BR112014015481B1

BR112014015481B1 - Método de fabricação de um carbeto cementado

Info

Publication number: BR112014015481B1
Application number: BR112014015481-3A
Authority: BR
Inventors: Andreas Hedin; Susanne Norgren; Nina Sjödahl; Jose Garcia
Original assignee: Sandvik Intellectual Property Ab
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2019-04-02
Also published as: CN104024447B; CN104024447A; BR112014015481A8; KR101979974B1; US9827612B2; BR112014015481A2; WO2013092733A1; RU2014129780A; JP6158218B2; EP2607512A1; RU2618035C2; EP2607512B1; JP2015503034A; KR20140103283A; US20150063930A1; IN2014KN01285A; EP2794948A1

Abstract

método de fabricação de um carbeto cementado a presente invenção se refere a um método de fabricação de um carbeto cementado (cemented carbide) compreendendo misturação em uma lama (pasta fluida) de uma primeira fração de pó e de uma segunda fração de pó, submissão da lama para moagem, secagem, prensagem e sinterização. a primeira fração de pó é feita a partir de sucata de carbeto cementado reciclado utilizando o processo de recuperação zn, compreende os elementos w, c, co, e pelo menos um ou mais de ta, ti, nb, cr, zr, hf e mo; e a segunda fração de pó compreende matéria prima de wc e possivelmente carbetos e/ou carbonitretos de um ou mais de cr, zr, w, ta, ti, hf e nb. em concordância com a presente invenção, a primeira fração de pó é submetida para uma etapa de pré-moagem, precedente para a etapa de formação da lama compreendendo o líquido de moagem, pós de metal aglutinantes, uma primeira fração de pó e uma segunda fração de pó, para obter uma média de tamanho de grão de entre 0,2 ?m até 1,5 ?m.

Description

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM CARBETO CEMENTADO

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO [001] A presente invenção se refere a um método de fabricação de um carbeto cementado (cemented carbide) utilizando fase gama reciclada contendo carbeto cementado.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO [002] A habilidade para reciclar sucata de carbeto cementado é de grande interesse na medida em que a matéria prima utilizada quando de fabricação de carbeto cementado é muito cara. Utilização de carbeto cementado reciclado irá reduzir o consumo de energia e o impacto ambiental significativamente quando comparada com utilização de matérias primas virgens. Entretanto, alguns produtos de carbeto cementado não podem ser feitos a partir de carbeto cementado reciclado sem sacrifício de qualidade de produto comparada com quando matérias primas virgens são utilizadas.

[003] Reciclagem de carbetos cementados é usualmente feita por meio (processamento) metalúrgico ou químico, por exemplo, pelo processo de recuperação de zinco, recuperação eletrolítica e extração ou oxidação. No processo de recuperação de Zn, algumas vezes também chamado de PRZ [process recycled zinc - processo de zinco reciclado], a sucata de carbeto cementado é imersa em zinco fundido em uma fornalha elétrica. O zinco é, então, destilado em uma determinada temperatura e é, por conseqüência, removido a partir da fornalha. O pó remanescente compreende o WC e o metal aglutinante, usualmente cobalto, separados um a partir do outro. Isto é descrito, por exemplo, na patente norte americana número US 3.595.484.

[004] Alguns graus (algumas classes) de carbeto

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2/20 cementado compreendem uma fase gama compreendendo carbetos cúbicos, por exemplo, NbC, TiC e TaC. O tamanho de grão desta fase gama apresenta um impacto sobre as finais do material. Portanto, é importante propriedades controlar o crescimento de grão durante sinterização para a fase gama de maneira a evitar crescimento de grão anormal e aglomeração agrupamento) de fase gama.

Uma maneira para controlar o crescimento de grão é descrita no pedido de patente europeu número EP 1.526.189 A1 onde os carbetos cúbicos são pré-ligados com WC. A composição do pó préligado deveria ser tão próxima quanto possível para a composição de equilíbrio da fase gama na temperatura de sinterização.

Isto resulta em uma fase gama de fina granulação. A desvantagem deste método é a de que somente matérias primas virgens podem ser utilizadas de maneira a obter a microestrutura desejada. Quando de reciclagem de metais cementados contendo fase gama, os resultantes pós podem apresentar uma composição outra do que aquela da composição em equilíbrio na temperatura de sinterização.

