Micropenetração Instrumentada em Compósitos de Matriz Metálica à Base de Tungstênio Empregados em Coroas de Perfuração Utilizadas em Sondagem Mineral

摘要

Este trabalho tem o objetivo de avaliar uma possível relação entre as propriedades mecânicas calculadas a partir dos dados de micropenetração instrumentada e o comportamento sob desgaste microabrasivo dos compósitos à base de tungstênio (W) infiltrados por latão, usados em coroas diamantadas utilizadas em sondagemmineral. As amostras dos compósitos de tungstênio foram sinterizadas com combinações de diferentes tamanhos de partículas W e adições de ligas à base de outros elementos, além de adições de abrasivos secundários (SiC). Após a preparação metalográfica, as amostras foram analisadas em um micropenetrador instrumentado com um penetrador do tipo Vickers. As fases foram penetradas com uma carga de 30 mN, exceto o carbeto de silício, com carga de 250 mN. As curvas geradas a cada penetração permitiram calcular a microdureza e o módulo de elasticidade para cada fase. Estes resultados foram comparados com os coeficientes de desgaste microabrasivo dimensionais obtidos em um trabalho anterior, através de ensaios de microabrasão com lamas abrasivas à base decarbeto de silício, sílica e hematita, efetuados com equipamento do tipo Calowear. Foi observada uma diminuição na microdureza conforme o tamanho dos grãos de tungstênio aumenta. Para a lama abrasiva contendo SiC, uma diminuição no coeficiente de desgaste microabrasivo se seguiu à diminuição na microdureza dotungstênio. O oposto foi observado com a lama de SiO2, enquanto, para a lama de Fe2O3, nenhuma correlação clara foi obtida. Também é importante dizer que o efeito da dureza do latão infiltrado (fase aglutinante) tornou-se mais significativa nos ensaios com as pastas de SiO2 e de Fe2O3. Quando as ligas à base de outros elementos são adicionadas, para o abrasivo SiC, o aumento da plasticidade do latãoaumenta o desgaste, porque as deformações plásticas são aumentadas, levando em consideração a relação Habr./Hfase muito alta. A plasticidade da fase W parece não interferir no desgaste. Ocorre o contrário para o abrasivo SiO2. Para ambos os abrasivos, o cobre adicionado aumenta a fração volumétrica de fase macia,proporcionando um desgaste ainda maior. Para o abrasivo Fe2O3, o aumento na plasticidade do latão aumenta o coeficiente de desgaste, pois leva a indentações maiores, ou seja, a maiores deformações plásticas. Dependendo do tipo do abrasivo, os mecanismos observados foram riscamento e rolamento de partículas(múltiplas indentações), além da ocorrência de ambos simultaneamente, embora dissociados. Palavras-chave: micropenetração instrumentada, microdureza, microabrasão, compósitos, tungstênio, latão.