Cermets

1.

Introducción ......................................................................................................................... ........................................................................................................................ 1

2.

Materiales para la fabricación de herramientas. ............................................................. 1 2.1.

Aceros para herramientas ......................................................... .......................................................................................... ................................. 2

2.2.

Materiales cerámicos y materiales superduros. ........................................................ ....................................................... 3

Cerámicos base Alúmina (Al2O3). ...................................................................................... 3 .................................................................................................... 4 Nitruro de Silicio (Si3N4). ....................................................................................................

Sialón (SiAlON). .......................................................... .................................................................................................................. ........................................................ 4 Diamante Policristalino. ...................................................................................................... ..................................................................................................... 4 Nitruro de Boro Cúbico. ..................................................................................................... 4 Carburos cementados y cermets ........................................................................................ 4 3.

Cermet .................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 5

4.

Desarrollo Histórico de los cermets ................................................................................... 5 4.1.

El refuerzo cerámico: Carbonitruro de Titanio ....................................................... 8

4.2.

Microestructura core/rim de cermets base TiCN. .................................................... .................................................... 9 Parámetros que influyen en la microestructura core/rim del cermet. ................... 10

5.

Procesamiento de Cermets ................................................................ ............................................................................................... ............................... 11

6.

Bibliografía ................................................................... ........................................................................................................................ ..................................................... 12

CERMET

1. Introducción Para una gran cantidad de aplicaciones industriales, un material monofásico no puede llegar a cumplir las especificaciones requeridas, por lo que se recurre al uso de una mezcla bifásica o multifásica. Con esto se consigue que las propiedades de los materiales se puedan adaptar, eligiendo adecuadamente sus componentes, sus proporciones, sus distribuciones, sus morfologías, la composición de la interfase, la cristalinidad, etc. En la actualidad, los materiales compuestos son prácticamente los únicos capaces de satisfacer las necesidades de las tecnologías relacionadas con las industrias aeroespacial, del automóvil, electrónica, de la construcción, energética o biomédica, y como resultado constituyen la familia más utilizada de materiales [1]. Un cermet es un material compuesto formado por materiales cerámicos y metales. Su nombre  proviene del inglés “ceramic metal”, en el presente trabajo estudiaremos a los cermet como material para la fabricación de herramientas por mecanizado. En la industria del mecanizado el cermet , está formado por una fase cerámica dura basada en TiC y Ti(C, N) y una fase metálica que actúa como cementante basada en Co y/o Ni . El uso de los cermets permite excelentes acabados superficiales y estrechos márgenes de tolerancias de fabricación en operaciones de fresado, corte o desbastado de alta velocidad en aleaciones de carbono, aceros, superaleaciones y otros materiales difíciles de mecanizar con herramientas convencionales [2]. A continuación estudiaremos el contexto en el que se encuentran los cermets, posteriormente se hará una definición más precisa, su evolución en el tiempo, propiedades y aplicaciones.

2. Materiales para la fabricación de herramientas. Las herramientas de corte juegan un papel importante en el mecanizado las cuales deben resistir la abrasión, la reacción química, la deformación plástica, y el choque térmico durante su aplicación. Lo que implica que deben poseer un conjunto de propiedades tales como: dureza, resistencia al desgaste, tenacidad, resistencia al choque térmico, resistencia a la corrosión, etc. Además debe presentar buen comportamiento a altas temperaturas. El material utilizado para la fabricación de la herramienta se elegirá atendiendo a la aplicación final de la pieza además de tener en cuenta consideraciones ambientales y económicas. La gran variedad de aplicaciones dentro del mecanizado de materiales, hace que los materiales utilizados en la fabricación de herramientas sean también muy diversos. Estos materiales se dividen en los siguientes grupos:     

Aceros de herramientas. Materiales cerámicos. Materiales superduros. Carburos cementados o Metal duro. Cermets.

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En la Figura 1 se muestra la relación entre la tenacidad, dureza a alta temperatura y velocidad de corte de los grupos de materiales mencionados.

