ES2300616T3 - Metal duro, especialmente para el corte de piedras, hormigon y asfalto. - Google Patents
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Abstract
Metal duro, hecho de volframio carburo WC, para herramientas para el trabajo de mecanización sobre todo de piedras, de hormigón y de asfalto; con un 5 hasta un 25% de peso de un agente aglutinante sobre la base de cobalto Co o de cobalto Co y de níquel Ni; en este caso, la intensidad del campo coercitivo del metal duro es, como máximo, de 9,5 kA/m; el agente aglutinante contiene hasta un 30% de peso hierro Fe, y el metal duro tiene una saturación magnética (sigma o 4pi sigma, cada vez en unidades de microtesla por metro cúbico por kilogramo) en función de la parte proporcional de Co (X) en % de peso del metal duro y dentro de la gama de sigma = 0,11X hasta sigma = 0,137X o bien 4pi sigma = 0,447piX hasta 4pi sigma = 0,548piX.
Description
Metal duro, especialmente para el corte de
piedras, hormigón y asfalto.
La presente invención se refiere a un metal duro
para herramientas para el mecanizado, en especial de piedra, de
hormigón y de asfalto, como asimismo se refiere esta invención a
una herramienta, hecha de un metal duro de este tipo.
Para el corte de piedras, de hormigón y de
asfalto son empleados en la práctica unos metales duros de granos
gruesos de cobalto al volframio carburo WC (metales duros de
Co-WC), con un tamaño de granulación WC medio de 2
hasta 10 \mum, aproximadamente. El tamaño de granulación medio de
WC en los metales duros puede ser determinado, por ejemplo, mediante
el procedimiento de corte lineal.
Es evidente que los metales duros de WC aquí
mencionados puedan ser de cualquier combinación y proporción de
volframio y de carbono. La totalidad de estas combinaciones de
carburo al volframio está indicada - tanto en la memoria
descriptiva, relacionada a continuación, como en las
reivindicaciones de la patente - con la abreviatura de WC.
Dentro de la trabazón de metal duro, entre los
granos gruesos de WC se encuentran unas capas intermedias
relativamente gruesas del agente aglutinante de Co. En este caso,
los valores de intensidad del campo coercitivo del metal duro
indican el espesor de las capas intermedias de Co. Los valores de
intensidad del campo coercitivo de los metales duros de granos
gruesos se encuentran, por regla general, dentro de una gama de
hasta 17,0 kA/m.
Según el estado general de la investigación
sobre metales duros, el contenido de carbono de los metales duros
ha de estar aproximadamente por el centro del campo bifásico (sin
el carbono libre y en la fase \eta) (H. Suzuki, H. Kubota
"Planseeberichte Pulvermetatlurgie" - Informes sobre Metalurgia
de Polvos, 1966, Tomo 14, páginas 96 hasta 109). En este caso, los
mejores valores de la resistencia de ruptura por flexión han de ser
alcanzados en combinación con una elevada dureza.
La concentración del volframio en el agente
aglutinante de Co del metal duro de Co-WC está en
función, en este caso, del contenido en carbono. De este modo,
resulta que la concentración en volframio W es, con un más bajo
contenido en carbono, esencialmente más elevado. La concentración en
W o el contenido en carbono dentro de un metal duro de Co WC, con
un determinado contenido en Co, puede ser definida por el valor de
la saturación magnética. La saturación magnética de un metal duro
queda definida tanto como el momento magnético por unidad de peso
\sigma (en inglés "magnetic moment/unit w" como también como
la inductividad de la saturación por unidad de peso 4\pi\sigma
(en inglés "saturación induction/unit wt") (Véase B. Roebuck
"Magnetic Moment (Saturation) Measurements on Hardmetals", Int.
