專利名稱：硬質(zhì)合金廢料的回收處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金廢料的回收處理方法，應(yīng)用硬質(zhì)合金廢料和生產(chǎn)硬質(zhì)合金過(guò)程中產(chǎn)生的廢粉料或廢塊料，以及廢金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉和二氧化鎢，通過(guò)焙燒、還原、碳化和調(diào)整等工序制成碳化鎢-鈷復(fù)合粉末，然后生產(chǎn)硬質(zhì)合金產(chǎn)品的方法。
現(xiàn)有技術(shù)中回收利用硬質(zhì)合金廢料的方法較多，其中最常用的方法有選擇性電溶法和鋅熔法。選擇性電溶法是在電場(chǎng)作用下，使用適宜的浸取劑將硬質(zhì)合金廢塊料中的粘結(jié)劑鈷溶入浸取液中，再用化學(xué)冶金方法處理成氧化鈷，溶掉了粘結(jié)劑的廢塊料經(jīng)清洗、破碎研磨、脫氧后得到碳化鎢粉末，然后再生產(chǎn)硬質(zhì)合金產(chǎn)品。該辦法的不足之處是只限于處理鈷含量大于8%的鎢鈷類硬質(zhì)合金廢塊料，不能處理粉料和鈷含量小于8%的硬質(zhì)合金廢塊料，而且工藝過(guò)程和整套電解裝置較為復(fù)雜。鋅熔法是在900-1000℃溫度下使硬質(zhì)合廢料中的鈷與鋅形成鋅鈷合金，再經(jīng)真空蒸餾除鋅處理，然后破碎研磨得到碳化鎢-鈷混合粉末，再用該粉末制取硬質(zhì)合金產(chǎn)品。該方法雖然能處理各種鈷含量的塊料，但不適用于處理粉末廢料，同時(shí)在硬質(zhì)合金生產(chǎn)過(guò)程中存在著鋅污染、制品性能不高、生產(chǎn)費(fèi)用和能耗高、高溫真空技術(shù)和設(shè)備要求復(fù)雜等問(wèn)題。
綜上所述，選擇性電溶法和鋅熔法都只能處理硬質(zhì)合金廢塊料，不能處理粉末料和金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉等其它二次鎢原料，并且得到的硬質(zhì)合金產(chǎn)品中的碳化鎢晶粒度和粒度分布不易控制，受被處理硬質(zhì)合金廢料中的碳化鎢晶粒度和粒度分布的嚴(yán)重影響，因此存在著生產(chǎn)的硬質(zhì)合金產(chǎn)品質(zhì)量低、性能不穩(wěn)定的問(wèn)題，同時(shí)這兩種方法主要用于生產(chǎn)中、粗晶粒度硬質(zhì)合金產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是提供一種硬質(zhì)合金廢料的回收處理方法，應(yīng)用本方法能夠處理各種鈷含量的鎢鈷硬質(zhì)合金廢料及其生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢粉料和廢塊料，以及諸如廢金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉和二氧化鎢等二次鎢原料，通過(guò)焙燒、還原、碳化和調(diào)整等工序制成一種或多種鎢-鈷復(fù)合粉、碳化鎢-鈷復(fù)合粉或硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉制品。
本發(fā)明的構(gòu)思是這樣實(shí)現(xiàn)的，其工藝流程是二次鎢原料-破碎清洗-焙燒-球磨-還原-篩分-配碳-碳化-球磨篩分-調(diào)整-濕磨-壓制-燒結(jié)-鎢鈷類或鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金;或由調(diào)整-燒結(jié)-球磨篩分-硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉末。利用硬質(zhì)合金廢塊料經(jīng)磨碎成約5-30mm，清洗去掉銅、鐵等雜物，在空氣流通的加熱爐內(nèi)，溫度低于1000℃下，焙燒4-16小時(shí)后球磨，然后在爐內(nèi)溫度為760-960℃的條件下，通氫進(jìn)行還原反應(yīng)。焙燒時(shí)也向爐內(nèi)送入熱空氣或富氧空氣，除氫作還原劑外也可使用一氧化碳等還原性氣體，還原可以是分二次還原即第一次還原成中間化合物，第二次再還原成鎢-鈷復(fù)合粉末，但最好是一次直接還原成鎢-鈷復(fù)合粉末。