Publication: Colloidal processing of Fe-based metalceramic composites with high content of ceramic reinforcement
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Publication date
2013-11
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Publisher
CSIC-Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
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Abstract
Major difficulties of processing metal-matrix composites by means of conventional powder metallurgy techniques are the lack of dispersion of the phases within the final microstructure. In this work, processing through colloidal techniques of the Fe-based metal-matrix composites, with a high content of a ceramic reinforcement (Ti(C,N) ), is presented for the first time in the literature. The colloidal approach allows a higher control of the powders packing and a better homogenization of phases since powders are mixed in a liquid medium. The chemical stability of Fe in aqueous medium determines the dispersion conditions of the mixture. The Fe slurries were formulated by optimising their zeta potential and their rheology, in order to shape bulk pieces by slip-casting. Preliminary results demonstrate the viability of this procedure, also opening new paths to the microstructural design of fully sintered Fe-based hard metal, with 50 vol. % of Ti(C,N) in its composition.
Las principales dificultades de procesamiento de materiales compuestos de matriz metálica por medio de técnicas convencionales pulvimetallurgicas es la falta de dispersión entre fases dentro de la microestructura final. Este trabajo describe por primera vez el procesamiento de materiales compuestos de matriz metálica de Fe, con un alto contenido de un refuerzo cerámico (Ti (C, N)), mediante técnicas coloidales. El procesamiento coloidal permite un mayor control sobre el empaquetamiento de polvos y una mejor homogeneización de las fases al mezclarse los polvos en un medio líquido. La estabilidad química del Fe en medio acuoso determina las condiciones de dispersión de la mezcla. Las suspensiones de Fe se formularon mediante la optimización del potencial zeta y de su reología, con el fin de dar forma a piezas compactas por colaje en molde de escayola. Los resultados preliminares mostrados demuestran la viabilidad del proceso, además de abrir nuevas vías al diseño microestructural de metales duros de matriz de Fe con un 50 vol. % de Ti(C,N) en su composición.
Las principales dificultades de procesamiento de materiales compuestos de matriz metálica por medio de técnicas convencionales pulvimetallurgicas es la falta de dispersión entre fases dentro de la microestructura final. Este trabajo describe por primera vez el procesamiento de materiales compuestos de matriz metálica de Fe, con un alto contenido de un refuerzo cerámico (Ti (C, N)), mediante técnicas coloidales. El procesamiento coloidal permite un mayor control sobre el empaquetamiento de polvos y una mejor homogeneización de las fases al mezclarse los polvos en un medio líquido. La estabilidad química del Fe en medio acuoso determina las condiciones de dispersión de la mezcla. Las suspensiones de Fe se formularon mediante la optimización del potencial zeta y de su reología, con el fin de dar forma a piezas compactas por colaje en molde de escayola. Los resultados preliminares mostrados demuestran la viabilidad del proceso, además de abrir nuevas vías al diseño microestructural de metales duros de matriz de Fe con un 50 vol. % de Ti(C,N) en su composición.
Description
Keywords
Iron, Carbonitride, Titanium, Colloidal processing, Rheology, Slip-casting, Metalceramic, Suspension, Hierro, Carbonitruro, Titanio, Procesamiento, Coloidal, Reología, Colaje, Metalocerámico, Agua, Dispersión
Bibliographic citation
Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, noviembre-diciembre 2013, vol. 52, n. 6, pp. 247-250