BR102014016382A2

BR102014016382A2 - corpo sinterizado e método de produção de um corpo sinterizado

Info

Publication number: BR102014016382A2
Application number: BR102014016382A
Authority: BR
Inventors: Englund Sven; Garcia José
Original assignee: Sandvik Intellectual Property
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2015-11-24
Also published as: JP2015017325A; EP2862650A2; JP6431700B2; RU2664497C2; US20150010423A1; US9393618B2; CN104275484A; EP2862650A3; CN104275484B; EP2862650B1; EP2821165A1; KR20150004757A; KR102210173B1; RU2014127124A

Abstract

corpo sinterizado e método de produção de um corpo sinterizado. a presente invenção está correlacionada a um método de produção de um corpo de corte sinterizado, compreendendo um lado com uma cobertura de metal aglutinante e outro lado sem a cobertura de metal aglutinante. a invenção também se refere ao corpo de corte sinterizado produzido.

Description

"CORPO SINTERIZADO E MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM CORPO SINTERIZ ADO" Campo Técnico da Invenção [001] A presente invenção está correlacionada a um método de produção de um corpo sinterizado, de acordo com o descrito na reivindicação 1. A presente invenção também se refere a um corpo sinterizado, de acordo com o descrito na reivindicação 14.

Antecedentes da Invenção [002] No passado, sempre ocorreram dificuldades quando da fabricação de corpos sinterizados, especificamente, corpos sinterizados para corte, usados para proporcionar arestas de corte para diversas finalidades de usinagem e corte. Em geral, os corpos sinterizados para corte são feitos de cermet (material cerâmico + material metálico) ou de metal duro, com uma fase aglutinante compreendendo cobalto. Quando da sinterização do corpo compreendendo cobalto, algumas vezes, o cobalto tende a se elevar para a superfície do corpo durante o processo de sinterização, criando uma camada superficial compreendendo uma maior quantidade de cobalto do que posteriormente, dirigida para a porção intermediária do corpo para corte.

