Abstract
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.
Highlights
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
Evaluation of structural changes in WC10Ni coatings deposited by laser cladding on tool steel EN 12379
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
Summary
Los materiales compuestos de matriz metálica basados en carburo de wolframio (WC), son conocidos por su combinación de propiedades de alta tenacidad y resistencia mecánica, así como elevada dureza y resistencia frente al desgaste. En los recubrimientos de WC por proyección térmica de alta velocidad (HVOF), aparecen problemas de porosidad y falta de adherencia tanto entre el recubrimiento y el substrato como entre partículas proyectadas. Las ventajas del procesado por láser, debidas a la alta concentración de energía, en la práctica suponen muchos inconvenientes para la obtención de recubrimientos de metal duro por laser cladding. Elementos como el cromo, silicio, hierro y vanadio, presentes en muchos aceros para herramientas pueden incorporarse al recubrimiento y formar estructuras de gran complejidad[5, 8, 9, 14 y 15]. El objetivo de este trabajo, es analizar la microestructura y evaluar los fenómenos de difusión que aparecen durante el proceso de reparación por laser cladding (LC), de un acero para herramienta EN 12379, con un alto contenido en cromo y otros elementos de aleación, mediante polvos de WC base níquel
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