Nuevas avenidas para la producción de metales duros con propiedades mecánicas superiores
El carburo de wolframio (WC) es un material de alto rendimiento compuesto de carbono y wolframio, un metal raro. Se utiliza para producir metales duros como el carburo de wolframio y cobalto, el cual presenta una dureza solo superada por el diamante. El WC es un polvo gris fino en su forma más básica, pero se puede prensar y moldear en muchas formas y fusionarse o insertarse en otros metales. Este polvo versátil se emplea para producir herramientas de metal duro necesarias en múltiples aplicaciones y en varios sectores industriales, como el de la automoción y el aeroespacial, de la construcción, la minería subterránea y de superficie, la prospección de petróleo y gas y la fabricación. Los productos de metal duro tienen una porosidad baja, una dureza muy alta y una resistencia considerable.
Sin limites
El WC se puede formar mediante una reacción química entre el wolframio y el carbono a temperaturas muy altas que oscilan entre 1 450 °C y, últimamente, 2 200 °C. Este proceso se denomina carburación. Es un desafío para los fabricantes industriales lograr de manera fiable estas temperaturas extremas en los equipos de procesamiento térmico. En el proyecto financiado con fondos europeos CARBIDE2500(se abrirá en una nueva ventana) se demostró la capacidad de esta innovadora tecnología de horno para alcanzar una temperatura máxima de procesamiento de 2 500 °C durante la carburación. Se trata de un aumento de 300 °C en la temperatura de procesamiento con respecto a la anterior, hasta alcanzar un nuevo máximo de 2 500 °C. La nueva tecnología permite producir polvo de WC con una mayor variedad de características y para una gama más amplia de productos finales. «La tecnología de hornos nueva podría aumentar la cantidad de polvo de WC a alta temperatura disponible, lo que facilitaría así las labores de investigación y desarrollo en torno a la influencia de distintos parámetros del proceso, como la temperatura, en las características del polvo —explica el coordinador Reinhard Schummers—. Es el primer horno industrial a presión atmosférica de esta naturaleza capaz de funcionar a 2 500 °C, 300 °C más que los hornos industriales de alta temperatura de última generación».
Más microestructuras de polvo de WC disponibles para el desarrollo de productos de metal duro
Además del logro relativo a la temperatura de procesamiento de 2 500 °C en el horno de CARBIDE2500, los socios del proyecto llevaron a cabo pruebas de materiales en las que compararon las propiedades del polvo de WC producido utilizando el mismo material inicial a 1 600 °C, 2 200 °C y 2 500 °C. Estas demostraciones generaron una enorme cantidad de información sobre el potencial de futuras investigaciones dedicadas a la influencia de los parámetros importantes del proceso. «Ofrecer un horno a pequeña escala con prestaciones equiparables a las de uno industrial facilitará el desarrollo de productos relacionados con la carburación del wolframio», indica Schummers. Los responsables del proyecto analizaron al detalle los polvos de WC carburizados durante el proyecto en el horno CARBIDE2500. «Su labor sacó a la luz que el polvo de WC a 2 500 °C no solo presenta un tamaño de grano más grueso correspondiente a un crecimiento de grano considerablemente mayor —agregó Schummers—, sino que la microestructura del polvo también resultó ser singular». La tecnología de horno aumentará la flexibilidad de los parámetros que rigen el proceso de carburación. «Potencialmente, esto dará lugar a la comercialización de polvos de WC con una gama más amplia de características materiales», concluye.