Breve Descrição da Invenção [003] Observa-se que não é desejado em todas as aplicações se dispor de uma maior quantidade de cobalto na superfície de um corpo para corte. O cobalto superficial pode reduzir a condição de aderência para posteriores camadas de revestimento, como, por exemplo, as camadas revestidas por CVD, adicionadas à superfície. Também, para corpos de corte que não utilizam posteriores camadas, o cobalto superficial pode ser desvantajoso, uma vez que os cavacos formados durante a usinagem de um objeto podem ser soldados ao cobalto e, desse modo, provocar problemas de desgaste. Quando da produção de corpos sinterizados para corte, é desejado que os corpos sinterizados tenham uma superfície que possua a capacidade de liberar os cavacos da superfície dos mesmos. Anteriormente, esses corpos de corte, após a sinterização, se submetiam à usinagem mediante esmerilhamento ou mediante jateamento, para remover a camada de cobalto. [004] Para outras aplicações, o cobalto superficial é vantajoso, específicamente, se as superfícies de corte devem ser soldadas ou brasadas, por exemplo, para produzir lâminas de serra. Se o processo de sinterização proporcionar corpos de corte sem o cobalto superficial, esses corpos irão precisar de tratamento, a fim de se obter as desejadas propriedades de soldagem ou brasagem. Por essa razão é altamente desejável ser possível controlar o processo de sinterização, a fim de se obter ou não o cobalto superficial. [005] Desse modo, para posteriores aplicações, é desejável ser possível controlar a superfície do mesmo corpo, a fim de se ter cobalto sobre uma predeterminada superfície, e não se ter cobalto sobre outra superfície de um corpo, após a sinterização. [006] Δ fim de solucionar esse problema, a presente invenção proporciona um método para produção de um corpo de corte sinterizado, compreendendo as etapas de: - prover um corpo de cermet ou metal duro, compreendendo carbono e metal aglutinante; - prover um dispositivo de sinterização para executar a sinterização do dito corpo; - sinterizar o dito corpo em um processo de sinterização por meio do dito dispositivo de sinterização; - prover o processo de sinterização com uma faixa de tempo (A) , que representa uma faixa de tempo de aquecimento, em que a temperatura (T) em um determinado momento no tempo (t) é constante ou se encontra em elevação; - prover uma subsequente faixa de tempo de resfriamento (B) para o dito processo de sinterização, em que a temperatura (T) na faixa de tempo (B) é prevista em um determinado momento no tempo (t) como sendo constante ou decrescente; caracterizado pelo fato de: - prover uma atmosfera compreendendo pelo menos um gás inerte a uma pressão (P) , pelo menos, durante uma primeira faixa parcial (Bl) da faixa (B) , a fim de proporcionar condições de descarburização, em que a pressão (P) no dispositivo de sinterização (15) durante a faixa de tempo (Bl) atende à condição 100 Pa ^ P ^ 15.000 Pa, preferivelmente, 500 Pa p < 1.500 Pa; e em que pelo menos durante uma faixa de tempo (B2) , subsequente à faixa de tempo (Bl), a pressão parcial do metal aqlutinante é mantida mais alta para um lado ou parte de um lado, e em que a outra parte do lado ou outros lados do corpo apresenta/apresentam uma pressão parcial inferior a do metal aglutinante, de modo que o metal aglutinante é evaporado, desse modo, proporcionando um lado ou parte de um lado com uma cobertura de metal aglutinante, e a outra parte do lado ou de outros lados sem substancialmente nenhuma cobertura de metal aglutinante, logo após o método ter sido implementado. [007] A vantagem do presente método é que mediante controle da pressão parcial do metal aglutinante, o corpo sinterizado produzido pode ter suas propriedades controladas. Isso significa que a camada superficial dos lados escolhidos ou as superfícies do corpo sinterizado podem apresentar um teor de metal aglutinante, isto é, uma cobertura de metal aglutinante, diferente daquele do outro lado ou superfície do corpo sinterizado. Isso também tem a vantagem de que o corpo sinterizado obtido pode ser diretamente aplicado aos seus diferentes usos, sem qualquer prolongado pós-tratamento. Uma adicional vantagem é que a produção é simplificada. [008] O metal aglutinante pode compreender cobalto, níquel, ferro, tungstênio, titânio, tântalo, nióbio, cromo ou quaisquer combinações dos mesmos. [009] Em uma modalidade, o metal aglutinante compreende cobalto. Em outra modalidade da presente invenção o metal aglutinante consiste de cobalto, ou cobalto e níquel, ou cobalto, niquel e ferro. [010] O corpo de cerraet ou metal duro compreende carbono e o carbono pode se apresentar na forma de carbono livre, na solução sólida no metal aglutinante ou na forma, por exemplo, de um carbeto ou carbonitreto. [011] Em um adicional desenvolvimento do presente método, a desejada mais alta pressão parcial do metal aglutinante é obtida mediante contato de um lado ou parte de um lado do corpo com uma bandeja de sinterização, desse modo, obtendo-se um corpo sinterizado provido de um lado ou parte de um lado compreendendo uma camada superficial constituída de metal aglutinante, em que os outros lados ou parte do lado do corpo, que não foram colocados em contato com a bandeja de sinterização, foram submetidos a uma baixa pressão parcial do metal aglutinante, desse modo, sendo substancialmente isentos da cobertura de metal aglutinante. [012] Uma vantagem disso é que a reduzida pressão parcial do metal aglutinante é relativamente fácil de ser obtida. Assim, não existe necessidade de disposições extras, por exemplo, para adicionar metal aglutinante gasoso ou produto similar. [013] Em uma modalidade da presente invenção, pelo menos dois lados do corpo são providos de cobertura de metal aglutinante, enquanto os outros lados do corpo, de nenhum modo, apresentam a dita cobertura de metal aglutinante. [014] Em uma modalidade da presente invenção, os dois lados providos de cobertura de metal aglutinante são planos. [015] Em uma modalidade da presente invenção, a bandeja de sinterização é provida de cristas, de modo que quando um corpo se dispõe na bandeja de sinterização, dois lados do corpo se dispõem em contato com a superfície da bandeja de sinterização. [016] Em uma modalidade da presente invenção, as diferentes pressões parciais do metal aglutinante durante a faixa de tempo (B2) são obtidas, mediante diminuição da pressão no dispositivo de sinterização para um valor abaixo da pressão, durante a faixa de tempo (Bl). [017] Em uma modalidade da presente invenção, durante a faixa de tempo (B2), a pressão (P) atende à condição 0,01 pa < p < 70 Pa, preferivelmente, 0,1 Pa ^ P < 50 Pa. A pressão (P) se refere à pressão total no dispositivo de sinterização. A pressão total pode ser a soma de diversas pressões parciais no dispositivo de sinterização, e a pressão parcial do metal aglutinante na faixa de tempo (B2) é tal que o metal aglutinante é evaporado, isto é, abaixo da pressão de evaporação do metal aglutinante na temperatura especifica. [018] Em uma modalidade da presente invenção, a faixa de tempo (B2) é iniciada quando a temperatura (T) tiver diminuido abaixo de uma temperatura de solidificação do metal aglutinante. [019] Em uma modalidade da presente invenção, a faixa de tempo (B2) é iniciada quando a temperatura (T) tiver diminuido de cerca de 10 graus, abaixo de uma temperatura de solidificação do metal aglutinante. [020] Em uma modalidade da presente invenção, o metal aglutinante compreende cobalto. Em um adicional desenvolvimento do método, a camada de cobertura de cobalto é constituída apenas de cobalto. Isso proporciona uma particular satisfatória capacidade para utilizar os métodos de soldagem da presente superfície. [021] Em uma modalidade da presente invenção, a atmosfera durante a faixa de tempo (Bl) compreende argônio. [022] Em uma modalidade da presente invenção, a atmosfera durante a faixa de tempo (Bl) compreende argônio e um ou ambos, monóxido de carbono e nitrogênio. [023] Em uma modalidade da presente invenção, a baixa pressão parcial do metal aglutinante é provida no dispositivo de sinterização, através da provisão de um acoplamento para conexão do dispositivo de sinterização com uma bomba de vácuo. A bomba de vácuo pode ser usada para ajustar a pressão (P) no dito dispositivo de sinterização. A bomba pode ainda ser usada para manter a pressão em um nivel constante durante a faixa de tempo de resfriamento (B2), quando o metal aglutinante se evaporar, pelo que, de outro modo,· poderia aumentar a pressão no dispositivo de sinterização. A bomba pode ser operada durante a faixa de tempo (B2), por exemplo, com um fluxo constante de argônio através do dispositivo de sinterização. [024] Em um adicional desenvolvimento do presente método, a temperatura de sinterização (Ts) se situa na faixa de 1400°C < Ts ^ 1500°C. A temperatura (Ts) nessa faixa indicada provou ser particularmente vantajosa para a sinterização, especificamente, se o metal aglutinante consistir de cobalto. Em um adicional desenvolvimento do presente método, a temperatura de sinterização se situa na faixa de 1430°C ^ Ts ^ 1480°C. A temperatura (Ts) nessa faixa indicada provou ser particularmente adequada para obtenção de um produto sinterizado denso, não quebradiço e duro. [025] A invenção também se refere a um corpo de corte sinterizado, produzido de acordo com a invenção, e a uma bandeja de sinterização para recebimento de um corpo a ser sinterizado, em conformidade com a presente invenção. [026] Outros objetivos, vantagens e novas características da invenção se tornarão evidentes, a partir da seguinte descrição detalhada, quando considerada em conjunto com os desenhos e reivindicações anexas.