[005] A fabricação de carbeto cementado possuindo duas frações de WC onde as duas frações possuem diferentes tamanhos de grãos, isto é, uma distribuição de tamanho de grão de WC bimodal é conhecida no estado da técnica.

[006] O pedido de patente europeu número EP 0.665.308

A1 descreve um carbeto cementado possuindo uma distribuição de tamanho de grão de WC bimodal. O carbeto cementado obtido possui uma resistência aumentada em direção de deformação plástica em comparação com um carbeto cementado possuindo uma distribuição de tamanho de grão normal.

[007] A patente européia número EP 0.913.489 B1

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3/20 descreve um carbeto cementado compreendendo fase gama possuindo uma distribuição de grão de WC bimodal onde algum do WC é adicionado como pó recuperado pelo processo de recuperação de Zn. Os carbetos cúbicos formando a fase gama são todos adicionados como materiais virgens.

[008] Um objetivo da presente invenção é o de obter um método de fabricação de carbeto cementado possuindo uma fase gama de fina granulação utilizando carbeto cementado reciclado compreendendo carbetos cúbicos como uma matéria prima.

[009] Um outro objetivo da presente invenção é o de fazer um carbeto cementado possuindo uma faze gama de fina granulação possuindo as mesmas propriedades ou aperfeiçoadas propriedades comparado com um carbeto cementado possuindo uma fase gama de propriedades feita a partir de matéria prima virgem.

[010] Foi descoberto que por pré-moagem do pó de PRZ para uma fina granulação de tamanho de grão precedente para a misturação com uma fração de pó grosseiro, um carbeto cementado possuindo as mesmas propriedades ou aperfeiçoadas propriedades quando comparado com carbetos cementados feitos a partir de materiais virgens podem ser conseguido.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO [011] A presente invenção se refere a um método de fabricação de um carbeto cementado compreendendo as etapas de formação de uma lama (pasta fluida) compreendendo um líquido de moagem, pós de metal aglutinantes, uma primeira fração de pó e uma segunda fração de pó, submetendo a lama para moagem, prensagem e sinterização, onde:

- a primeira fração de pó feita a partir de sucata

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4/20 de carbeto cementado reciclado compreende os elementos W, C, Co, e pelo menos um ou mais de Ta, Ti, Nb, Cr, Zr, Hf e Mo; e

- a segunda fração de pó compreende matéria prima virgem de WC e possivelmente carbetos e/ou carbonitretos de um ou mais de Cr, Zr, W, Ta, Ti, Hf e Nb.

[012] A primeira fração de pó é feita a partir de sucata de carbeto cementado reciclado utilizando o processo de recuperação de Zn. A primeira fração de pó é submetida para uma etapa de pré-moagem, precedente para a etapa de formação da lama compreendendo o líquido de moagem, pós de metal aglutinantes, uma primeira fração de pó e uma segunda fração de pó, para obter uma média de tamanho de grão de entre 0,2 pm até 1,5 pm.

[013] O pó constituindo a primeira fração de pó é feito a partir da fase gama contendo carbeto cementado que foi reciclado pelo processo de recuperação de Zn que é conhecido no estado da técnica. Pelo processo de recuperação de Zn se quer aqui significar que a sucata de carbeto cementado é imersa em zinco fundido em uma fornalha elétrica. O zinco, então, forma uma liga com a fase de aglutinante metálico no carbeto cementado, usualmente cobalto, por conseqüência, quebrando a ligação entre a fase de aglutinante e o carbeto. O zinco é, então, destilado em uma determinada temperatura e é, por conseqüência, removido a partir da fornalha. O produto remanescente compreende os carbetos e a fase de aglutinante, utilizando cobalto, como fases separadas. Para os propósitos da presente invenção, todos os pós feitos a partir do processo de recuperação de Zn independentemente de variações nos parâmetros de produção podem ser utilizados para a primeira fração de pó.

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5/20 [014] O pó constituindo a primeira fração de pó é um pó feito a partir de fase gama contendo sucata de carbeto cementado recuperada pelo processo de recuperação Zn, que foram pré-moídas para um pré-determinado tamanho de grão a partir de 0,2 gm até 1,5 gm, preferivelmente a partir de 0,2 gm até 1,0 gm (FSSS) . Todos os tamanhos de grão aqui mencionados se referenciando para pós são FSSS se não de outra maneira especificados.

