Evaluación de las transformaciones estructurales en recubrimientos de WC10Ni depositados por laser cladding sobre acero para herramienta EN 12379

Abstract

[ES] Los materiales compuestos de matriz metálica reforzados con carburos, son conocidos por su elevada resistencia a todos los tipos de desgaste, debido a la combinación de las partículas duras en una matriz metálica tenaz. Diferentes tipos de estos materiales, se han empleado en el desarrollo de nuevas herramientas de corte de altas prestaciones. La técnica de láser cladding(LC), permite obtener recubrimientos libres de defectos sobre zonas muy concretas, con un aporte de calor muy localizado. Pero en el caso de carburos de wolframio (WC), debido a la enorme absorción de energía y la diferencia de propiedades entre el metal base y la cerámica, puede producir una gran cantidad de defectos tales como grietas, poros, gran dilución de carburos, falta de adherencia, etc. El objetivo de este trabajo, es estudiar las transformaciones metalúrgicas que aparecen durante el procesado por láser de recubrimientos tipo cermet de WC10Ni, sobre acero de herramienta para trabajo en frío (EN 12379). Además se ha relacionado los parámetros de proceso con la generación de defectos. Para ello, se analiza su microestructura, composición y se obtienen perfiles de dureza en el recubrimiento y en el acero afectado por el calor. Los resultados muestran, que aunque el control de los parámetros del proceso reduce la generación de defectos, al depositar recubrimientos por solape de cordones, se produce gran cantidad de transformaciones debido a la disolución masiva de las partículas de WC y la difusión de elementos de aleación, desde el sustrato hacia el recubrimiento.

[EN] Carbide metal matrix composite materials are known for a high resistance to all types of wear. It is due to a beneficial combination of properties given by hard phase particles included in a tough matrix. Different kinds of those materials have been employed in the development of new high properties cutting tools. Laser cladding (LC) technique allows obtaining an accurate defect-free coating with a low thermal affectation of the component. But in the case of WC cermet coatings due to its high laser absorption and the different mechanical and thermal properties between substrate and coating can appear a wide range of different defects as cracks, pores, massive carbide dilution and lacks of adherence. The aim of the present work is to study the metallurgical transformations during LC process of WC cermet coating on cold work tool steel substrate (EN 12379). Also it has been related process parameters with defects generation. Microstructure and composition of the coating and the heat affected zone have been analysed. Microhardness evolution profile has been obtained. Results show that although process parameters control reduce the generation of defects, in the deposition of overlapped layers appear different metallurgical transformations related with massive WC decomposition and the diffusion of alloying elements from substrate to the coating.