J. Met. Hard Mater., 14 (1996) 419). El momento magnético tiene que
ser multiplicado por 4\eta para obtener la inductividad de la
saturación, de tal manera que el momento magnético \sigma con
cobalto puro Co es de 16,1 \muTm^{3}/kg, mientras que la
inductividad de la saturación 4\pi\sigma con cobalto puro Co es de
201,9 \muTm^{3}/kg.
Un metal duro para herramientas previstas para
cortar piedras, hormigón y asfalto está descrito, por ejemplo, en
la Patente Núm. 4.859.543 de los Estados Unidos. La referida
Patente reivindica unos metales duros con una proporción entre la
dureza (Y, Rockwell A) y el contenido en Co (X, % de peso) dentro
de la gama de X = 4,2 hasta 12 e Y = 91 hasta 0,62 X.
Las Patentes Europeas Núms. EP 1 205 569 A2 y EP
1 043 415 A2 se refieren a unos metales duros para el mecanizado
con arranque de virutas, con un reducido contenido en carbono o con
bajos valores de la saturación magnética. Cada una de estas dos
Memorias de Patente de Publicación describe unos metales duros que
contienen más del 1% de peso de carburos cúbicos (TaC, TiC y NbC).
La aplicación y la mencionada cantidad mínima de estos carburos
cúbicos son forzosamente necesarias para poder emplear estos
metales duros para unas herramientas de corte de metal.
Los metales duros para las herramientas en la
construcción y en la industria minera, sin embargo, no deben
contener unos componentes tan importantes de Ta, de Ti o de Nb,
teniendo en cuenta que los carburos cúbicos de los mismos ejercen un
efecto negativo sobre la resistencia de ruptura por flexión de los
metales duros de WC-Co. Los metales duros más usados
en la minería son, sin excepción, unas aleaciones de cobalto y de
carburo de volframio (H. Kolaska, "Pulvermetallurgie der
Hartmetalle" - Metalurgia de polvos de metales duros, Hagen,
1992, páginas 15/3).
La Patente Alemana Núm. DE 198 10 533 Al
describe unos metales duros para el fresado de titanio y de
aleaciones de titanio, con un agente aglutinante de un contenido en
Cobalto Co así como con unos valores relativamente reducidos de la
saturación magnética. Aquí no existe, sin embargo, ningún refuerzo
significativo del agente aglutinante.
Un artículo de K. H. Cho, I. S. Chung, J. W. Lee
"The Influence of Carbon Contents on the Properties of Binder and
Carbide Phase of Cemented Carbide" (La influencia del contenido
en carbono sobre las propiedades del agente aglutinante y sobre la
fase de carburo de un carburo cementado), Interceram, Tomo. 48, No.
1, 1999, páginas 30 hasta 35, indica en la Figura 4 que un
incremento en la concentración de volframio dentro del cobalto del
agente aglutinante tiene por efecto una reducción en la específica
saturación magnética. Aquí no están indicadas, sin embargo, otras
funcionalidades de la específica saturación magnética.
En un artículo de L. BARTHA L y otros
"Investigation of Hip-Sintering of
Nanocrystalline WC/Co Powder" (Investigación sobre
Hip-sinterización de polvo nanocristalino de WC/Co)
en Proceedings of the International Congress on High Speed
Photography (Procedimientos del Congreso Internacional sobre
fotografía de alta velocidad), Tomo 32, No. 3, Julio 2000, páginas
23 hasta 26, está descrita la influencia de la temperatura de
sinterización sobre la densidad relativa del metal duro
sinterizado. Aquí no se indican, sin embargo, los otros factores de
influencia.
Finalmente, la Memoria de Patente Núm. 5.723.177
de los Estados Unidos describe unos metales duros que contienen un
3 hasta un 60% volumétrico de los granos de diamante con un
recubrimiento de carburos, nitruros y/o de los carbonitruros de los
elementos químicos de los Grupos IV, V y VI. A causa de este
recubrimiento, durante la sinterización queda impedida la
disolución directa de los granos de diamante dentro del agente
aglutinante líquido.
