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¿Qué es el metal duro al tungsteno cementado?

El “metal duro” se utiliza a menudo como término genérico para el material de compuestos que contiene partículas duras compuestas de metal duro al tungsteno, junto con un aglutinante metálico más suave utilizado para mantener o “cementar” las partículas en su lugar.

La creación de este material comienza con mineral de tungsteno que se refina para obtener polvo de tungsteno (W).  El polvo de tungsteno se combina con carbono (C) y se calienta a alta temperatura, lo que hace que el carbono y el tungsteno se unan químicamente formando metal duro al tungsteno (WC). Después de la refrigeración, el material se tritura y se tamiza para crear un polvo, con tamaños de grado específicos.

Creación del polvo graduado:

Cuando el polvo de WC se mezcla con aglutinantes en polvo, normalmente cobalto o níquel, así como otros aditivos, se crea un “polvo graduado”. Cada grado tiene diferentes cantidades de WC y aglutinantes añadidos, así como un tamaño de grano variable del polvo de WC.  Las piezas de desgaste de centrífuga suelen estar formadas por un 6-10 % de aglutinante, con un equilibrio de WC, tamaños de grano de menos de 1 micra a 3 micras de tamaño, y con aditivos resistentes a la corrosión.

Dar forma al polvo:

Presionar el polvo graduado en un troquel con una prensa hidráulica es el método más económico para piezas más pequeñas que se producen en masa. Nuestras baldosas de centrífuga se fabrican con este método.

La fabricación de piezas grandes o complejas, como boquillas de alimentación y descarga, requiere que el polvo graduado se compacte en “palanquillas” mediante presión hidrostática. Independientemente de cuál sea el método de compactación del metal duro, este sigue siendo un material muy blando, similar a la tiza, y se conoce como “verde”. Si es necesario, el compacto verde puede moldearse mediante métodos convencionales de torneado, taladrado, fresado o rectificado para crear una “preforma”. También podemos producir preformas de metal duro mediante la fabricación aditiva.

Sinterizado:

La “preforma” de metal duro se coloca entonces en una bandeja que se carga en un horno de sinterizado y se calienta hasta el punto de fusión del aglutinante, generalmente de 2500 °F a 2800 °F. El sinterizado hace que la pieza se contraiga aproximadamente un 20 % en la medición lineal y aproximadamente un 50 % en volumen. Después de la refrigeración, obtenemos un metal duro en bruto. 

Acabado:

El metal duro se puede usar “sinterizado” y soldado al acero, como con nuestras baldosas, con epoxi y montado con acero para ciertas boquillas de descarga, o incluso acabado con tolerancias exactas para componentes con ajuste crítico.

 

Calidades de metal duro de tungsteno cementado

Ofrecemos una amplia variedad de calidades de metal duro, incluidos los metales duros al tungsteno de grano de submicrón, fino, medio y grueso con una mezcla de aglutinantes y aditivos para crear el equilibrio adecuado de dureza, tenacidad, abrasión y resistencia a la corrosión para la aplicación. 

Dureza:

La dureza viene determinada por el porcentaje de aglutinante y el tamaño del grano de las partículas de metal duro al tungsteno. Por lo general, cuanto más aglutinante, menor dureza, y cuanto más grande es el grano, menor es la dureza.

Resistencia al desgaste

Por lo general, las calidades con más aglutinante o granos más gruesos (menor dureza) tendrán menos resistencia a la abrasión o al desgaste. Sin embargo, habrá un aumento de la fuerza. Siempre es necesario equilibrar alta dureza/alta resistencia al desgaste con menor dureza/gran fuerza. Para probar la resistencia al desgaste o a la abrasión de nuestras calidades de metal duro, normalmente realizamos pruebas con arena seca (G65) o con lodo (B611). 

Fuerza

La cantidad de aglutinante y la variación en el tamaño del grano también afectarán a la fuerza de impacto (una carga de choque) y a la resistencia a fracturas (una medida del inicio de la fisura y de la propagación de la fisura). Por lo general, más aglutinante y/o granos más gruesos aumentarán la resistencia al impacto y la resistencia a fracturas. Con calidades de grano de submicrón, la resistencia a los impactos y la resistencia a fracturas disminuyen cuando se compara con las calidades de grano más grueso de igual contenido de cobalto; sin embargo, la dureza aumenta.

Ejemplo de metal duro cementado con granos de tipo medio-grueso

Nombre de la calidad

Aglomerante

Aglomerante

(peso %)

Dureza

Familia de grano

HRA

HV30

KFS33

Co

6

93,0

1800

Submicrón

KFS64

Co

10

91,8

1590

Submicrón

KFM65

Co

11

89,7

1310

Medio

HARC

Co-Cr

6,9

93,3

1850

Fino

K701*

Co-Cr

10

92,4

1680

Fino

CNC68

Co-Ni-Cr

6,5

93,4

2000

Submicrón

CNC10

Co-Ni-Cr

8,5

90,5

1410

Fino

KR855

Co-Ni-Cr

10

91,8

1580

Submicrón

KR466

Co-Ni-Cr

12

90,0

1355

Fino-Medio

CN13S

Co-Ni-Cr

12,5

88,7

1220

Grueso

KR887

Co-Ni-Cr

15

90,2

1370

Submicrón

HAN6

Ni

6

90,5

1410

Medio

GTD

Ni-Cr

9,2

91,6

1550

Fino

HAN10

Ni

10

90,0

1340

Fino

 

*K701 no puede soldarse.

Disponibles otros materiales de metal duro al tungsteno cementados, así como opciones ROCTEC y Stellite

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