[015] A pré-moagem é adequadamente feita por formação de uma lama que é adequadamente moída em um moinho de bolas ou em um moinho de atrito (atritor) por tempo suficiente para conseguir a média de tamanho de grão desejada do pó. O tempo de moagem varia na medida em que ele é dependente de ambos os tipos de moinho utilizado, mas também da qualidade dos pós que são para serem moídos. O pó é, então, moído por um tempo suficiente para obter o tamanho de grão desejado. Tempos de moagem adequados da primeira fração de pó estão entre 50 h até 120 h para um moinho de bolas ou entre 15 h até 35 h para um moinho de atrito.

[016] Em uma concretização da presente invenção um processo de moagem como descrito no pedido patente norte americano número US 2012/0111976 pode ser utilizado.

[017] Qualquer líquido comumente utilizado como um líquido de moagem em manufaturação de carbeto cementado convencional pode ser utilizado. O líquido de moagem é preferivelmente água, álcool ou um solvente orgânico, mais preferivelmente água ou uma mistura de água e álcool e o mais preferivelmente uma mistura de água e etanol. As propriedades da lama são dependentes da quantidade de líquido de moagem adicionado. Na medida em que a secagem da

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6/20 lama requer energia, a quantidade de líquido deveria ser minimizada de maneira a manter os custos baixos. Entretanto, líquido suficiente necessita ser adicionado de maneira a conseguir uma lama bombeável e evitar entupimento do sistema.

[018] Também, outros compostos comumente conhecidos no estado da técnica podem ser adicionados para a lama, por exemplo, agentes de dispersão, ajustadores de pH, etc.

[019] A primeira fração de pó pode, então, tanto ser secada ou quanto mantida na lama para misturação adicional com a segunda fração de pó.

[020] Em uma concretização da presente invenção, a lama compreendendo a primeira fração de pó pré-moída é secada em concordância com técnicas conhecidas, em particular secagem por spray (spray-drying). A lama contendo os materiais pulverizados misturados com o líquido orgânico, e possivelmente o aglutinante orgânico, é atomizada através de um bocal apropriado na torre de secagem onde as pequenas gotas são instantaneamente secadas por uma corrente de gás quente, por exemplo, em uma corrente de nitrogênio, para formar grânulos aglomerados.

Para experimentações em pequena escala, também outros métodos de secagem podem ser utilizados, por exemplo, secagem em badeja (tacho).

[021] A primeira fração de pó compreende os elementos

W, C e	Co,	e pelo menos um ou mais dos	elementos	Ta,	Ti,
Nb, Cr,	Zr,	Hf e Mo.	A exata	composição	é determinada	pela
sucata	de	carbeto	cementado	utilizada.	Também	pequenas

quantidades, isto é, usualmente de menos do que 1 % em peso, de ouros elementos podem estar presentes, por

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7/20 exemplo, metais aglutinantes tais como Fe e Ni, Zn se originando a partir do processo de recuperação de Zn, e Al se originando a partir do revestimento a partir de carbeto cementado revestido. Também oxigênio está presente, adequadamente em uma quantidade a partir de 0,2 % em peso até 1,8 % em peso.

[022]	Em uma	concretização	da	presente	invenção,	a
primeira fração de	pó compreende	pelo	menos um	de Ti, Ta	ou
Nb em uma	quantidade acima do	ponto de solubilidade	de
elementos.
[023]	Em uma	concretização	da	presente	invenção,	a

primeira fração de pó compreende a partir de 70 % em peso até 90 % em peso de W, a partir de 5 % em peso até 9 % em peso de Co, a partir de 1 % em peso até 3 % em peso de Ta, a partir de 0,5 % em peso até 3 % em peso de Ti, a partir de 0,1 % em peso até 2 % em peso de Nb, e a partir de 5 % em peso até 6 % em peso de carbono.

[024] A segunda fração de pó compreende pós que não são produzidos em concordância com o processo de recuperação de Zn, isto é, pós virgens. A segunda fração de pó compreende pó WC e possivelmente carbetos e/ou carbonitretos de um ou mais de Cr, Zr, W, Ta, Ti, Hf e Nb.

[025] A média de tamanho de grão de WC na segunda fração de pó é adequadamente entre 2 gm até 12 gm, preferivelmente entre 4 gm até 8 gm.

026] Em uma concretização da presente segunda fração de pó compreende Cr₃C₂.

027] Em uma concretização da presente invenção, invenção, segunda fração de pó compreende pós de carbeto cúbico, tanto como carbetos separados ou quanto pré-ligados com WC.

