Efecto del contenido de titanio en la porosidad y dureza de un compuesto Cu-Ti-TiC sinterizado por descarga luminiscente anormal

Abstract

RESUMEN Se ha sintetizado y caracterizado un material compuesto de matriz metálica (MMC) base cobre, reforzado con carburo de titanio al 1 % (%w/w) y titanio en fracciones de masa del 10 %, 15 % y 20 %, con el fin de evaluar la porosidad y dureza en el material generada por la presencia del titanio en la matriz metálica. El MMC fue manufacturado por medio del proceso pulvimetalúrgico que comprendió: mezclado mecánico y ultrasónico de polvos de Cu-Ti-TiC en suspensión liquida de 2-propanol, posterior secado y compactación uniaxial en frío a 400 MPa, sometiéndolo a sinterización por descarga luminiscente anormal a 850 °C, empleando una atmósfera de 10 % de nitrógeno y 90 % de argón con un tiempo de sinterizado de 30 minutos. Los MMC fueron caracterizados estructuralmente por difracción de rayos X con el fin de determinar las fases presentes. La caracterización morfológica y composicional fue realizada por microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de energías dispersas de rayos (EDS). La porosidad en verde y de los sinterizados fue estimada por medio de SEM, seguida de análisis digital de imágenes. Como resultado se evidencia que los MMC en verde exhibieron una porosidad en el rango de 5,20 % y 7,21 % en las tres fracciones de Ti y en los sinterizados se obtuvieron valores cercanos al 13,6 % con concentraciones del 20% de titanio. El análisis de difracción de rayos X, evidenció la presencia mayoritaria de las fases Cu3Ti y CuTi2 a 850 °C. Las imágenes por SEM y EDS mostraron la distribución de titanio asociada a fenómenos difusivos durante la sinterización. La dureza fue determinada con el empleo de un microdurómetro con una carga de 100 gf, mostrando que el incremento de los contenidos de titanio, ha influenciado en la dureza debido a la presencia de fases intermetálicas, obteniéndose valores de hasta 454 HV.