在保證充分碳化以形成碳化鎢的前提下，向還原得到的復(fù)合粉末中配入碳黑，充分混合后在氫氣保護(hù)下，在不高于1200℃的溫度下進(jìn)行完全的碳化反應(yīng)，也可不用氫氣保護(hù)來(lái)用真空碳化的方式進(jìn)行碳化反應(yīng)。由于鈷的存在，碳化溫度關(guān)系到碳化產(chǎn)物的堅(jiān)硬程度，也關(guān)系到碳化反應(yīng)過(guò)程，因此碳化溫度是十分重要的，應(yīng)控制在800-1200℃之間。正確的碳化溫度和工藝過(guò)程能得到疏松易碎、游離碳小于0.1%的碳化鎢-鈷復(fù)合粉末。根據(jù)硬質(zhì)合金產(chǎn)品的要求，向碳化鎢-鈷復(fù)合粉末中補(bǔ)充或減少鈷量，或加入其它添加劑進(jìn)行調(diào)整，從而制成一種或多種鎢鈷類、鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金或碳化鎢-鈷硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉。調(diào)整既可以在還原前也可以在碳化前進(jìn)行。
本發(fā)明的效果在于使各種鈷含量的鎢鈷硬質(zhì)合金在使用和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢塊料、廢粉料、廢金屬鎢塊、鎢粉和二氧化鎢等二次鎢原料再生成硬質(zhì)合金制品和硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉，并提供了生產(chǎn)亞細(xì)碳化鎢晶粒度硬質(zhì)合金和硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉的一種途徑。用焙燒、還原、碳化和調(diào)整回收二次鎢原料，從而制得鎢鈷類或鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金或碳化鎢-鈷硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉，并且制成的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的碳化鎢晶粒度和粒度分布不受二次鎢原料的影響，同時(shí)鈷和碳化鎢分布十分均勻，碳化鎢晶粒度達(dá)0.6-1.0μm。下表中列出了用本發(fā)明回收處理二次鎢原料制取的硬質(zhì)合金的性能。
由表中性能數(shù)據(jù)可看出再生硬質(zhì)合金產(chǎn)品性能均超過(guò)同類產(chǎn)品的性能標(biāo)準(zhǔn)。
圖一是用本發(fā)明制取的鎢-鈷復(fù)合粉末的SEI圖;
圖二是用本發(fā)明制取的碳化鎢-鈷復(fù)合粉末的SEI圖;
圖三是用本發(fā)明制取的組號(hào)為1的硬質(zhì)合金相圖;
圖四是用本發(fā)明制取的組號(hào)為2的硬質(zhì)合金相圖。
本發(fā)明的實(shí)施例如下實(shí)施例一將已清洗好的硬質(zhì)合金廢料松散地鋪于舟皿內(nèi)，在敝開(kāi)爐門的熱空氣流動(dòng)的爐內(nèi)，溫度在750-950℃的條件下焙燒4-16小時(shí)。用硬質(zhì)合金球按球∶料＝3∶1之比，在硬質(zhì)合金球磨筒內(nèi)球磨1-5小時(shí)，分離球與料并除去未燒透的塊料，得到的WO3-CoWO4復(fù)合粉按料層厚度5-30mm裝舟，在760-960℃溫度下逆氫一次還原成鎢-鈷復(fù)合粉，過(guò)60目篩，再按生成Wc所需碳量配入炭黑并混合均勻，裝入舟內(nèi)。在氫氣保護(hù)下溫度為800-1200℃炭化生成Wc-Co復(fù)合料，用硬質(zhì)合金球磨裝置按球∶料＝3∶1球磨1-5小時(shí)，過(guò)80目篩即得到Wc-Co復(fù)合粉;另一種用廢鎢塊或鎢粉按上述過(guò)程制取含鈷0-3%的Wc-Co復(fù)合粉。用這兩種復(fù)合粉末調(diào)整鈷含量為6%并加入適量Tac，加乙醇后濕磨48-72小時(shí)，干燥過(guò)篩、壓制并在1420-1430℃溫度下燒結(jié)，得到鎢鈷硬質(zhì)合金，(圖三)。
實(shí)施例二用兩種鈷含量的Wo3-CoWo4復(fù)合粉調(diào)整鈷含量為3.7%，按實(shí)施例一制得Wc-Co復(fù)合粉，加乙醇后在硬質(zhì)合金球磨裝置內(nèi)濕磨24-48小時(shí)干燥過(guò)篩后壓制，并在1410-1430℃溫度下進(jìn)行常規(guī)燒結(jié)得到鎢鈷硬質(zhì)合金，(圖四)。
