Incremento della resistenza a usura abrasiva di compositi a matrice metallica per utensili diamantati mediante trattamento termico
Abstract
Questo lavoro illustra le possibilità di produrre una matrice metallica per utensili diamantati alternativa a quelle normalmente disponibili sul mercato e caratterizzata da migliori proprietà tribologiche, fondamentali nella lavorazione di pietre naturali e calcestruzzo. In particolare, è stato verificato se un trattamento termico possa portare ad un miglioramento della resistenza a usura di una matrice pre-legata sinterizzata. Diverse miscele di polveri commerciali sono state omogeneizzate mediante macinazione a sfere e consolidate a 900 °C, utilizzando il processo Spark Plasma Sintering (SPS). Durante il raffreddamento, i provini hanno subìto un mantenimento isotermico a 350 o 250 °C per 1 ora. Al termine del consolidamento, l’intera serie di provini è stata sottoposta a prove di densità e durezza, mentre solo un gruppo selezionato è stato caratterizzato mediante microscopia elettronica a scansione (SEM) e prove di resistenza a flessione. I campioni realizzati con la polvere BDCM50 (una miscela di polvere base e pre-legata in proporzione 50:50) hanno mostrato delle proprietà eccellenti, tra cui σ0,2 = 1045 MPa nella prova di flessione a tre punti e HV10 ≈ 380. La resistenza all’usura abrasiva, valutata sia in condizioni a tre corpi che a due corpi nella prova di abrasione MWT, è stata rispettivamente stimata in Ai3 = 18,1 ± 3,9 µm/20 m e Ai2 = 95,9 ± 11,8 µm/20 m. Inoltre, è stata prodotta una serie di segmenti impregnati di diamante che sono stati testati su calcestruzzo abrasivo, per valutarne la resistenza all’usura.
Parole chiave: matrice, utensili impregnati di diamante, macinazione a sfere, trattamento termico, spark plasma sintering, resistenza all’usura abrasiva.
Articolo originale: E. Cygan-Baczek, S. Cygan, P. Wyzga, P. Novák, L. Lapcák, A. Romanski, Materials 2023, 16, 6198, MDPI, Basel – doi.org/10.3390/ma16186198. Licenza CC BY 4.0. Adattato e tradotto in italiano dalla redazione di Diamante A&T.