La presente invención tiene el objeto de
proporcionar un metal duro o una herramienta que esté equipada con
un metal duro con un perfeccionamiento, tanto en las propiedades
como en el rendimiento.
De acuerdo con la presente invención, este
objeto es conseguido por medio de un metal duro con las
características de la reivindicación de patente 1) así como a
través de una herramienta conforme a lo indicado en la
reivindicación de patente 25).
Debido a la reducción de la saturación magnética
hacia la gama indicada en la reivindicación de patente 1), en los
metales duros del tipo mencionado en el preámbulo de la
reivindicación 1), y sobre todo en los metales duros de granos
gruesos, se consigue - en contraposición al estado de investigación
convencional - un incremento en la resistencia a la rotura por
flexión. En este caso, y a pesar de un bajo contenido en carbono, no
se constituye ninguna macro-zona de las fases
\eta. La mejora en el rendimiento se presenta sobre todo en los
metales duros con unos valores de intensidad del campo coercitivo
de hasta 9,5 kA/m; mejor aún de hasta 8 kA/m, y preferentemente
dentro de la gama de 1,6 hasta 6,4 kA/m. A este efecto, el tamaño
de granulación media ha de ser elegido preferentemente dentro de la
gama de 0,2 \mum hasta 20 \mum; mejor aún dentro de la gama de 2
\mum hasta 20 \mum; y de forma especialmente preferida dentro
de la gama de 4 \mum hasta 20 \mum.
Es conocido que el estado del agente aglutinante
desempeña un papel decisivo para la capacidad de rendimiento de los
metales duros con una granulación gruesa. Aunque en la
investigación actual se es de la opinión de que la concentración en
WC o en W dentro del agente aglutinante no puede ser mayor del 20%
de peso (aproximadamente un 9% de átomo) (J. Willbrand, U. Wieland
"Techn. Mitt. Krupp Forsch.-Ber.", 1975, Tomo 33, 1, páginas 41
hasta 44), en el metal duro de la presente invención es así, sin
embargo, que el cobalto Co puede estar reforzado esencialmente por
una elevada concentración en volframio, del 10 hasta el 30% de
átomo en el agente aglutinante. El mayor valor de la constante de
retícula del Co en los metales duros de WC-Co, el
cual está descrito en la literatura, no es normalmente mayor de
0,357 nm (aproximadamente un 1% mayor que el valor del cobalto Co
puro) (H. Suzuki, H. Kubota, "Planseeberichte
Pulvermetallurgie", 1966, Tomo 14,2, páginas 96 hasta 109). En
el metal duro de la presente invención, sin embargo, la constante
de retícula del cobalto dentro del agente aglutinante es, debido a
la mayor concentración en volframio, de un 1 hasta un 5% mayor que
la constante de retícula del cobalto puro (0,3545 nm).
El metal duro según la presente invención puede
ser reforzado aún más por el hecho de que en el agente aglutinante
se encuentran incrustadas - dentro de la matriz de Co - las
nano-partículas (es decir, unas partículas más
finas de 100 nm) de volframio y de cobalto y/o de carbono. Como
consecuencia, en comparación con los metales duros convencionales
quedan aumentadas esencialmente tanto la resistencia al desgaste
como la resistencia a una rotura por flexión. La resistencia a la
rotura por flexión de los metales duros de esta clase es de hasta
un 30% mayor que la resistencia a la rotura por flexión de los
metales duros convencionales con un similar tamaño de granulación
de WC y con el mismo contenido en cobalto.
Al alcanzar la inclusión de las
nano-partículas dentro del agente aglutinante en
los metales duros - con una saturación magnética dentro de la gama
indicada en la reivindicación de patente 1) - el orden de por lo
menos un 5% volumétrico del agente aglutinante, de una manera
completamente sorprendente se ha observado que muchas propiedades
mecánicas como la dureza, la resistencia a la rotura y la
resistencia a la rotura por flexión son entonces significativamente
mayores que las propiedades correspondientes de los metales duros
de tipo convencional y esto, en contra de lo esperado, con
independencia de los valores de la intensidad del campo coercitivo.