 Figura 1: Materiales utilizados en la fabricación de herramientas de corte y su relación Dureza/Tenacidad

[3].

En la Figura 2 se puede observar la situación del mercado global de materiales para herramientas en el año 2011 [3]. Se observa que el material más utilizado es el carburo cementado o metal duro, seguido por los materiales superduros, a continuación los aceros de herramientas seguidos de cerca por los materiales cerámicos y, por último, los materiales con menor presencia en el mercado, los materiales compuestos tipo cermet.

 Figura 2 : Mercado global de los materiales para herramientas [3].

A continuación se realiza una breve descripción de cada uno de estos grupos de materiales destinados a la fabricación de herramientas.

2.1. Aceros para herramientas Según AISI (Instituto americano del hierro y del acero), los aceros de herramientas se clasifican en diferentes grupos atendiendo a los elementos de aleación presentes, aplicaciones a l as que están destinados o el tratamiento térmico indicado.

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En la Tabla 1 se presentan los principales grupos de aceros de herramientas en la clasificación AISI, la letra con la que se identifica a cada uno de ellos y su composición [4]. Tabla 1. Clasificación AISI de aceros para herramientas [4].

Grupo

Símbolo

Descripción

Alta velocidad (rápidos) Alta velocidad (rápidos) Trabajo en caliente Trabajo en frío Trabajo en frío Trabajo en frío Resistencia al impacto Propósitos específicos Propósitos específicos Moldes Templables al agua

T M H A D O S L F P W

Base Tungsteno (%W: 11.75-19) Base Molibdeno (%Mo: 3.25-10.0) Base Cr, W, Mo Media aleación, temple al aire Alto Cr, alto C (%Cr: 11.5-13.5) Templables al aceite Medio carbono, al Si Baja aleación, medio-alto carbono Alto carbono, al W Baja aleación, bajo carbono Alto carbono

2.2. Materiales cerámicos y materiales superduros. Los materiales cerámicos y materiales superduros utilizados para la fabricación de herramientas se muestran la Tabla 2. Tabla 2. Materiales cerámicos y materiales superduros utilizados en la fabricación de herramientas [5].

Materiales Cerámicos

Materiales Superduros

Alúmina  Nitruro de Silicio (Si3 N4) Sialón(SiAlON)

Nitruro de Boro Cubico (cBN) Diamante Policistalino (PCD)

Los materiales cerámicos utilizados en la fabricación de herramientas se dividen en tres grupos: cerámicos base alúmina, nitruro de silicio y sialón. Los materiales cerámicos presentan excelente resistencia al desgaste a velocidades de corte elevadas. La aplicación más habitual es en operaciones de torneado a alta velocidad, pero también se emplean en operaciones de ranurado y fresado. Entre las limitaciones generales de las cerámicas se incluyen su resistencia a los cambios  bruscos de temperatura y tenacidad a la fractura. [5]. Cerámicos base Alúmina (Al2O3).

Existen principalmente tres grupos de materiales base alúmina: 

Alúmina + Circona (Al2O3 + 2‐5 % ZrO2).

La circona aumenta la tenacidad a fractura sin disminuir la resistencia al desgaste. Sin embargo, debido a su baja conductividad térmica este material es susceptible al choque térmico. Su dureza es similar a la del carburo cementado. 

Alúmina + 30‐40 % TiC o TiN.

Aumenta considerablemente la dureza de la alúmina tanto a temperatura ambiente como a temperaturas superiores (alrededor de 200 unidades Vickers). Además aumenta la tenacidad y la conductividad térmica.

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Alúmina + 25 % SiC (whiskers).

El SiC en forma de whiskers actúa como refuerzo y aumenta la tenacidad de la alúmina. Ideal  para mecanizar aleaciones base Ni. Nitruro de Silicio (Si3N4).

Tiene cristales alargados que forman un material auto reforzado de alta tenacidad y buena resistencia al desgaste y al choque térmico. Las calidades de nitruro de silicio son favorables en fundición gris, pero la falta de estabilidad química limita su utilización en otros materiales. Sialón (SiAlON).