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8/20 [028] Em uma concretização da presente invenção, os pós de carbetos cúbicos são adicionados como carbetos separados. Um ou mais de NbC, TiC e TaC são adicionados.

[029] Em uma concretização da presente invenção, os pós de carbetos cúbicos são adicionados como pré-ligados com WC, isto é, como (Me,W)C onde Me é um ou mais de Ta, Ti, Nb, Cr, Hf e Zr, preferivelmente um ou mais de Ta, Ti e Nb.

[030] Em ainda uma outra concretização da presente invenção, uma combinação de carbetos cúbicos separados e carbetos cúbicos pré-ligados com WC é adicionada.

[031] Em ainda uma outra concretização da presente invenção, pelo menos parte da segunda fração de pó é adicionada para a primeira fração de pó precedente para a etapa de pré-moagem de maneira que a pelo menos parte da segunda fração de pó é também moída na etapa de pré-moagem.

[032] Em ainda uma outra concretização da presente invenção, pelo menos parte da segunda fração de pó é submetida para uma etapa de pré-moagem separada precedente para a misturação com a primeira fração de pó pré-moída.

[033] Em ainda uma outra concretização da presente invenção, nenhuma pré-moagem é feita para a segunda fração

de pó precedente	para a misturação com a primeira	fração	de
pó	pré-moída.
	[034] A exata composição da	segunda	fração	de	pó	é
determinada pela	composição da primeira	fração	de	pó.	A

composição da segunda fração de pó é ajustada de maneira que a composição final da primeira fração de pó e da segunda fração de pó é aquela que foi visada (almejada).

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9/20 [035] Os pós de metais aglutinantes podem tanto ser um pó de um único metal aglutinante, ou quanto uma mescla (blend) de pós de dois ou mais metais, ou um pó de uma liga

de dois ou mais	metais. Os metais	aglutinantes	são
selecionados a	partir de	Cr, Mo,	Fe,	Co ou	Ni,
preferivelmente	a	partir de	Co, Cr	ou	Ni, o	mais
preferivelmente	Co.	O tamanho	de grão	dos	pós de metais

aglutinantes adicionados é adequadamente entre 0,5 pm até 3 pm, preferivelmente entre 0,5 pm até 1,5 pm. A média de tamanho de grão é frequentemente determinada pelo distribuidor de matéria prima. A quantidade de pó de metal aglutinante que é adicionada separadamente é dependente da quantidade de metal aglutinante presente na primeira fração de pó. Conseqüentemente, a quantidade de pó de metal aglutinante adicionado é a quantidade que é requerida para conseguir o conteúdo de aglutinante de metal visado (almejado) no produto final. O conteúdo de metal aglutinante total no produto final é adequadamente entre 2 % em peso até 20 % em peso.

[036] A proporção em peso entre a primeira fração de pó e a segunda fração de pó é adequadamente a partir de 0,25 até 9, preferivelmente a partir de 0,5 até 4, o mais preferivelmente a partir de 0,8 até 1,2.

[037] A proporção entre a média de tamanho de grão de WC na segunda fração de pó e a média de tamanho de grão da primeira fração de pó é adequadamente entre 5 até 40, preferivelmente entre 5 até 25.

[038] O pó aglutinante de metal, a primeira fração de pó e a segunda fração de pó, e possivelmente um aglutinante orgânico são adequadamente misturados por uma operação de

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10/20 moagem, tanto em um moinho de bolas ou quanto em um moinho de atrito. A moagem é adequadamente feita por primeiramente formação de um lama compreendendo pó de aglutinante de metal, a primeira fração de pó e a segunda fração de pó, e possivelmente um aglutinante orgânico. Então, a lama é adequadamente moída em um moinho de bolas ou em um moinho de atrito para obter uma mescla (blend) de lama homogênea.

[039] Em uma concretização da presente invenção, a primeira fração de pó foi secada precedente para a misturação com a segunda fração de pó, preferivelmente a primeira fração de pó está na forma de aglomerados secados obtidos por secagem por spray (spray-drying). A segunda fração de pó é, então, misturada com a primeira fração de pó, sendo tanto na forma de pós secados ou quanto como uma lama. O pó aglutinante de metal, possivelmente o aglutinante orgânico e o líquido de moagem são também adicionados de maneira que uma lama é formada com todos os constituintes.