Esto ha de ser aplicado tanto para los metales duros de una
granulación gruesa como para los metales duros de una granulación
fina así como incluso para los metales duros previstos para cortar
metales.
Un metal duro de la presente invención, el cual
comprende dentro del agente aglutinante por lo menos un 5%
volumétrico de nano-partículas, puede contener
preferentemente hasta un 40% de peso de carburos, de nitruros y/o
de carbonitruros de Ta, de Nb, de Ti, de V, de Cr, de Mo, de B, de
Zr y/o de Hf.
En este caso, y de forma preferente, las
nano-partículas comprenden, además, el Ni, el Fe,
el Ta, el Nb, el Ti, el V, el Cr, el Mo, el Zr y/o el Hf. Las
nano-partículas, que son coherentes con la matriz
del cobalto, se ocupan de una estabilización del agente aglutinante
y, por consiguiente, de las anteriormente descritas mejoras de las
propiedades del metal duro así como de las propiedades de una
herramienta que está provista de este metal duro.
De una manera conveniente, las
nano-partículas tienen una estructura de retícula
hexagonal o cúbica; en este caso, las
nano-partículas se componen de una o de varias
fases de Co_{X}W_{Y}C_{Z} con unos valores X de 1 hasta 7, de
Y de 1 hasta 10 y de Z de 0 hasta 4. Las
nano-partículas pueden consistir sobre todo en una
fase de CO_{2}W_{4}C. Existe asimismo la posibilidad de que las
nano-partículas se compongan de una o de varias
fases intermetálicas de volframio y de cobalto para de este modo
poder contribuir a un ulterior perfeccionamiento del agente
aglutinante en el sentido del objeto anteriormente indicado.
Como un refuerzo para el agente aglutinante
también puede actuar el hecho de que éste tenga el cobalto
fcc-Co y hcp-Co en forma de una
solución sólida del volframio W y/o de carbono C dentro del Co. En
este caso, las constantes de retícula de esta solución sólida son
del orden de un 1% hasta un 5% mayor que las constantes de un
cobalto puro.
Además, el agente aglutinante también puede
contener el hierro hasta un 30% de su peso.
Los metales duros de la presente invención, con
un reducido contenido en carbono o bien con una elevada
concentración de W en el agente aglutinante, contienen asimismo - o
por partes proporcionales o en su conjunto - unos granos redondos
de WC, lo cual redunda en un efecto positivo en cuanto a la
duración de la herramienta, por ejemplo. Por granos redondos de WC
no han de ser entendidas aquí solamente las formas circulares, sino
incluso - y en su mayoría - unas configuraciones irregulares del
grano, con las esquinas redondeadas y sin unos faceteados de
aristas vivas.
También conducen a una mejora en la duración de
la herramienta unas partes proporcionales de hasta 1,5% de peso de
Cr, de No, de V, de Zr y/o de Hf, respectivamente, en forma de
carburos y/o de unas soluciones sólidas dentro del agente
aglutinante.
Con la inclusión de unos granos de diamante
recubiertos y dentro del grupo de unos materiales de metal
ultraduro, los metales duros de la presente invención pueden - con
un elevado contenido de volframio W en el agente aglutinante -
incluso surtir el efecto de una mejora en el rendimiento, y los
mismos pueden ser empleados con gran éxito, habida cuenta de que la
combinación entre la elevada concentración de volframio dentro del
agente aglutinante y una reducida saturación magnética suprime
principalmente el proceso de una disolución del recubrimiento de
los granos de diamante. Según una conveniente forma de realización
de la presente invención, resulta que el metal duro comprende un 3
hasta un 60% volumétrico de granos de diamante con un recubrimiento
de carburos, de carbonitruros y/o de nitruros de Ti, de Ta, de Nb,
de W, de Co, de Mo, de V, de Zr, de Hf y/o de Si.