La composición de estos materiales incluye; SiO2, Al2O3, Si3 N4 y un pequeño porcentaje de Y2O3. Este material presenta un bajo coeficiente de expansión térmica lo que reduce las tensiones en los cambios de temperatura. Combina la resistencia de la red auto reforzada de nitruro de silicio con una mejora de la estabilidad química. Son ideales para mecanizar superaleaciones termorresistentes. Los materiales superduros utilizados en la fabricación de herramientas son el Diamante Policristalino y el Nitruro de Boro Cúbico: Diamante Policristalino.

Es el material con la mayor dureza y presenta la mayor resistencia a la abrasión de todos los grupos de materiales utilizados en la fabricación de herramientas. Es ideal para mecanizado de cualquier material no férreo incluido el carburo cementado; pero no está indicado para mecanizado de materiales ferrosos debido a la afinidad Fe‐C. Se utiliza en la industria automovilística y aeronaútica debido a la excelente superficie de acabado tras el corte a alta velocidad en aleaciones de aluminio. Nitruro de Boro Cúbico.

Presenta la segunda dureza más alta y una gran resistencia al desgaste y alta estabilidad térmica, que mantiene incluso en contacto con aceros a temperaturas cercanas a la de fusión. Este material es prometedor para un amplio rango de aplicaciones porque presenta un bajo desgaste y por lo tanto una larga vida de herramienta. Carburos cementados y cermets

Ambos grupos de materiales, carburos cementados y cermets, son materiales compuestos metal‐ cerámicos y se encuentran dentro del grupo de los hard materials (materiales duros). Su desarrollo comenzó prácticamente de manera simultánea. En 1923 se patentó el primer carburo cementado, WC‐Co y poco después, en 1931, se patentó el primer material duro libre de WC al que se denominó “cermet” y cuya fase dura fue TiC.

En esencia ambos grupos de materiales se componen de un fase dura y corresponde con diferentes carburos como WC, TiC, NbC o TaC; embebidos en una matriz metálica de Ni, Co, Fe, etc. Y además se añaden otros carburos elementos de transición como WC, TaC, NbC, VC ó Mo2C para mejorar propiedades concretas [6]. Sin embargo, en la industria de los materiales para herramientas de corte se distinguen estos dos grandes grupos. El término carburo cementado, en Europa, o metal duro, en EEUU, engloba aquellos materiales compuestos cuyo refuerzo mayoritario es WC, mientras que el término cermet ha quedado reservado para aquellos materiales compuestos con TiC ó TiCN como fase dura principal.

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3. Cermet Existen varias definiciones de cermet en uso. Según German [7], un cermet es un material compuesto que consta de partículas cerámicas unidas con una matriz de metal. El término original fue acuñado por unirse “cerámic” y “metal” en una sola palabra para describir al compuesto. Kolaska y Ettmayer [8] definen a los cermets como metales duros sinterizados que contienen TiC y TiN con exclusión de los metales duros WC-Co. Mari [9], define cermets de la siguiente manera. La designación "cermet" ha sido históricamente reservado para los metales duros a base de TiC en comparación con el WC. Entre los carburos cementados, los basados en el sistema de WC-Co son los más generalizados, mientras que el sistema más utilizado entre los cermets basados en TiC es TiCx N1- x –  Mo –  Ni. Finalmente Lengauer [10] da una definición más precisa. Los cermets se basan en Ti (C, N) y  presentan, por lo tanto, una fase dura puramente (FCC). Presentan una alta resistencia al desgaste a altas velocidades de corte en comparación con metales duros WC-Co convencionales. También muestran altos periodos de vida útil y una buena calidad de la superficie en materiales mecanizados. Las partículas de material duro de cermets muestran una estructura core-rim que está formado por la variación de la estabilidad química de sus componentes, así como por la interacción entre el metal fundido y aglutinante las fases duras durante la sinterización en fase líquida. Las partículas de material duro son ricos en nitrógeno y están rodeados por una fase de recubrimiento que es rica en los elementos de aleación Mo y W. Este recubrimiento mejora la humectabilidad por el aglutinante y por lo tanto hace que presente propiedades superiores.