Descrição dos Desenhos [027] A presente invenção será agora descrita em maiores detalhes fazendo-se referência aos desenhos anexos, nos quais: a figura 1 mostra um corpo sinterizado produzido de acordo com uma modalidade do método da invenção; a figura 2 mostra um corpo sinterizado produzido de acordo com outra modalidade do método da invenção; - a figura 3 mostra um corpo sinterizado sobre uma bandeja de sinterização, de acordo com uma modalidade da invenção; - a figura 4 mostra um corpo sinterizado sobre uma bandeja de sinterização, de acordo com outra modalidade da invenção; a figura 5 mostra um corpo sinterizado alternativo produzido de acordo com uma modalidade do método da invenção; - a figura 6 mostra um dispositivo de sinterização para execução do método, de acordo com uma modalidade da invenção; - a figura 7 mostra um gráfico da temperatura em função do tempo, para uma modalidade do método de acordo com a invenção; - a figura 8 mostra um gráfico da temperatura em função do tempo, para outra modalidade do método de acordo com a invenção; - a figura 9 mostra um gráfico da temperatura em função do tempo, para uma modalidade do método de acordo com a invenção; - a figura 10 mostra uma foto obtida pelo procedimento SEM, de uma seção transversal polida da pastilha tratada no Exemplo 4, em que a superfície externa mostrada compreende uma camada de cobertura de cobalto (21); e - a figura 11 mostra uma foto obtida pelo procedimento SEM, de uma seção transversal polida da pastilha tratada no Exemplo 4, em que a superfície externa (22) não compreende nenhuma camada de cobertura de cobalto.