Otros detalles y las demás ventajas de la
presente invención se explican con más detalles por medio de los
ejemplos Núms. 1 hasta 4, relacionados a continuación, así como a
través de los gráficos 1 hasta 4.
El gráfico 1 indica los valores límite de la
saturación magnética para la gama definida en la reivindicación de
patente 1).
Ejemplo Núm.
1
Se ha fabricado un metal duro de
WC-Co, con un 6,5% de peso de Co y con un reducido
contenido en carbono. La intensidad del campo coercitivo de este
metal duro es de 7,0 kA/m; la saturación magnética es \sigma = 0,8
\muTm^{3}/kg o 4\pi\sigma = 10,0 \muTm^{3}/kg; la
dureza es HV30 = 1100, y la resistencia a la rotura por flexión es
de 2400 Mpa. Dentro de la macro-zona (en el
microscopio de luz) puede ser apreciado que el metal duro contiene
unos granos de WC redondos así como el agente aglutinante del Co,
pero no contiene ninguna fase \eta. Para el ensayo a través de
TEM (microscopia de electrones de transmisión) ha sido elaborada la
probeta de una lámina fina. La concentración en volframio W dentro
del agente aglutinante ha sido medida en la probeta mediante
microanálisis EDX (rayos X dispersores de energía). La constante de
retícula del cobalto ha sido determinada mediante TEM así como por
ensayos con rayos X.
La concentración de W dentro del agente
aglutinante de la probeta es del 18 al 19% de átomo, y el agente
aglutinante contiene las nano-partículas, que están
representadas en el gráfico 2. Las difracciones electrónicas del
agente aglutinante evidencian unos reflejos de la matriz cúbica de
cobalto con estructura fcc, la cual contiene el volframio, así como
de la constante de retícula de 0,366 nm, y unos reflejos de las
nano-partículas, situadas entre las mismas, los
cuales son de una magnitud de aproximadamente 3 hasta 10 nm
(gráfico 3). El mayor valor D_{hkl} medible de las
nano-partículas (toma de la difracción de
electrones con orientación del eje de zonas de la matriz de cobalto
a lo largo [111]) es de 0,215 nm.
Como punto de referencia ha sido fabricado un
metal duro convencional, con un 6,5% de Co y con un contenido
normal en carbono. La intensidad del campo coercitivo del metal
duro de referencia es de 6,4 kA/m; la saturación magnética es
\sigma = 0,95 \muTm^{3}/kg o 4\pi\sigma = 11,9
\muTm^{3}/kg; la dureza HV30 = 1140, y la resistencia a la
rotura por flexión es de 1950 Mpa. Se han fabricado unos cinceles
para carreteras, con unos elementos de corte hechos de los dos
metales duros, y los mismos se han ensayado en fresadoras para
carreteras.
Objeto del fresado ha sido un asfalto con un
desgaste intenso, con un valor medio de 20 cms. Sobre una capa de
hormigón, y con un promedio de 10 metros de avance por minuto. La
fresa ha estado equipada a medias con cinceles del nuevo metal duro
y a medias con cinceles de un metal duro convencional.
Los resultados del primer ensayo de campo
evidencian que la mejora en la resistencia al desgaste del novedoso
metal duro es de aproximadamente un 50%. De aquellos cinceles, que
no realizaban ningún giro, la parte proporcional de cinceles con el
novedoso metal duro es esencialmente más reducida que la de los
cinceles de un metal duro convencional. De ello se puede deducir
que con el novedoso metal duro se producen durante el corte
significativamente menos roturas y/o un menor desgaste
destructor.
El gráfico 4 muestra, a efectos de comparación,
los cinceles gastados después del ensayo de campo.
Ejemplo Núm.
2
Los cinceles para carreteras, con unos elementos
de corte hechos del metal duro del ejemplo Núm. 1, han sido
ensayados durante el fresado de un cemento con un espesor medio de
30 cms. y con un promedio de avance de 8 metros por minuto.