4. Desarrollo Histórico de los cermets Los primeros cermets desarrollados estaban formados por TiC y Ni. Aunque mostraban una elevada dureza y una aceptable resistencia a la formación de defectos, presentaban una menor tenacidad y resistencia al desgaste por abrasión que los carburos cementados. Un salto cualitativo en las propiedades se consiguió con la sustitución de Ni por Ni-Mo como fase cementante, lo que  permitió una mejora en la capacidad de sinterización del material gracias a una mejor mojabilidad de las partículas cerámicas por parte de la fase metálica. Aunque estos nuevos cermets  presentaban mejores rendimientos, que permitieron ampliar su campo de aplicación a procesos de mecanizado en condiciones de mayor impacto y alta precisión, la baja tenacidad y el desgaste por abrasión seguían siendo una importante desventaja. Posteriormente, se consiguieron pequeñas mejoras añadiendo nuevos elementos a la fase metálica o introduciendo pequeñas cantidades de otros aditivos cerámicos. Por ejemplo, la adición de Al en pequeñas cantidades producía el endurecimiento de la fase cementante.  No fue hasta la introducción del nitrógeno en la composición de los cermets, que no se produjo una notoria mejoría en la resistencia al desgaste y a la deformación plástica, así como una mayor resistencia a la fractura, que los hacía menos propensos a sufrir daños. Inicialmente, el nitrógeno se introducía como una mezcla de TiC y TiN y posteriormente mediante una fase cerámica del tipo Ti(C, N), dando origen a los cermets actuales. Estos nuevos cermets permitían mecanizar  piezas de mayor dureza y a más alta velocidad. Sin embargo, la inferior tenacidad de fractura que aún presentaban en relación con los carburos cementados comerciales, dificultaba la extensión de sus aplicaciones a otros procesos de mecanizado, a pesar de las ventajas selectivas que poseían

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relacionadas con una menor densidad y la mayor disponibilidad de una materia prima más barata. Por ello, se prosiguió realizando un continuado proceso de optimización tendente a mejorar la tenacidad de los cermets sin detrimento de sus excelentes propiedades, entre las que destacaba la resistencia al desgaste. Esta mejora se ha llevado a cabo actuando paralelamente sobre la composición química de las fases cerámicas y metálicas, al introducir distintos aditivos, y sobre la microestructura, modificando entre otros aspectos el tamaño y la distribución de las partículas cerámicas y las  proporciones relativas de las distintas fases presentes. Más concretamente, la mejora de las  propiedades se ha realizado principalmente introduciendo aditivos cerámicos, especialmente carburos de metales de transición de los grupos IV-B (Hf, Zr), V-B (V, Nb, Ta) y VI-B (Cr, Mo, W) [11]. Cabría destacar los efectos de mejora de la dureza a alta temperatura y de la resistencia al choque térmico que se producen con la adición de TaC y NbC [12]. Asimismo, se observa una reducción del tamaño de partícula de la fase cerámica y un pequeño aumento de la resistencia a la fractura. La adición de MO2C produce una mejora en la sinterabilidad y con ello, una disminución de la porosidad final en el cermet, mejorando de manera global el comportamiento mecánico del material. Añadir VC produce también una importante inhibición del crecimiento de grano de la fase cerámica durante el proceso de sinterización [13]. También es posible modificar las propiedades del cermet variando la composición de la fase cementante. Se ha observado que mientras los cermets con cobalto presentan una dureza más elevada, los que contienen níquel poseen mayor resistencia a la fractura. El uso de una mezcla de ambos da lugar a una tenacidad de fractura mejorada con respecto a sus componentes individuales. Además, la introducción de cobalto mejora la resistencia a la corrosión del níquel. Adicionalmente, otros metales, como Al, Cr, Mo, Fe, W, Mn, Zr o Ce son añadidos en pequeñas  proporciones para modular en cierta medida las propiedades finales del cermet [14]. Recientemente, se están introduciendo nuevas fases cementantes basadas en aleaciones de alta entropía de mezcla (HEA, High Entropy Alloy), que son soluciones sólidas de al menos cinco componentes con igual o similar contenido atómico [15]. Estas aleaciones tienen tendencia a formar estructuras simples, FCC y BCC, en lugar de compuestos intermetálicos, ya que la alta entropía configuracional reduce la energía libre del sistema estabilizando dichas estructuras simples. Metales como Al, Cr, Fe, Co, Ni, Mo, Ta, Hf, Zr, Cu o Ru son introducidos en estas HEA, consiguiéndose un buen compromiso entre tenacidad y dureza. En la figura 3 se exponen algunos parámetros composicionales que pueden ser ajustados para variar las propiedades de los cermets.