[040] Qualquer líquido comumente utilizado como um líquido de moagem em manufaturação de carbeto cementado convencional pode ser utilizado, isto é, os mesmos líquidos como foram listados para a pré-moagem da primeira fração de pó anteriormente é também adequadamente utilizado para isto.

[041] Um aglutinante orgânico é também opcionalmente adicionado para a lama de maneira a facilitar a granulação durante a seguinte operação de secagem por spray (spraydrying), mas também de maneira a funcionar como um agente de prensagem para quaisquer seguintes operações de prensagem ou de sinterização. O aglutinante orgânico pode

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11/20 ser qualquer aglutinante comumente utilizado no estado da técnica. O aglutinante orgânico pode ser, por exemplo, parafina, polietileno glicol (PEG), ácidos graxos de cadeia longa, etc. A quantidade de aglutinante orgânico está adequadamente entre 15 % em volume e 25 % em volume fundamentado sobre o volume de pó seco total, a quantidade de aglutinante orgânico não estando incluída no volume de pó seco total.

[042] A lama é subseqüentemente secada utilizando algumas das técnicas comuns como descrito para o pó prémoído.

[043] Corpos verdes são subsequentemente formados a partir dos pós/grânulos secados por uma operação de prensagem, tal como prensagem uniaxial, prensagem multiaxial, etc.

[044] Os corpos verdes formados a partir dos pós/grânulos feitos em concordância com a presente invenção, são subseqüentemente sinterizados em concordância com quaisquer métodos de sinterização convencionais, por exemplo, sinterização a vácuo, Sínter HIP, sinterização de plasma de centelha, etc.

[045] Em uma concretização da presente invenção, o carbeto cementado é sinterizado de maneira que um gradiente é formado, por conseqüência, criando uma zona de superfície que é cobalto enriquecido e livre a partir da fase gama. Isto é usualmente feito por incorporação de carbonitretos como matérias primas.

[046] Em uma concretização da presente invenção, o carbeto cementado é sinterizado de maneira que nenhum gradiente é formado, isto é, sem qualquer adição de nitrogênio ou sinterizado com contrapressão de N₂.

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12/20 [047] A composição final do carbeto cementado é determinada por sua utilização específica. Uma composição típica para um carbeto cementado utilizado em uma ferramenta de corte pode compreender WC, e a partir de 4,5 % em peso até 12 % em peso de Co, a partir de 1 % em peso até 5 % em peso de Ta, a partir de 1 % em peso até 5 % em peso de Ti e a partir de 0,2 % em peso até 5 % em peso de Nb.

[048] O carbeto cementado pode ser utilizado para qualquer tipo de ferramenta de corte, partes de desgaste, ou outros tipos de aplicações comuns para metais cementados.

[049] Por ferramenta de corte se quer aqui significar uma pastilha, uma fresa de topo ou uma broca.

[050] Em uma concretização da presente invenção, as ferramentas de carbeto cementado feitas em concordância com o anteriormente descrito, são revestidas com um revestimento resistente ao desgaste utilizando técnica de CVD ou de PVD.

[051] Em uma concretização da presente invenção, um revestimento de CVD é depositado compreendendo uma primeira camada de TiCN depositada por MTCVD e uma segunda camada de a-Al₂O₃ depositada por CVD. Possivelmente uma camada colorida a mais externa para detecção de desgaste, por exemplo, uma camada de TiN, pode também ser depositada.

[052] O revestimento pode também ser submetido para tratamentos adicionais, tais como escovação, jateamento, etc.

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13/20 [053] A presente invenção também apresenta uma ferramenta de corte de carbeto cementado feita em concordância com o método descrito anteriormente.

Exemplo 1 (Presente Invenção) [054] Um pó feito a partir da fase gama contendo sucata de carbeto cementado reciclado através do processo de recuperação de Zn com a composição em % em peso como mostrada na Tabela 1 foi pré-moído em um moinho de bolas por 100 horas. O tamanho de grão depois de pré-moagem foi de 0,7 pm mensurado utilizando um equipamento de difração de laser chamado Microtrac 3000S, que funcionou em modo absorção, e a mensuração foi realizada em água, isto é, na forma de uma lama.

