic boron nitride, Sintering, Titanium

Referências



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