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 Figura 3: Representación esquemática indicando los parámetros composicionales ajustables en cermets

 basados en Ti(C, N) [16].

En la tabla 3 [16] se presenta un resumen de la evolución que ha sufrido la composición química de los cermets basados en Ti(C, N) y que ha dado lugar a avances significativos en las propiedades mecánicas. Tabla 3. Evolución de la composición química y microestructura de los cermets basados en Ti (C, N)

enfocada a mejorar sus propiedades mecánicas [16]. Año de desarrollo

Fase cerámica

Fase cementante

1931 1970 1974 1980-1983 1988 1988 1991 2005 2011 2013

Ti(C,N) Ti(C,N) (Ti,Mo)(C,N) (Ti,W,Mo)(C,N) (Ti,Ta,Nb,V,W,Mo)(C,N) (Ti,Ta,Nb,V,W)(C,N) (Ti,Ta,Nb,V,W,Mo)(C,N) Ultrafine Ti(C,N) Ultrafine (Ti,Mo,W)(C,N) Ti(C,N)

Ni (Co,Fe) Ni-Mo Ni-Mo Ni-Mo-AI (Ni,Co)-Ti2AlN Ni-Co Ni-Cr Ni Ni-Co HEA (AI,Co,Cr,Fe,Ni)

Todo el esfuerzo realizado en el desarrollo de los cermets ha hecho que los actuales presenten una  buena resistencia al desgaste, una baja tendencia a la adhesión, la abrasión, la difusión y la oxidación y, por tanto, a la formación de cráteres y de filos recrecidos, y fundamentalmente unas  buenas prestaciones mecánicas a alta temperatura (dureza y resistencia a la deformación). Estas  propiedades son, en gran parte, superiores a las de los carburos cementados [16]. Por otra parte, aunque algunos cermets de última generación han mostrado poseer una tenacidad de fractura y una resistencia a la ruptura transversal que se aproxima a la de los carburos cementados, siguen  presentando una menor resistencia a la compresión y al choque térmico (debido a una conductividad térmica inferior), por lo que exhiben una tolerancia al daño menor, especialmente en procesos de cortes interrumpidos.

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Por estas razones, los cermets se emplean principalmente en procesos que requieren alta precisión y fiabilidad, como pueden ser las operaciones de acabado y semiacabado superficial de alta velocidad, ya que presentan una excelente precisión dimensional (tolerancias), no generan rebabas y las piezas no necesitan ser rectificadas [17]. Además, las herramientas presentan una elevada vida media y es posible el mecanizado en seco sin que se produzca un excesivo calentamiento de la pieza de trabajo. Las casas comerciales recomiendan el uso de cermets en aceros y hierros fundidos por su escasa interacción química y adherencia con materiales ferrosos, sin embargo, son menos adecuados para metales no ferrosos (aluminio, latón), aleaciones resistentes al calor (Inconel), aleaciones de titanio y aceros endurecidos y, en general, para materiales de dureza superior a 52-54 HRC.

4.1.