Tabela 1

	Co	Ta	Ti	Nb	Cr	Fe	Ni	C	O	N
Primeira fração	8,80	2,25	1,66	0,64	0,08	0,05	0,02	5,75	0,24	0,06

[055] A fração pré-moída foi misturada com uma fração de matéria prima de WC virgem com um tamanho de grão de 5 pm (FSSS) e pós de carbeto cúbico virgem de (Ti₀,₈₅W₀,₁₅)C, (Ta_0r8Nb_0r2)C e Ti(C₀,sN₀,₅) foram adicionados como carbetos separados juntamente com um pó Co de metal aglutinante em quantidades em % em peso como mostradas na Tabela 2 para corresponder a uma resultante composição de elemento global em % em peso como mostrada na Tabela 3.

Ver Tabela 2 e Tabela 3 na próxima página 14/20.

Tabela 2

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Primeira	WC	Relação	Co	^(Ti0,85^W0,15^)C	(Ta0,8Nb0_i2)C	Ti(C0,5N0,5)
fração	(segunda	primeira/
de pó	fração	/segunda
	de pó)	fração
		de pó
48,3	44,5	1,1	3,3	1,4	1,9	0,6

Tabela 3

W	Co	Ta	Ti	Nb	C	O	N
80,8	7,5	2,7	1,8	0,4	6,24	0,5	0,09

[056] Um aglutinante orgânico sendo polietileno glicol foi também adicionado em uma quantidade de 2 % em peso, a quantidade de ligante orgânico não é incluída no volume de pó seco total. O volume de material total foi misturado por uma operação de moagem por 12 horas utilizando um moinho de bolas formando uma mescla de lama homogênea. A lama foi subseqüentemente secada em um secador por spray (spraydryer) para um pó pronto para prensagem.

[057] Moldes em vazio (blanks) de carbeto cementado foram prensados em geometria de pastilha CNMG 120408 ISO a partir do pó pronto para prensagem produzido e sinterizado em uma atmosfera de argônio de 40 mbar em uma temperatura de 1.450 ⁰C. A coercividade e a saturação magnética específica foram mensuradas utilizando um Foerster Koerzimat CS 1.096. As pastilhas sinterizadas possuem um valor de coercividade de 13,3 kA/m em concordância com DIN ISO 3326, e um valor de saturação magnética específica de 12,51 pT.m .kg . As pastilhas sinterizadas obtiveram uma

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15/20 zona de superfície livre de fase gama de 25 gm, enriquecida em cobalto.

[058] As pastilhas foram afiadas em superfície e arredondadas em aresta para um raio de aresta de corte de 50 gm e revestidas com um revestimento de CVD consistindo de uma camada de 11 gm de MTCVD-TiCN seguida por uma camada de 5 gm de Al₂O₃ e uma camada de TiN de 1 gm - 1,5 gm. A camada de TiN foi removida a partir da superfície de ataque por uma operação de jateamento úmido.

Exemplo 2 (Estado da Técnica) [059] Uma matéria prima de WC virgem com um tamanho de grão de 5 gm, uma matéria prima de carbeto cúbico préligada de (Ta, Ti, Nb, W)(C, N) possuindo uma fração de peso de Ta/Ti/Nb/W sendo de 31/20/5/34 e pó de Co foram misturadas para corresponder a uma resultante composição de elemento global em % em peso como mostrada na Tabela 4. Um aglutinante orgânico sendo polietileno glicol foi também adicionado em uma quantidade de 2 % em peso, a quantidade de aglutinante orgânico não é incluída no volume de pó seco total. O volume de material total foi misturado por uma operação de moagem por 12 horas utilizando um moinho de bolas formando uma mescla de lama homogênea. A lama foi subseqüentemente secada em um secador por spray (spraydryer) para um pó pronto para prensagem.

Tabela 4

W	Co	Ta	Ti	Nb	C	O	N
81,4	7,5	2,7	1,8	0,4	6,04	0,04	0,09

[060] Moldes em vazio (blanks) de carbeto cementado foram prensados em geometria de pastilha CNMG 120408 ISO a

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16/20 partir do pó pronto para prensagem produzido e sinterizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1. A coercividade e a saturação magnética específica foram mensuradas utilizando um Foerster Koerzimat CS 1.096. As pastilhas sinterizadas possuem um valor de coercividade de 13,2 kA/m, em concordância com DIN ISO 3326, e um valor de saturação magnética específica de 13,01 gT.m .kg . As pastilhas sinterizadas obtiveram uma zona de superfície livre de fase gama de 25 gm, enriquecida em cobalto.

[061] As pastilhas foram afiadas em superfície e arredondadas em aresta e revestidas da mesma maneira como no Exemplo 1.