Los resultados del segundo ensayo de campo
evidencian que la resistencia al desgaste del novedoso metal duro
es aproximadamente tres veces mayor que la resistencia al desgaste
del metal duro convencional. También la tenacidad o resistencia a
la rotura del novedoso metal duro es significativamente mayor que
la del metal duro convencional. Al término del segundo ensayo del
campo se ha detectado que los elementos de corte, hechos tanto del
novedoso metal duro como del metal duro convencional, tenían unas
grietas térmicas (la llamada "snake skin" o piel de serpiente).
Las grietas en los elementos de corte del novedoso metal duro eran,
sin embargo, bastante más estrechas y cortas que las grietas en el
metal duro convencional.
Ejemplo Núm.
3
Se ha fabricado un metal duro de
WC-Co, con un 9,5% de peso de Co y con un reducido
contenido en carbono. La intensidad del campo coercitivo es de 6,1
kA/m; la saturación magnética es \sigma = 1,18 \muTm^{3}/kg o
4\pi\sigma = 14,8 \muTm^{3}/kg; la dureza HV30 = 990 y la
resistencia a la rotura por flexión es de 2720 Mpa. Dentro de la
macro-zona comprende este metal duro unos granos de
WC redondos así como el agente aglutinante del Co, y el mismo no
tiene ninguna fase \eta.
Como punto de referencia se ha fabricado un
metal duro convencional con 9,5% de Co y con un contenido normal en
carbono. La intensidad del campo coercitivo es de 4,3 kA/m; la
saturación magnética \sigma = 1,42 \muTm^{3}/kg o
4\pi\sigma = 17,8 \muTm^{3}/kg; la dureza HV30 = 1020, y la
resistencia a la rotura por flexión es de 2010 MPa.
Los ensayos TEM del novedoso metal duro
evidencian que la concentración del volframio W dentro del agente
aglutinante puede ser de un 19 hasta un 21% átomo, y que el agente
aglutinante contiene unas nano-partículas. La
constante de retícula de cobalto Co-fcc dentro del
agente aglutinante es de 0,368 nm.
Se han fabricado unos cinceles con elementos de
corte hechos de tos dos metales duros, los cuales se han probado en
el laboratorio durante el corte de hormigón abrasivo así como de
granito. Estos cinceles también han sido probados en una mina de
carbón durante el corte de carbón/piedra arenisca, con un elevado
contenido en piedra arenisca. Mediante los cinceles con los
elementos de corte, hechos del novedoso metal duro, podrían ser
conseguidos unos rendimientos de corte de 700 metros de hormigón,
llegando así a un desgaste de 1 mm., mientras que en los cinceles,
con el metal duro convencional, el rendimiento de corte era - con
el mismo desgaste - de solamente 100 metros. Durante el corte de
granito, la duración de los cinceles con el novedoso metal duro era
aproximadamente 2,5 veces mayor que la duración de los cinceles con
et metal duro convencional.
Para el tercer ensayo de campo, se habían
equipado dos respectivos cabezales de corte con unos elementos de
corte hechos de ambos metales duros. Los dos cabezales de corte con
los cinceles del novedoso metal duro alcanzaban un rendimiento de
corte de 3.000 m^{3} de carbón/piedra arenisca. Con ello
sobrepasan estos cabezales aproximadamente dos veces el rendimiento
de corte de los cabezales de corte de los cinceles con el metal
duro convencional. Este ensayo de campo demostraba también que en el
novedoso metal duro se forman significativamente menos grietas
térmicas que en el metal duro convencional.
Ejemplo Núm.