Descrição Detalhada da Invenção [028] Δ seguir, será descrito com referência aos desenhos anexos, um método de produção de um corpo sinterizado (1), conforme visto nas figuras 1 a 4. O corpo sinterizado (1) é especificamente um corpo de cermet ou de metal duro. O método envolve as etapas de produzir um corpo sinterizado sob condições especificas, que altera a distribuição do metal aglutinante dentro do corpo sinterizado e, especificamente, na superfície externa do dito corpo. Conforme mostrado na figura 1, o corpo sinterizado (1) é exemplificado por uma pastilha, usada, por exemplo, em dispositivos de fresa. O termo "alterado", no presente contexto, deverá ser entendido como a distribuição alterada do metal aglutinante sobre a superfície do corpo, tanto pela provisão de metal aglutinante sobre a superfície, como pela provisão de uma superfície que seja substancialmente isenta de metal aglutinante. [029] O método envolve a provisão de um corpo (1) a ser sinterizado. O corpo (1) compreende metal duro ou cermet e deve, de uma maneira conhecida para um especialista versado na técnica, compreender metal aglutinante e carbono. [030] O corpo (1), preferivelmente, deve ter pelo menos uma ou, mais preferivelmente, pelo menos duas superfícies substancialmente planas. Entretanto, o método é aplicável para todos os formatos de corpos a serem sinterizados, mas, caso pelo menos duas superfícies planas estiverem presentes no corpo, o método será particularmente vantajoso. [031] O método é também aplicável quando se deseja obter um lado de um corpo sinterizado tendo cobertura de metal aglutinante sobre uma parte do lado, e nenhuma cobertura de metal aglutinante sobre a outra parte do lado. Isso pode ser obtido mediante diminuição da pressão parcial para apenas uma parte de um lado de um corpo a ser sinterizado. Na medida em que o corpo se retrai durante a sinterização, os dispositivos para aplicação de pressão parcial devem se adaptar ao corpo com retração. [032] 0 método envolve a provisão de um dispositivo de sinterização (15) (ver a figura 6). O dispositivo de sinterização (15) é geralmente um forno de sinterização. O dispositivo de sinterização (15), geralmente, apresenta a capacidade de prover aquecimento e uma atmosfera controlada, conforme é do conhecimento de um especialista versado na técnica. Entretanto, o dispositivo de sinterização, além disso, deve preferivelmente ser capaz de proporcionar vácuo. 0 dispositivo de sinterização (15) é provido, por exemplo, de acoplamentos (16) para provisão de uma conexão com uma bomba de vácuo, que não se apresenta ilustrada. [033] 0 método envolve a provisão de um método de sinterização usando o dispositivo de sinterização (15). [034] O método de sinterização, em geral, é proporcionado mediante aplicação do corpo (1) a ser sinterizado no dispositivo de sinterização (15). Uma temperatura de processo (T) em função do tempo de processo (t) é esquematicamente ilustrada na figura 7. Uma faixa de tempo de aquecimento (A) e uma faixa de tempo de resfriamento (B) são providas. Durante a faixa de tempo de aquecimento, a temperatura (T) no dispositivo de sinterização (15) é elevada para um nivel de topo (Ts) . O nivel de topo é geralmente chamado de temperatura de sinterização (Ts) (ver a figura 7) . A temperatura (T) no dispositivo de sinterização geralmente começa com a temperatura ambiente, sendo depois elevada para o nivel de topo (Ts) . Em geral, a elevação para (Ts) é terminada depois de aproximadamente metade do tempo total do processo de sinterização (t) . Na sua forma mais simples, a temperatura (T) no dispositivo de sinterização é elevada seguindo uma linha substancialmente reta, com uma proporção constante de elevação de temperatura, em um número constante de graus por unidade de tempo, conforme exemplificado na figura 7. A temperatura de sinterização (Ts) é escolhida dependendo de diversos parâmetros, conhecidos para um especialista versado na técnica. Os parâmetros que afetam a escolha da temperatura de sinterização (Ts) incluem a composição do metal aglutinante, o desejado tamanho de grão do produto sinterizado, assim como, a desejada porosidade do produto sinterizado. Uma temperatura de sinterização mais alta (Ts) proporciona o crescimento dos grãos. Um valor típico para a (Ts) é de 1500°C. Outros valores são também possíveis, tais como, uma (Ts) de 1400°C - 1500°C. Com um metal aglutinante compreendendo cobalto ou cobalto e níquel, um valor de temperatura de sinterização (Ts) preferido é de 1430°C - 14 8 0 ° C .