實(shí)施例三
用兩種鈷含量的W-Co復(fù)合粉調(diào)整鈷含量為13.17%，按實(shí)施例一制得Wc-Co復(fù)合粉，加入Wc-Tic復(fù)式碳化物使鈦含量達(dá)11.3%，加乙醇并在硬質(zhì)合金球磨筒內(nèi)濕磨56-72小時(shí)，干燥過(guò)篩后壓制并在1510-1530℃溫度下進(jìn)行常規(guī)燒結(jié)，制得鎢鈷鈦硬質(zhì)合金，(表中組號(hào)3)。
實(shí)施例四按實(shí)施例一制得的Wc-Co復(fù)合粉，調(diào)整鈷含量為17%，混合均勻后制粒并過(guò)60目篩，在1000-1300℃溫度下用氫氣保護(hù)燒結(jié)，適當(dāng)破碎后過(guò)篩，得到硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金廢料的回收處理方法，由選擇性電溶法和鋅熔法的破碎清洗、球磨工序組成，其特征是由二次鎢原料，包括使用過(guò)程中和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種鈷含量的硬質(zhì)合金廢塊料和粉料，廢金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉和二氧化鎢，進(jìn)行破碎清洗、焙燒、球磨、還原篩分、配碳、碳化、球磨篩分和調(diào)整工序制得鎢-鈷復(fù)合粉或碳化鎢-鈷復(fù)合粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于焙燒是將破碎清洗后的5-30mm的二次鎢原料松散地鋪于舟皿內(nèi)，敝開(kāi)爐門在熱空氣流動(dòng)的加熱爐內(nèi)溫度為750-950℃下焙燒4-16小時(shí)，得到的Wo3-CoWo4復(fù)合粉，在760-960℃溫度下逆氫一次還原成鎢-鈷復(fù)合粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征是碳化前向鎢-鈷復(fù)合粉中配定量炭黑，在800-1200℃溫度下用氫氣(或在真空無(wú)氫的條件下)進(jìn)行碳化反映。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是可在還原前后對(duì)Wo3-CoWo4、鎢-鈷復(fù)合粉中鈷量進(jìn)行調(diào)整，或在碳化后對(duì)Wc-Co復(fù)合粉中的鈷量進(jìn)行調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是用Wc-Co復(fù)合粉按通常硬質(zhì)合金的生產(chǎn)方法，制得Wc的晶粒度為0.6-1.0μm的鎢鈷類或鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金以及碳化鎢-鈷硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硬質(zhì)合金廢料的回收處理方法，用這種方法能將硬質(zhì)合金使用中和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢塊料、廢粉料；廢金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉和二氧化鎢，通過(guò)破碎清洗、焙燒、還原、碳化、調(diào)整及硬質(zhì)合金制造工序，制成鈷和碳化鎢分布十分均勻，碳化鎢晶粒度為0.6-1.0μm的鎢鈷類或鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金或硬質(zhì)合金噴涂(焊)粉。該方法工藝穩(wěn)定、設(shè)備無(wú)特殊要求，是一種生產(chǎn)品種多、質(zhì)量高、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單的回收處理方法。
文檔編號(hào)C22C29/00GK1054270SQ9110716
公開(kāi)日1991年9月4日 申請(qǐng)日期1991年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月19日
發(fā)明者李家杰, 駱麗安, 李冬蓮 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)自貢硬質(zhì)合金廠