4
(No forma parte de la
invención)
Se ha fabricado un metal duro de
WC-Co, con un 6,5% de peso de Co así como con un
reducido contenido en carbono. La intensidad del campo coercitivo de
este metal duro es de 31,2 Ka/M; la saturación magnética es \sigma
= 0,75 \muTm^{3}/kg o 4\pi\sigma = 9,4 \muTm^{3}/kg; la
dureza HV30 = 2020; la resistencia a la rotura por flexión es de
2900 Mpa, y la resistencia a la rotura K_{1c} = 12,4
Mpam^{1/2}. La concentración de volframio W dentro del agente
aglutinante de la probeta es del 17 hasta el 18% átomo, y este
agente aglutinante comprende unas nano-partículas,
que están incrustadas en el cobalto Co-fcc. La
concentración de las nano-partículas dentro del
agente aglutinante ha sido determinada mediante el procedimiento de
corte lineal. La concentración de las
nano-partículas es del 7,0 \pm 0,5% volumétrico.
Como punto de referencia ha sido fabricado un metal duro
convencional sin las nano-partículas; con un 6,5%
de cobalto Co y con un contenido normal de carbono. La intensidad
del campo coercitivo del metal duro de referencia es de 31,0 kA/m;
la saturación magnética es \sigma = 0,97 \muTm^{3}/kg o
4\pi\sigma = 12,2 \muTm^{3}/kg; la dureza HV30 = 1810; la
resistencia a la rotura por flexión es de 1900 Mpa, y la resistencia
a la rotura K_{1C} = 9,3 Mpam^{1/2}. Por consiguiente, también
en este caso tiene et novedoso metal duro, de una manera notable,
una mejor combinación entre dureza, resistencia a la rotura por
flexión y resistencia a la rotura.
Según la presente invención, en los ensayos
llevados a efecto son preferidos, de este modo, unos metales duros,
cuyo valor D_{hkl} de las fases ordenadas es de hasta 0,215 nm
\pm 0,007 nm.
Gracias al agente aglutinante anteriormente
descrito, los metales duros de la presente invención y con una
trabazón de granulación gruesa ostentan una perfeccionada
combinación entre la resistencia a la rotura, la resistencia a la
rotura por flexión y la resistencia al desgaste. Las herramientas
de estos metales duros son de un más elevado rendimiento dentro de
la gama del corte de la piedra y del asfalto, y las mismas tienen -
como piezas sometidas a un desgaste - una duración que es
considerablemente más larga.
Claims (25)
1. Metal duro, hecho de volframio carburo WC,
para herramientas para el trabajo de mecanización sobre todo de
piedras, de hormigón y de asfalto; con un 5 hasta un 25% de peso de
un agente aglutinante sobre la base de cobalto Co o de cobalto Co y
de níquel Ni; en este caso, la intensidad del campo coercitivo del
metal duro es, como máximo, de 9,5 kA/m; el agente aglutinante
contiene hasta un 30% de peso hierro Fe, y el metal duro tiene una
saturación magnética (\sigma o 4\pi\sigma, cada vez en
unidades de microtesla por metro cúbico por kilogramo) en función
de la parte proporcional de Co (X) en % de peso del metal duro y
dentro de la gama de
\sigma = 0,11X
\hskip1.3cmhasta
\hskip0.5cm\sigma = 0,137X
\hskip1cmo bien
4\pi\sigma = 0,447\piX
\hskip0.5cmhasta
\hskip0.5cm4\pi\sigma = 0,548\piX.
2. Metal duro conforme a la reivindicación 1) y
caracterizado porque la intensidad del campo coercitivo del
mismo es, como máximo, de 8,0 kA/m.
3. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) o 2) y caracterizado porque la intensidad
del campo coercitivo del mismo es, como máximo, de 7,2 kA/m.
4. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque la
intensidad del campo coercitivo del mismo se encuentra dentro de la
gama de 1,6 kA/m hasta 6,4 kA/m.
5. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque el
agente aglutinante comprende unas nano-partículas
que son más finas de 100 nm y que se componen de una o de varias
fases ordenadas Co_{X}W_{Y}C_{Z} con x = 1 hasta 7; y = 1
hasta 10 y z = 0 hasta 4.
6. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 5) y caracterizado porque el
tamaño de granulación media de WC del metal se encuentra dentro de
la gama de 0,2 \mum hasta 20 \mum.
7. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 6) y caracterizado porque el
tamaño de granulación media de WC del metal se encuentra dentro de
la gama de 2 \mum hasta 20 \mum.
8. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 7) y caracterizado porque el tamaño
de granulación media de WC del metal se encuentra dentro de la gama
de 4 \mum hasta 20 \mum.
9. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 8) y caracterizado porque el mismo
comprende en el agente aglutinante en total hasta un 0,4% de peso
de Ta, de Nb y/o de Ti, en forma de unos carburos cúbicos y/o de
una solución sólida.
10. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 9) y caracterizado porque el mismo
comprende en el agente aglutinante un respectivo 1,5% de peso de
Cr, de Mo, de Zr y/o de Hf en forma de carburos y/o de unas
soluciones sólidas.
11. Metal duro conforme a la reivindicación 5) y
caracterizado porque el agente aglutinante contiene por lo
menos un 5% volumétrico de nano-partículas que son
más finas de 100 nm y que se componen de una o de varias fases
ordenadas Co_{X}W_{Y}C_{Z}, con x = 1 hasta 7; y = 1 hasta 10
y z = 0 hasta 4.
12. Metal duro conforme a la reivindicación 11)
y caracterizado porque el mismo comprende hasta un 40% de
peso de carburos, de nitruros y/o de carbonitruros de Ta, de Nb, de
Ti, de V, de Cr, de Mo, de B, de Zr y/o de Hf.
13. Metal duro conforme a las reivindicaciones
11) o 12) y caracterizado porque las
nano-partículas contienen Ni, Fe, Ta, Nb, Ti, V, Cr,
Mo, Zr y/o Hf.
14. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 5) hasta 13) y caracterizado porque las
nano-partículas son coherentes con la matriz del
cobalto.
15. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 5) hasta 14) y caracterizado porque el Dhkl
medible de las fases ordenadas de las nano- partículas es de 0,215
nm \pm 0,007 nm.
16. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 5) hasta 15) y caracterizado porque por lo
menos algunas partes de las nano-partículas son de
una estructura de retícula hexagonal.
17. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 5) hasta 16) y caracterizado porque por lo
menos algunas partes de las nano-partículas son de
una estructura de retícula cúbica.
18. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 5) hasta 17) y caracterizado porque las
nano-partículas se componen de una fase
Co_{2}W_{4}C.
19. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 5) hasta 18) y caracterizado porque las
nano-partículas se componen de una o de varias fases
intermetálicas de volframio W y de cobalto Co.
20. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 19) y caracterizado porque los
granos de volframio carburo WC son - en parte o en su totalidad -
redondos.
21. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 20) y caracterizado porque la
concentración de volframio W en el agente aglutinante se encuentra
dentro de la gama de un 10 hasta un 30% de átomo.
22. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 21) y caracterizado porque el
mismo comprende un 3 hasta un 60% volumétrico de granos de diamante
con un recubrimiento de carburos, de carbonitruros y/o de nitruros
de Ti, de Ta, de Nb, de W, de Cr, de Mo, de V, de Zr, de Hf y/o de
Si.
23. Metal duro conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 22) y caracterizado porque el
agente aglutinante comprende el cobalto Co-fcc y/o
Co-hcp en forma de una solución sólida de W y/o de C
dentro del cobalto Co.
24. Metal duro conforme a las reivindicaciones
10) o 23) y caracterizado porque las constantes de retícula
de la solución sólida son por un 1 hasta un 5% mayores que las
constantes de retícula del cobalto puro.
25. Herramienta para los trabajos de
mecanización sobre todo de piedras, de hormigón y de asfalto, la
cual está provista de por lo menos un elemento de corte y la misma
está caracterizada porque el elemento de corte se compone de
un metal duro conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta
24).
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