Caracterización mecánica y microestructural de superficies de metal duro con implantación iónica
El metal duro es un material compuesto por cerámica-metal (cermet). Consiste en carburo de tungsteno (WC) en una matriz de cobalto. Es un material altamente utilizado en la industria por sus propiedades mecánicas: es un material muy duro, con elevada resistencia al desgaste, temperatura, impactos e...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/359057 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/359057 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Metals Tungsten carbide Metalls Carbur de tungstè Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
| Sumario: | El metal duro es un material compuesto por cerámica-metal (cermet). Consiste en carburo de tungsteno (WC) en una matriz de cobalto. Es un material altamente utilizado en la industria por sus propiedades mecánicas: es un material muy duro, con elevada resistencia al desgaste, temperatura, impactos e incluso corrosión, entre otras. Es por ello que se usa principalmente en herramientas de corte y perforación. Ahora bien, pese a sus elevadas propiedades, el metal duro se suele recubrir con recubrimientos cerámicos duros para aumentar su vida útil, sobretodo en aplicaciones de corte a alta velocidad. La mayoría de estos recubrimientos son ternarios o cuaternarios, como por ejemplo el AlCrSiN o TiAlSiN. Estos mejoran la dureza y la resistencia al desgaste y oxidación pero presentan una baja adhesión al sustrato. Para mejorar la adhesión de esos recubrimientos se están estudiando muchas técnicas y este proyecto se centra en una de ellas: la implantación iónica del sustrato. Así pues, en este proyecto se han estudiado muestras de metal duro con implantación iónica de titanio, cromo y nitrógeno (por separado). El objetivo es averiguar que produce la implantación iónica de estos elementos en el metal duro para su post-recubrimiento. Se ha realizado una caracterización mecánica y microestructural de las muestras. Se han llevado a cabo ensayos mecánicos de indentación hertziana, ensayo mercedes, scratch y microdureza con estimación de la tenacidad de fractura. También se han caracterizado mediante espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS), espectroscopia de rayos X por dispersión de energía (EDX), nanoindentación con Berkovich y, finalmente, se han estimado las tensiones residuales mediante la técnica de correlación de imagen digital (FIB-DIC). Los resultados muestran una mejora en la tenacidad de fractura con la implantación de Titanio o Cromo, así como una disminución en la dureza de las muestras implantadas. Finalmente se han encontrado tensiones residuales de compresión en la muestra implantada con Cromo. En el resto de ensayos prácticamente no se observa diferencia en los resultados obtenidos. |
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