El refuerzo cerámico: Carbonitruro de Titanio

El Carbonitruro de Titanio es una solución sólida de TiC y TiN. Estos dos compuestos binarios  presentan una solubilidad completa y se combinan formando la solución sólida subestequiométrica: Ti (C1‐x Nx), donde 0 ≤ x ≤ 1. Su estructura es Cúbica Centrada en  Caras (FCC) tipo NaCl. El Ti ocupa las posiciones FCC; y el C y el N se sitúan de manera arbitraria en las posiciones octaédricas como se observa en la Figura 4.

 Figura 4: Estructura FCC tipo NaCl del Carbonitruro de Titanio [5].

Las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas del Carbonitruro de Titanio, Ti (C1‐x Nx), se encuentran en valores intermedios entre las del TiC y las del TiN; de manera que varían con la estequiometría del compuesto. Algunas de las propiedades de estos dos compuestos binarios se  pueden observar en la Tabla 4 [5]. En conclusión, el TiCN posee las propiedades de ambos, TiC y TiN: alta dureza, alto punto de fusión, alta resistencia a la corrosión, excelente resistencia al desgaste, buena estabilidad química, alta conductividad térmica y eléctrica.

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CERMET Tabla 4. Propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas de TiC y TiN

[5].

Propiedad

TiC

TiN

Peso molecular (g/mol)

59,9

61,9

Parámetro de red (Å)

4,32

4,24

Densidad (g/cm3)

4,91

5,39

Punto de fusión (°C)

3067

2950

Resistividad eléctrica (μΩ.cm)

68

20

Conductividad térmica (W/mK)

17-24

29

Coeficiente de expansión térmica (10-6/°C)

7,4

9,3

Dureza Vickers (GPa)

28-35

18-21

Módulo de Young (GPa)

414-510

250

4.2.

Microestructura core/rim de cermets base TiCN.

Los cermets base TiCN presentan reacciones durante la sinterización que reflejan en una compleja microestructura, en la cual las partículas de TiCN muestran una estructura conocida como core/rim. El núcleo de las partículas de TiCN ( “core”) consiste en TiCN sin disolver y alrededor de este núcleo crece la llamada zona rim, la cual consiste en la solución sólida (Ti, M) (C, N) formada  por los metales presentes en la matriz (W, Mo, V, Ta, Nb) con el TiCN. En algunos casos la zona rim presenta dos subzonas, una interior más rica en metales pesados y otra exterior. Este tipo de microestructura se denomina core/rim de grano regular, mientras que si la zona exterior sólo presenta una composición la microestructura se llama core/rim de grano inverso, ambas microestructuras se pueden observar en la Figura 5 [5].

 Figura 5: Microestructura core/rim de grano inverso (a) y grano regular (b) típica de las

 partículas de refuerzo en cermet base TiCN [5].

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La formación de la microestructura core/rim ha sido ampliamente estudiada y está aceptado que el mecanismo de formación es un mecanismo de disolución‐ precipitación de las partículas de refuerzo en la matriz metálica [18], y no una descomposición como propuso Rudy [19] o formada  por la difusión de los elementos de la matriz a las partículas de refuerzo como propusieron Moskowitz et al. [20].

Parámetros que influyen en la microestructura core/rim del cermet.



Influencia del contenido de carbono.

El contenido de carbono en la matriz de cermets base TiCN juega un papel importante en la microestructura y propiedades de los cermets ya que rige diversos parámetros como: ‐ Favorece la disolución de elementos pesados en la matriz metálica ‐ Promueve el mecanismo disolución‐ precipitación durante la sinterización, es decir, facilita la formación de fases sólidas (Ti, M) (C, N) ‐ Influye en la estequiometria del Ti (Cx Nx‐1). 

Influencia de los carburos secundarios.

