Optimización del proceso de sinterización de molibdeno con fase líquida de cobre

Abstract

La fabricación de piezas de molibdeno por el método tradicional de fundición es difícil y costosa debido a su alto punto de fusión (2563 ºC), por lo que una alternativa es la sinterización en fase sólida, donde se necesitan temperaturas del orden de 1600 a 2000ºC. Sin embargo, es posible disminuir aún más la temperatura requerida para tal proceso si este último se realiza en presencia de una fase líquida, lo que permite trabajar a temperaturas cercanas a 1000ºC. Una de las etapas más importantes en la densificación del último proceso mencionado, es la disolución en el líquido de los elementos que constituyen las partículas más pequeñas y su reprecipitación sobre las partículas más grandes. Para el éxito de esta etapa, se requiere que el sólido sea soluble en la fase líquida, por lo que se utiliza el proceso de molienda mecánica para generar una solución sólida metaestable. El objetivo del presente Trabajo de Título es estudiar el efecto de usar polvos prealeados de Mo-Cu mezclados con Mo elemental, en vez de polvos elementales o polvos prealeados de Mo-Cu, sobre el proceso de sinterización del Mo con presencia de una fase líquida de Cu. Para obtener las soluciones sólidas metaestables se realizan una serie de moliendas húmedas, de 30 h de mezclas de polvos elementales de Mo con distintas cantidades de Cu (10,20, 30%v y 50%p). Los polvos Mo50%pCu derivados de la molienda son estudiados para 10, 20, 30 h del proceso y posteriormente son mezclados con polvos de Mo hasta alcanzar distintos contenidos de Cu (10, 20 y 30%v). Paralelamente se mezclan (sin moler) polvos elementales de Mo con distintos contenidos de Cu (10, 20 y 30%v). Los polvos se compactan a una presión de 450 MPa y posteriormente se sinterizan, en atmósferas neutra y reductora, a 1150ºC por 1 h. Las probetas sinterizadas son caracterizadas por su densidad, dureza y microestructura. Tanto para los polvos aleados como para los simplemente mezclados, al aumentar la cantidad de cobre en las muestras, incrementa ligeramente la densidad en verde, sin embargo para los formados por mezcla de polvos aleados y polvos elementales de Mo la densidad no varía notoriamente. Los resultados posteriores a la etapa de sinterización muestran que para todas las muestras, el aumento de la cantidad de cobre y condiciones reductoras influyen positivamente en la densificación, donde los compactos fabricados por únicamente polvos aleados y sinterizados en una atmosfera de Ar+10%H2 obtienen la mayor densidad, dureza y densificación.