[035] Na figura 7, a faixa de tempo de aquecimento (A) é dividida em três subfaixas de tempo (Al, A2, A3). A subfaixa (A3) ilustra o tempo de manutenção (ts) na temperatura de sinterização (Ts) . Na faixa de tempo (Al), a temperatura pode, por exemplo, ser elevada numa diferente proporção de temperatura/tempo, com relação à faixa de tempo (A2), diferentemente do mostrado na figura 7, como, por exemplo, em quaisquer das figuras 8-9. [036] Após a faixa de tempo de aquecimento (A) segue uma faixa de tempo de resfriamento (B) . De acordo com o método da presente invenção, a faixa de tempo de resfriamento (B) é dividida em pelo menos duas faixas de tempo (Bl) e (B2), em que a pressão durante a faixa de tempo (Bl) é de 100-15000 Pa, preferivelmente, de 500-1500 Pa, e durante a faixa de tempo (B2) a pressão parcial do cobalto difere nos diferentes lados ou partes dos lados do corpo. A ideia principal é abaixar a pressão na câmara durante a faixa de tempo (B2), da faixa de tempo de resfriamento (B) . Uma pressão fornecida por meio de exemplo para o vácuo definido na aplicação é inferior a 100 Pa. É também possível realizar o dito método, por exemplo, na faixa de 0,01 Pa -70 Pa ou, preferivelmente, na faixa de 0,1 Pa - 50 Pa. 0 vácuo deve ser entendido na forma com que um especialista versado na técnica define o mesmo. O vácuo pode, por exemplo, ser um vácuo dinâmico, isto é, um contínuo bombeamento de gás proveniente do dispositivo de sinterização. [037] Durante a faixa de tempo (Bl), as condições de resfriamento são estabelecidas para proporcionar uma camada de cobertura de metal aglutinante sobre toda a superfície do corpo de cermet ou metal duro. Isso é conseguido mediante as condições de descarburização e a pressão no dispositivo de sinterização (no forno). Depois disso, durante a faixa de tempo (B2), as condições de resfriamento são estabelecidas para proporcionar uma evaporação da camada de cobertura de metal aglutinante recentemente formada sobre uma parte da superfície (lado ou parte de um lado) do corpo, enquanto o metal aglutinante nas outras partes da superfície (outra parte do lado ou outros lados) do corpo não é evaporada. A evaporação é proporcionada por uma pressão parcial do metal aglutinante, que difere nos diferentes lados ou partes dos lados, ou partes de superfícies do corpo. Se a pressão parcial do metal aglutinante for baixa, o metal aglutinante se evapora. 0 tempo necessário para a evaporação de toda a camada depende da sua espessura, dos níveis de temperatura (velocidade de resfriamento) e da pressão, estes fatores sendo otimizados por um especialista versado na técnica. [038] A diminuição da temperatura durante a faixa de tempo (B) pode ser alterada, de modo que o resfriamento, primeiramente, seja com uma velocidade de resfriamento mais alta, e em que, por exemplo, em um ponto de transferência da faixa de tempo (BI) para a faixa de tempo (B2), o resfriamento seja tornado mais lento, com uma velocidade de resfriamento mais baixa. Durante a faixa de tempo (Bl), a queda de temperatura pode ser de 5°C/min, ou l-5°C/min. Durante a faixa de tempo (B2), uma queda de l°C/min, ou 1-5°C/min, é geralmente aplicável. Em uma modalidade da presente invenção, a temperatura é mantida constante durante a faixa (B2) ou durante uma parte da faixa (B2) . O intervalo de tempo em que o metal aglutinante realmente se evapora de uma superfície do corpo pode ser adaptado e ajustado por um especialista versado na técnica, por exemplo, baseado no especifico forno de sinterização, na bandeja de sinterização, na composição do metal aglutinante, e no peso da carga. 0 tempo de evaporação necessário para ser suficiente, é para formar um lado do corpo sem nenhuma cobertura de metal aglutinante. [039] Durante o tempo de manutenção (ts) , a atmosfera é preferivelmente uma mistura de C0/N2/Ar. Durante uma faixa de tempo (Bl) da faixa de tempo de resfriamento (B) , a atmosfera compreende, preferivelmente, uma atmosfera de Ar e CO. Durante a faixa de tempo (B2) da faixa de tempo de resfriamento (B), a atmosfera compreende, preferivelmente, argônio (Ar). [040] Na figura 8, a proporção de temperatura da faixa de temperatura (Al) é elevada numa seção intermediária de (Al), com uma proporção que é menor que no começo e no final da faixa de temperatura (Al). O método envolve reduzir a pressão parcial do metal aglutinante durante a faixa de tempo de resfriamento (B) , pelo menos na faixa de tempo (B2) , sobre pelo menos um lado do corpo que se submete à sinterização e, ao mesmo tempo proporcionando uma pressão parcial relativamente mais alta do metal aglutinante, sobre pelo menos o outro lado do corpo que se submete à sinterização. A redução da pressão parcial do metal aglutinante faz com que o teor de metal aglutinante de uma camada superficial se torne baixo ou que não exista, se comparado aos outros lados providos com uma pressão parcial mais alta do metal aglutinante. A baixa pressão parcial do metal aglutinante, por sua vez, irá resultar em que o metal aglutinante será evaporado da superfície do corpo (1) que se submete ao processo de sinterização, de acordo com o presente método. Ao mesmo tempo, a pressão parcial mais alta do metal aglutinante irá fazer com que o metal aglutinante seja preservado sobre a superfície do corpo sinterizado (1). Desse modo, o método proporciona a obtenção de um corpo sinterizado (1) tendo pelo menos uma superfície com uma cobertura de metal aglutinante e pelo menos uma superfície sem a cobertura de metal aglutinante. [041] Um modo de controlar a pressão parcial do metal aglutinante é deixar um lado (10, 11) (ver a figura 2 e figura 3) de um corpo sinterizado (1) se dispor em contato com uma bandeja de sinterização (2), assim, aumentando a pressão parcial do metal aglutinante e, ao mesmo tempo, aplicando vácuo para diminuir a pressão parcial do metal aglutinante nos outros lados (12) do corpo sinterizado (1), que não estão em contato com a bandeja de sinterização (2). A pequena distância entre a bandeja de sinterização e o corpo é importante para que o efeito seja obtido e o tempo de evaporação do metal aglutinante precisa ser otimizado pelo especialista versado na técnica. [042] A f im de implementar o exposto acima, uma específica bandeja de sinterização (2) pode ser usada, a qual apresenta uma área superficial aumentada (ver a figura 3) . A área superficial aumentada