Por lo general la adición de carburos secundarios se realiza para mejorar la mojabilidad entre matriz y refuerzo mejorando así la unión entre estas dos fases. Los carburos secundarios más comunes son WC, VC, NbC, Cr 3C2, TaC, Mo2C. Todos estos carburos comparten la característica de presentar una baja entalpía de formación (Tabla 5) [21]; esta baja estabilidad permite su disolución durante la sinterización. Tabla 5: Entalpia de formación de los carburos secundarios utilizados en cermets [21]

Carburos

TaC

NbC

VC

Cr 3C2 

TaC

Mo2C

Entalpia de formación (KJ/mol)

-183,.7

-142,3

-126,4

89,7

-35,1

-17,6

WC y Mo2C: Mejoran la mojabilidad entre las fases porque forman la solución sólida (Ti, M)

(C, N) alrededor de las partículas de TiCN, dando lugar a la estructura core ‐rim, así se obtienen microestructuras finas con buena unión entre matriz y refuerzo. Esto se traduce en un aumento de la tenacidad, de la resistencia y de la dureza. Pero si el porcentaje de WC es superior 20 % o el de Mo2C a 15 %, se forma un anillo (rim) de mayor espesor y empeoran las propiedades del cermet [22]. TaC y NbC: También forman solución sólida alrededor de TiCN pero al presentar estructura

cubica al igual que el TiCN la fracción en volumen en el anillo puede ser superior. La adición de estos carburos aumenta la deformación plástica y la dureza a alta temperatura del cermet. Pero  porcentajes superiores al 10 % en peso aumentan la porosidad de la pieza disminuyendo la dureza y tenacidad del cermet. VC y Cr3C2: la solubilidad de estos carburos es superior en la matriz metálica que el TiCN. Al

estar disueltos en la matriz inhiben el crecimiento del núcleo de las partículas de refuerzo [23].

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5. Procesamiento de Cermets La mayoría de los procesos de fabricación de cermet se basan en técnicas de metalurgia de polvos (MP). El polvo metálico y cerámico se mezcla y luego se muelen en molinos de bolas o molinos Attritor. Durante la operación de molienda, se añade un lubricante orgánico humectante con el fin de aglomerar el polvo, evitar la oxidación, y lubricar las partículas de deslizamiento. Algunos lubricantes orgánicos pueden ser poliglicoles o ceras de parafina disueltos en hexano, acetona, o alcoholes. El propósito de la etapa de molienda es obtener una distribución homogénea del tamaño de grano de cerámica y para cubrir los polvos de cerámica con el metal, lo que facilita la sinterización. La suspensión obtenida después de la molienda se seca a continuación para eliminar el disolvente. El secado por pulverización es la técnica más utilizada para este propósito. Después de esta operación el polvo toma el aspecto de gránulos esféricos con un diámetro típico de 0.10.5 mm. Después de las etapas de procesamiento en frío, los cermets se obtienen por procedimientos de MP a alta temperatura. El método más utilizado es la sinterización. Esto se lleva a cabo generalmente en hornos batch al vacío, o gas inerte, o hidrógeno. La elección entre la sinterización sólida y en fase líquida depende del sistema particular cerámico-metal. La sinterización en fase líquida se adapta bien a los sistemas utilizados para herramientas de corte de metal duro. La densificación, reforzada por la presencia de una fase líquida, implica tres etapas: el reordenamiento de las partículas, la solución de precipitación, y engrosamiento de los granos [24]. El reordenamiento requiere una buena humectación de modo que las fuerzas capilares pueden  promover el colapso de la estructura del polvo. Solución-precipitación requiere una solubilidad adecuada de la fase dura en la fase líquida. El engrosamiento de los granos de cerámica debe ser controlada a fin de lograr una estructura homogénea. La Figura 6 muestra, por ejemplo, un cermet sinterizado de polvos de TiCN, Mo2C, y níquel. Los granos de cerámica asumen una morfología típica core-rim. El núcleo corresponde a las partículas no disueltas, mientras que el rim es producido al sinterizar por reacción y precipitación de la fase líquida del Ti (Mo) C cubico.

 Figura 6: TiCN – 6.2 vol. % Mo 2C – 6.3 vol. % Ni cermet donde se aprecia claramente la estructura core-

rim [9].

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