Exemplo 3 (Comparativo) [062] Uma matéria prima de WC virgem com um tamanho de grão de 5 gm, um pó de Co de metal aglutinante e um material de PRZ que foi reciclado em concordância com o método de tratamento de zinco com uma composição como mostrada na Tabela 1 e pós de carbeto cúbico virgens de (Ti0,85W0,15)C, (Ta0,8Nb0,2)C e Ti(C0,5N0,5) foram adicionados como carbetos separados em quantidades em % em peso como mostradas na Tabela 5. O pó de PRZ reciclado não foi submetido para qualquer etapa de pré-moagem. O material de PRZ possui um tamanho de grão de 3 gm mensurado utilizando um equipamento de difração de laser chamado de Microtac 3000S, que funcionou em modo de absorção e a mensuração foi realizada em água, isto é, o pó estava na forma de uma lama. Os pós foram misturados para corresponder a uma resultante composição de elemento global em % em peso como

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17/20 mostrada na Tabela 6. Um aglutinante orgânico sendo polietileno glicol foi também adicionado em uma quantidade de 2 % em peso, a quantidade de aglutinante orgânico não é incluída no volume de pó seco total. O volume de material total foi misturado por uma operação de moagem por 12 horas utilizando um moinho de bolas formando uma mescla de lama homogênea. A lama foi subseqüentemente secada em um secador por spray (spray-dryer) para um pó pronto para prensagem.

Tabela 5

PRZ	WC	Metal aglutinante Co	^(Ti0,85^W0,15^{) C}	(Ta0,8Nb0,2)C	Ti(C0_r5N0_r5)
48,3	44,5	3,3	1,4	1,9	0,6

Tabela 6

W	Co	Ta	Ti	Nb	C	O	N
81,4	7,5	2,7	1,8	0,4	6,04	0,1	0,09

[063] Moldes em vazio (blanks) de carbeto cementado foram prensados em geometria de pastilha CNMG 120408 ISO a partir do pó pronto para prensagem produzido e sinterizado sob as mesmas condições como no Exemplo 1. A coercividade e a saturação magnética específica foram mensuradas utilizando um Foerster Koerzimat CS 1.096. As pastilhas sinterizadas possuem um valor de coercividade de 13,28 kA/m, em concordância com DIN ISO 3326, e um valor de saturação magnética específica de 12,87 pT.m .kg- . As pastilhas sinterizadas obtiveram uma zona de superfície

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18/20 livre de fase gama de 25 qm, enriquecida em cobalto.

[064] As pastilhas foram afiadas em superfície e arredondadas em aresta e revestidas da mesma maneira como no Exemplo 1.

Exemplo 4 [065] A média de tamanho de grão do WC e dos carbetos cúbicos (fase gama) foi mensurada utilizando o método de interceptação linear médio sobre três imagens de SEM (ampliação de 4.000) para cada amostra da microestrutura depois de sinterização. Um número de linhas foi extraído sobre cada imagem e os grãos de carbeto cúbico ao longo de todas as linhas foram mensurados. Os resultados são mostrados na Tabela 7. O intervalo representa o intervalo em que 90 % dos grãos de carbeto cúbico estão dentro.

Ver Tabela 7.

Tabela 7

	Média de WC	Média de	Intervalo de
		carbetos cúbicos	carbetos cúbicos
Exemplo 1
(presente invenção)	1,3 qm	0,9 qm	0,8 qm - 1,2 qm
Exemplo 2
(estado da técnica)	1,3 qm	1 qm	0,8 qm - 1,2 qm
Exemplo 3
(estado da técnica)	1,3 qm	2,3 qm	1,5 qm - 3 qm

Exemplo 5 [066] As pastilhas produzidas de geometria de pastilha

CNMG 120408 ISO em concordância com o Exemplo 1 e com o

Exemplo 3 foram testadas em uma operação de torneamento

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19/20 intermitente longitudinal fundamentada sobre critérios de demanda de dureza em aço não ligado (DIN Ck 45) de material SS1672.

Dados de corte:

Velocidade de corte: 220 m/min

Taxa de alimentação: 0,30mm

Profundidade de corte:3 mm

Líquido refrigerante:sim [067] Os resultados podem ser observados na Tabela 8.

O desempenho foi mensurado em comprimento de desgaste de linha de aresta em média depois de dois ciclos no material de peça de trabalho sobre quatro subseqüentes testes. Critérios de vida útil de ferramenta foram ruptura e desbaste de linha de aresta.

