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
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00402003
Tecnol. Metal. Mater., vol.4, n2, p.12-16, 2007
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
1 WENTORF jr., R. Cubic boron nitride synthesis and applications. In: NEW DIAMOND SCIENCE AND TECHNOLOGY INTERNATIONAL CONFERENCE, 2., 1990. Pittsburgh: Materials Research Society, 1991. p. 1029-37.
2 BENKO, E.; KLIMCZYK, P.; MACKIEWICZ, S.; BARR, T.l.; PISKORSKA, E. cBN-Ti3SiC2 composites. Diamond and Related Materials, v. 13, n. 3, p. 521-4, Mar. 2004.
3 KLIMCYVK, P.; BENKO, E.; LAWNICZAK-JABLONSKA, K.; PISKORSKA, E.; HEINONEN, M.; ORMANIEC, A.; GORCZYNSKA-ZAWISLAN, W.; URBANOVITCH, V.S. Cubic boron nitride-Ti/TiN composites: hardness and phase equilibrium as function of temperature. Journal of Alloys and Compounds, v. 382, n. 1-2, p. 195-205, Nov. 2004.
4 RONG, X.Z.; TSURUMI, T.; FUKUNAGA, O.; YANO, T. High pressure sintering of cBN-TiN-Al composite for cutting tool application. Diamond and Related Materials, v. 11, n. 2, p. 280-6, Feb. 2002.
5 RAMALHO, A.M. Metodologia de seleção de materiais e tecnologia de fabricação das cápsulas deformáveis utilizadas nos processos de síntese / sinterização dos materiais superduros. 2003. 204 f. Dissertação (Doutorado em Engenharia dos Materiais) - Universidade Estadual do Norte Fluminense.
6 DINIZ, A.E.; MARCONDES, F.C.; COPPINI, N.L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 4. ed. São Paulo: Artliber, 2003.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email