da bandeja de sinterização é obtida mediante provisão de cristas (3) sobre a dita bandeja (2) . Assim pelo menos dois lados (10, 11) do corpo a ser sinterizado podem se dispor em contato com a bandeja de sinterização (2), simultaneamente. Deve ser entendido que o formato geométrico da bandeja é de substancial importância, a fim de preservar a alta pressão parcial do metal aglutinante sobre os lados do corpo. A distância entre a superfície da bandeja e a superfície do corpo precisa ser pequena o suficiente, de modo a preservar uma mais alta pressão parcial do metal aglutinante, se comparado com a pressão parcial do metal aglutinante nas outras superfícies do corpo. Na forma mais simples, a bandeja (2) é provida em um formato conforme mostrado na figura 4, onde se observa uma forma geralmente plana. Além do formato mostrado na figura 3, pode ser imaginado adaptar a bandeja (2) em qualquer formato desejado, a partir de uma simples bandeja plana, conforme mostrada na figura 4, para qualquer tipo de formato. [043] Além disso, a introdução do corpo na bandeja pode compreender anteparos ou partes salientes. Os anteparos podem ser usados para formar a cobertura de metal aglutinante sobre, por exemplo, os lados opostos do corpo, tais como, no topo e na base dos mesmos. As partes salientes sobre a bandeja podem ser usadas para formar as áreas selecionadas da cobertura de metal aglutinante sobre o corpo. A introdução dos corpos na bandeja não deve ser demasiadamente próxima ou apertada, uma vez que pode surgir um problema com, por exemplo, um corpo atuando como uma proteção para outro corpo. Essa otimização pode ser executada por um especialista versado na técnica. [044] A camada superficial de um corpo de acordo com o presente pedido de patente deve ser entendida como a camada mais externa do corpo. A camada superficial de um corpo sinterizado deve ser entendida como se estendendo não acima, mas, incluindo 0,15 mm da superfície mais externa e ainda dentro do corpo sinterizado. A camada de cobertura de metal aglutinante é preferivelmente de 1-20 pm, mais preferivelmente, de 1-6 pm de espessura. [045] Explicando com maiores detalhes o presente método, deve ser entendido que, tipicamente, o metal aglutinante é concentrado na superfície do corpo sinterizado, isto é, ocorre a cobertura de metal aglutinante, numa estreita faixa de temperaturas de resfriamento (T), durante a faixa de tempo de resfriamento (B) . A faixa de tempo, em geral, deve ser entendida como a faixa de tempo (Bl), ou pelo menos uma parte da faixa de tempo (Bl) divulgada nas figuras 6-8. A atmosfera é conforme mencionada, isto é, compreende pelo menos um gás inerte, por exemplo, argônio e, preferivelmente, outros constituintes escolhidos do grupo que consiste de CO e N2. A faixa de temperatura (T) onde a cobertura de metal aglutinante é obtida durante o resfriamento, no caso de o metal aglutinante compreender cobalto ou cobalto e níquel, em geral, é de 1411°C - 1365°C ou, mais preferivelmente, de 1411°C - 1387°C. Durante a faixa de temperatura em que a cobertura de metal aglutinante é obtida, a aplicação de vácuo não deve ser feita. [046] A fim de se obter a cobertura de metal aglutinante, o carbono tem de estar presente no corpo a ser sinterizado e também as condições de descarburização devem ser providas exteriormente ao corpo. Um modo de explicar a cobertura de metal aglutinante é que o metal aglutinante irá se solidificar no interior do primeiro corpo, e a fase liquida do metal aglutinante será então forçada para a superfície externa, formando uma camada externa de metal aglutinante. 0 carbono presente no corpo pode, por exemplo, ser negro de fumo, WC ou carbetos de Ti ou Ta, ou qualquer outra fase adequada. [047] As mencionadas condições resultam na cobertura de metal aglutinante, por exemplo, cobertura de cobalto. Cobertura de metal aglutinante significa, no presente contexto, que o corpo a ser sinterizado, inicialmente, apresenta uma matriz essencialmente homogênea com relação à distribuição de cobalto no interior da matriz, e em que, após a cobertura de metal aglutinante ter ocorrido, foi transformada em um corpo em que a distribuição de metal aglutinante dentro da matriz é ainda essencialmente homogênea, mas, onde a camada de fase aglutinante foi formada como uma camada superficial mais externa. A cobertura de metal aglutinante de uma área superficial significa que a área superficial é essencialmente coberta com metal aglutinante, onde uma camada mais externa de metal aglutinante está presente, também chamada de camada de cobertura de metal aglutinante. [048] A camada de cobertura de metal aglutinante pode ser identificada como uma superfície metálica ou brilhante, conforme observado a olho nu, que é o caso em que o metal aglutinante é, por exemplo, cobalto ou níquel ou uma combinação dos mesmos. A camada de cobertura de metal aglutinante é tipicamente brilhante, quando vista em microscópio óptico, se comparado à superfície de um corpo de cermet ou metal duro. As seções transversais estudadas em um procedimento SEM, conforme mostrado nas figuras 10 e 11, indicam claramente a presença ou ausência de uma camada de cobertura de metal aglutinante. Uma superfície ou lado, ou parte de um lado que é substancialmente isento de metal aglutinante é definida como uma superfície ou lado, ou parte de um lado em que nenhuma camada de cobertura de metal aglutinante é formada. Essa superfície ou lado, ou parte de um lado é relativamente escura em uma vista de microscópio ótico, e nenhuma camada mais externa de metal aglutinante é visível em um estudo de seção transversal. [049] Com relação ao corpo sinterizado (1) produzido, o produto preferido é feito de cermet ou de metal duro. O aspecto comum a todas as pastilhas de cermet e metal duro é que as mesmas são tipicamente produzidas através de métodos de metalurgia do pó: pós de fresagem de constituintes duros e metal aglutinante, prensagem a partir dos corpos de desejado formato e, finalmente, sinterização dos corpos prensados. Durante a dita sinterização, os corpos são aquecidos tipicamente acima da temperatura eutética da composição do metal aglutinante, de modo a formar uma fase aglutinante liquida. O corpo verde de cermet ou metal duro se consolida durante o processo de sinterização e, desse modo, a porosidade é eliminada, a retração é proporcionada e a densidade final é obtida.

