ABSTRACT Copper metal matrix composites reinforced with TiC 1 % (%w/w) and titanium mass with fractions of 10 %, 15 % and 20 % were synthesized and characterized in order to evaluate the porosity in the material generated by the presence of titanium and material hardness. The MMC’s were manufactured by powder metallurgical route that included: mechanical and ultrasonic mixing of Cu-Ti-TiC in liquid suspension of 2-propanol, following by drying with subsequent uniaxial cold compaction at 400 MPa. Sintering by abnormal glow discharge at 850 °C in 10 % nitrogen and 90 % argon atmosphere; sintering time of 30 minutes and later cooling. Sintered samples were characterized by X-ray diffraction to determine the material phases. The morphological and compositional characterization were performed by scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectrometer (EDS). Porosity in green and sintered conditions were estimated by digital image analysis. As a result, in the green samples were evidenced a porosity in the range between 5,2% and 7,21% with the three fractions of Ti. The sintered samples value close to 13,6% were obtained with concentrations of 20% of Ti. The X-ray diffraction analysis showed the majority presence of the Cu3Ti and CuTi2 phases at 850 °C. The results by SEM and EDS exhibited the distribution of titanium associated with diffusive phenomena during sintering process. The hardness data were determined with the use of Vickers microdurometer with a load of 100 gf, showing that the presence of higher titanium content had influenced the hardness due to the formation of intermetallic phases, increasing its values up to 454 HV.
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.