A importância do Nitreto cúbico de Boro (cBN) reside em processos de usinagem de metais ferrosos de elevada dureza. Apesar do cBN ser superado pelo diamante em termos de dureza, ele é mais resistente a oxidação provocada pelo ferro sob altas temperaturas em torno de 700ºC. Os cristais de cBN podem ser obtidos pela síntese a partir da mistura de Nitreto hexagonal de Boro (hBN), aplicando altas pressões e altas temperaturas (HPHT), durante um determinado tempo. Para facilitar os processos de transformação do hBN em cBN, podem ser utilizados um ou mais catalisadores, tais como o magnésio, lítio e bário e outros. No presente trabalho o magnésio na forma de partículas de até 53µm foi utilizado como catalisador nas tentativas de síntese de cBN. Com o objetivo de identificar os parâmetros de síntese (HPHT) que possibilitam a obtenção de partículas de cBN, foram feitas calibrações de temperatura e pressão na prensa hidráulica de 630 toneladas utilizada nos experimentos. As sínteses foram realizadas, utilizando a mesma temperatura para quatro pressões de 5,0; 6,0; 7,0; e 8,0 GPa, durante 5 minutos. E logo após as sínteses foram obtidas imagens por microscopia eletrônica de varredura (MEV) de cada amostra fraturada, o que mostrou algumas formações de cBN.

The importance of the cubic Boron Nitride (cBN) lies in processes of machining of ferrous metals of raised hardness, where it substitutes the diamond. Despite the cBN being surpassed by the diamond in hardness terms, it has more oxidation resistance provoked by the iron under high temperatures around 700ºC. The cBN crystals can be gotten by the synthesis through the hexagonal boron nitride (hBN) applying High Pressures and High Temperatures (HPHT), during determined time. To facilitate the transformation of hBN to cBN, there can be applied one or more catalytic, such as magnesium, lithium, barium and others. In this work the magnesium in the particle form of until 53µm was used as catalytic in the attempts of cBN synthesis. With the objective to identify the synthesis parameters (HPHT) that they make possible the cBN particle attainment, calibrations of temperature and pressure in the hydraulic press of 630 ton used in the experiments had been made. Synthesis was carried out with the same temperature and four different values of pressure 5.0; 6.0; 7.0 and 8.0 GPa, for 5 minutes. After the synthesis, images had been gotten for Scanning Electron Microscope (SEM) of each broken sample, what it showed some formations of cBN.

O Nitreto Cúbico de Boro (cBN) é uma forma alotrópica sintética do nitreto de boro que é obtida sob condições de altas pressões e altas temperaturas (HPHT), geralmente a partir do nitreto hexagonal de boro (hBN). Compactos sinterizados de cBN são produzidos sinterizando cBN e ligantes na faixa de 6,0-8,0GPa e cerca de l600-2000°C em tempos que variam até 30 minutos. No presente trabalho, compósitos de cBN com ligantes a base de titânio em l0%p foram sinterizados em parâmetros de 7,7GPa e 2000K. Análises por MEV apresentaram uma estrutura parcialmente sinterizada. A dureza e resistência ao desgaste foram estudadas demonstrando resultados promissores. As propriedades mecânicas dos compósitos foram avaliadas em situações reais de trabalho, por meio de usinagem do aço AISI 4140 endurecido a 54-HRC.

Cubic boron nitride (cBN) is a synthetic allotropic form of boron nitride that is obtained under high pressure and high temperature (HPHT) conditions, usually from hexagonal boron nitride (hBN). Cubic boron nitride compacts are produced by sintering cBN with binder into HPHT conditions at range of 6,0-8,0GPa and temperature between 1600-2000°C during up to 30 minutes. In the present work, composites of cBN with titanium-based binders with cBN ratio of 90%w were sintered under HPHT conditions, 7,7GPa and 2000K. SEM analysis observations showed some porous, as sash, the structure was partially sintered. Hardness and wear resistance were carried through demonstrating good results. The mechanical investigations were performed using a turning machine and a AISI 4140 hardened steel cylinder with 54HRC, in real work conditions without cooling.