Exemplos [050] Uma mistura de pó de cermet foi fabricada a partir de: 18% em peso de Co, 10% em peso de Nb, 4% em peso de Ti, 6% em peso de N e o balanço de WC. A mistura em pó foi moída a úmido, seca e prensada em pastilhas do tipo SNMA 120412. Quatro experimentos foram realizados usando processos conforme esquematicaraente mostrado na figura 7.

Um dispositivo de sinterização conectado a uma bomba foi usado, para manutenção de um vácuo dinâmico. Nos exemplos 1-3 as condições de pressão foram avaliadas, enquanto uma superfície da pastilha foi colocada em contato com a bandeja de sinterização. No exemplo 4 a bandeja foi adaptada para suportar a pastilha nos dois lados.

Exemplo 1 [051] A pastilha foi colocada sobre uma bandeja de sinterização plana, em que somente a superfície de base da pastilha foi colocada em contato com a bandeja. A sinterização foi realizada a uma pressão de 1300 Pa, mediante uma primeira aplicação de calor e depois manutenção da (Ts) à temperatura de 1450°C por 60 minutos, em uma mistura gasosa de Ar, Co e N2, e depois, resfriamento em atmosfera de Ar para a temperatura ambiente. Uma camada de fase aglutinante lustrosa foi obtida em todas as superfícies visíveis da pastilha.

Exemplo 2 [052] Uma pastilha foi sinterizada sob condições similares ao Exemplo 1: aquecimento até uma temperatura (Ts) de 1450°C e seguinte manutenção sob essa temperatura por 60 minutos com posterior resfriamento. Porém, nesse experimento, uma mistura gasosa de Ar, CO e N2, sob pressão de 1300 Pa foi usada durante os primeiros 45 minutos do tempo de manutenção, em seguida, um vácuo (cerca de 2 Pa) foi introduzido e mantido durante o resfriamento para a temperatura ambiente. Isso resultou em que a cobertura de Co foi obtida em qualquer superfície visível da pastilha e uma adicional porosidade separada também foi obtida.

Exemplo 3 [053] Uma pastilha foi sinterizada sob condições similares ao Exemplo 1: aquecimento até uma temperatura (Ts) de 1450°C e seguinte manutenção sob essa temperatura por 60 minutos com posterior resfriamento, porém, nesse experimento, a atmosfera de sinterização (uma mistura gasosa de Ar, CO e N2 a uma pressão de 1300 Pa) foi mantida, até o resfriamento ter alcançado a temperatura de 1370°C, onde um vácuo de 50 Pa foi introduzido. Essas condições de vácuo foram mantidas durante o restante do resfriamento. Quando da observação da pastilha após a sinterização, somente no lado da base, o lado que foi colocado em contato com a bandeja de sinterização durante o resfriamento, apresentou uma camada lustrosa de cobertura de Co, enquanto nenhuma cobertura de Co pôde ser observada nas outras superfícies da pastilha.