Tabela 8

	Desgaste de linha de aresta
Exemplo 1 (presente invenção)	20 %
Exemplo 3 (comparativo)	77 %

[068] Como pode ser observado na Tabela 8, as pastilhas feitas em concordância com a presente invenção se desempenharam igualmente em relação aos exemplos comparativos.

Exemplo 6 [069] As pastilhas produzidas de geometria de pastilha CNMG 120408 ISO em concordância com o Exemplo 1 e com o Exemplo 2 e com o Exemplo 3 foram testadas em uma operação de torneamento intermitente longitudinal com taxa de alimentação crescente fundamentada sobre critérios de demanda de dureza em aço não ligado de baixo carbono (DIN

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St 37-2) de material SS1312.

Dados de corte:

Velocidade de corte:

Taxa de alimentação:

Profundidade de corte:

Líquido refrigerante:

m/min

0,15 mm até 0,35 mm

1,5 mm sim [070] Os resultados podem ser observados na Tabela 9. Desempenho foi mensurado em tempo para ruptura de aresta. Critérios de vida útil de ferramenta foram ruptura e desbaste de linha de aresta.

Tabela 9

	Vida útil de ferramenta (min)
Exemplo 1 (presente invenção)	1,25
Exemplo 2 (comparativo)	1,22
Exemplo 3 (comparativo)	1,05

[071] Como pode ser observado na Tabela 9, as pastilhas feitas em concordância com a presente invenção se desempenharam igualmente em relação aos exemplos comparativos, ou melhor, do que os exemplos comparativos.

[072] Objetivos e características adicionais da presente invenção se tornam aparentes a partir da descrição detalhada aqui apresentada e das reivindicações de patente acompanhantes.

[073] A presente invenção foi descrita em concordância com concretizações preferidas, e aqueles especializados no estado da técnica irão reconhecer que variações e mudanças são conceptíveis sem afastamento a partir do escopo de proteção como estabelecido pelas reivindicações de patente subseqüentemente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de fabricação de um carbeto cementado

compreendendo as etapas de formação de uma lama compreendendo um líquido de moagem, pós de metal aglutinantes, uma primeira fração de pó e uma segunda

fração de pó, submetendo a lama a moagem, prensagem e sinterização, em que:

- a primeira fração de pó feita a partir de sucata de carbeto cementado reciclada contendo fase gama reciclada através do processo de recuperação de Zn compreende os elementos W, C, Co e pelo menos um ou mais de Ta, Ti, Nb, Cr, Zr, Hf e Mo;

- uma segunda fração de pó compreende matériasprimas virgens de WC;

caracterizado pelo fato de que a primeira fração de pó é feita a partir de sucata de carbeto cementado reciclado utilizando processo de recuperação de Zn, que a primeira fração de pó é submetida a uma etapa de prémoagem, precedente a etapa de formação da lama compreendendo o liquido de moagem, pós de metal aglutinantes, uma primeira fração de pó e uma segunda fração de pó, para obter uma média de tamanho de grão entre

0,2 pm até 1,5 pm, e que a média de tamanho de grão do WC na segunda fração de pó é entre a partir de 2 até 12 pm. 2. Método , de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda fração de pó

compreende matérias-primas virgens de carbetos e/ou carbonitretos de um ou mais de Cr, Zr, W, Ta, Ti, Hf e Nb.

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3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte de segunda fração de pó é adicionada à primeira fração de pó antes da etapa de pré-moagem de maneira que pelo menos parte da segunda fração de pó é também moída na etapa de pré-moagem.

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4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos parte da segunda fração de pó é submetida a uma etapa de pré-moagem separada antes da mistura com a primeira fração de pó pré-moída.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que nenhuma pré-moagem é feita para a segunda fração de pó antes da mistura com a primeira fração de pó pré-moída.

6. Método, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a proporção entre a média de tamanho de grão de WC na segunda fração de pó e a média de tamanho de grão da primeira fração de pó é adequadamente entre 5 e 40.

7. Método, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a média de tamanho de grão da primeira fração de pó é a partir de 0,2 pm até 1,0 pm.

8. Método, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a proporção em peso entre a primeira fração de pó e a segunda fração de pó é a partir de 0,25 até 9.

9. Método, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um aglutinante orgânico é adicionado a lama.

10. Método, de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de pré-moagem da primeira fração de pó é feita em um moinho de bolas ou em um moinho de atrito.