Exemplo 4 [054] Uma pastilha foi sinterizada sob as mesmas condições do Exemplo 3, mas, nesse momento, foi usada uma bandeja de sinterização conforme divulgada na figura 3, pelo que a pastilha foi colocada em contato com a bandeja sobre dois de seus lados. Após a sinterização, os dois lados que foram colocados em contato com a bandeja de sinterização mostraram uma cobertura de Co, enquanto as outras superfícies não mostraram nenhuma cobertura de Co. Uma seção transversal de uma superfície com cobertura de Co é mostrada na figura 10. A espessura média da camada de cobertura de Co é de 2 pm. A camada de cobertura de Co é mostrada como uma camada luminosa e contínua (21), e a seção transversal do corpo de cermet (20) mostra os constituintes duros ligeiramente mais escuros de carbetos e nitretos. Uma seção transversal de uma superfície (22) sem nenhuma cobertura de Co é mostrada na figura 11. [055] Conquanto que a invenção tenha sido descrita em conexão com diversas modalidades exemplificativas, deverá ser entendido que a invenção não está limitada às modalidades exemplificativas divulgadas, ao contrário, é idealizada de cobrir diversas modificações e disposições equivalentes dentro das reivindicações anexas.

Claims

1. Método de produção de um corpo de corte sinterizado (1), compreendendo as etapas de: - prover um corpo de cermet ou metal duro, compreendendo carbono e metal aglutinante; prover um dispositivo de sinterização (15) para sinterização do dito corpo; - sinterizar o dito corpo em um processo de sinterização por meio do dito dispositivo de sinterização (15); - prover o processo de sinterização com uma faixa de tempo (A) , que representa uma faixa de tempo de aquecimento, em que a temperatura (T) em um determinado momento no tempo (t) é constante ou se encontra em elevação; - prover uma subsequente faixa de tempo de resfriamento (B) para o dito processo de sinterização, em que a temperatura (T) na faixa de tempo (B) é prevista em um determinado momento no tempo (t) como sendo constante ou decrescente; - prover uma atmosfera compreendendo pelo menos um gás inerte a uma pressão (P) , pelo menos, durante uma primeira faixa parcial (Bl) da faixa (B) , a fim de proporcionar condições de descarburização, em que a pressão (P) no dispositivo de sinterização (15) durante a faixa de tempo (Bl) atende à condição 100 Pa ^ P ^ 15.000 Pa, caracterizado pelo fato de que pelo menos durante uma faixa de tempo (B2), subsequente à faixa de tempo (Bl), a pressão parcial do metal aglutinante é mantida mais alta para um lado (10, 11) ou parte de um lado, e em que a outra parte do lado ou outros lados do corpo apresenta/apresentam uma pressão parcial inferior a do metal aglutinante, de modo que o metal aglutinante é evaporado, desse modo, proporcionando um lado ou parte de um lado com uma cobertura de metal aglutinante (21), e a outra parte do lado ou de outros lados sem substancialmente nenhuma cobertura de metal aglutinante, logo após o método ter sido implementado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a desejada pressão parcial mais alta do metal aglutinante é obtida mediante contato de um lado (10, 11) ou parte de um lado do corpo (1) com uma bandeja (2), assim, obtendo um corpo sinterizado (1) provido de um lado (10, 11) ou parte de um lado compreendendo uma camada superficial constituída do metal aglutinante, em que os outros lados (12, 13, 14) ou parte do lado do corpo (1), que não foram colocados em contato com a bandeja (2), foram submetidos a uma baixa pressão parcial do metal aglutinante e, desse modo, ficam substancialmente isentos da cobertura de metal aglutinante.

3. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois lados (10, 11) do corpo (1) são providos de uma cobertura de metal aglutinante, enquanto os outros lados (12, 13, 14) são substancialmente isentos da dita cobertura de metal aglutinante.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a bandeja (2) é dotada de cristas, de modo que quando um corpo (1) se dispõe sobre a bandeja (2), os dois lados (10, 11) do corpo (1) se dispõem em contato com a superfície da bandeja (2).

5. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as diferentes pressões parciais do metal aglutinante durante a faixa de tempo (B2) são obtidas, mediante redução da pressão no dispositivo de sinterização (15) para um valor abaixo da pressão durante a faixa de tempo (Bl).

6. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que durante a faixa de tempo (B2), a pressão (P) atende à condição 0,01 Pa ^ P ^ 70 Pa.

7. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a faixa de tempo (B2) é iniciada quando a temperatura (T) foi diminuída para um valor abaixo da temperatura de solidificação do metal aglutinante.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a faixa de tempo (B2) é iniciada quando a temperatura (T) tiver diminuído cerca de 10 graus, abaixo de uma temperatura de solidificação do metal aglutinante.

9. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o metal aglutinante compreende cobalto.

10. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o gás inerte durante a faixa de tempo (Bl) é argônio.

11. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a atmosfera compreende argônio e um ou ambos monóxido de carbono e nitrogênio, durante a faixa de tempo (Bl).

12. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a temperatura de sinterizaçâo (Ts) se dispõe na faixa de 1400°C < Ts ^ 1500°C, preferivelmente, 1430°C < Ts ^ 14 8 0 °C.

13. Método, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura da camada de cobertura de metal aglutinante (21) é de 1-20 μχη.

14. Corpo de corte sinterizado (1), caracterizado pelo fato de ser produzido de acordo com um método conforme quaisquer das reivindicações acima.