硬質合金廢料的回收處理方法
2023-06-17 13:06:11
專利名稱：硬質合金廢料的回收處理方法
技術領域：
本發明涉及一種硬質合金廢料的回收處理方法，應用硬質合金廢料和生產硬質合金過程中產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，通過焙燒、還原、碳化和調整等工序製成碳化鎢-鈷複合粉末，然後生產硬質合金產品的方法。
現有技術中回收利用硬質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作用下，使用適宜的浸取劑將硬質合金廢塊料中的粘結劑鈷溶入浸取液中，再用化學冶金方法處理成氧化鈷，溶掉了粘結劑的廢塊料經清洗、破碎研磨、脫氧後得到碳化鎢粉末，然後再生產硬質合金產品。該辦法的不足之處是只限於處理鈷含量大於8%的鎢鈷類硬質合金廢塊料，不能處理粉料和鈷含量小於8%的硬質合金廢塊料，而且工藝過程和整套電解裝置較為複雜。鋅熔法是在900-1000℃溫度下使硬質合廢料中的鈷與鋅形成鋅鈷合金，再經真空蒸餾除鋅處理，然後破碎研磨得到碳化鎢-鈷混合粉末，再用該粉末製取硬質合金產品。該方法雖然能處理各種鈷含量的塊料，但不適用於處理粉末廢料，同時在硬質合金生產過程中存在著鋅汙染、製品性能不高、生產費用和能耗高、高溫真空技術和設備要求複雜等問題。
綜上所述，選擇性電溶法和鋅熔法都只能處理硬質合金廢塊料，不能處理粉末料和金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉等其它二次鎢原料，並且得到的硬質合金產品中的碳化鎢晶粒度和粒度分布不易控制，受被處理硬質合金廢料中的碳化鎢晶粒度和粒度分布的嚴重影響，因此存在著生產的硬質合金產品質量低、性能不穩定的問題，同時這兩種方法主要用於生產中、粗晶粒度硬質合金產品。
本發明的目的是提供一種硬質合金廢料的回收處理方法，應用本方法能夠處理各種鈷含量的鎢鈷硬質合金廢料及其生產過程中產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，通過焙燒、還原、碳化和調整等工序製成一種或多種鎢-鈷複合粉、碳化鎢-鈷複合粉或硬質合金噴塗(焊)粉製品。
本發明的構思是這樣實現的，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-調整-溼磨-壓制-燒結-鎢鈷類或鎢鈷鈦類硬質合金;或由調整-燒結-球磨篩分-硬質合金噴塗(焊)粉末。利用硬質合金廢塊料經磨碎成約5-30mm，清洗去掉銅、鐵等雜物，在空氣流通的加熱爐內，溫度低於1000℃下，焙燒4-16小時後球磨，然後在爐內溫度為760-960℃的條件下，通氫進行還原反應。焙燒時也向爐內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-鈷複合粉末，但最好是一次直接還原成鎢-鈷複合粉末。在保證充分碳化以形成碳化鎢的前提下，向還原得到的複合粉末中配入碳黑，充分混合後在氫氣保護下，在不高於1200℃的溫度下進行完全的碳化反應，也可不用氫氣保護來用真空碳化的方式進行碳化反應。由於鈷的存在，碳化溫度關係到碳化產物的堅硬程度，也關係到碳化反應過程，因此碳化溫度是十分重要的，應控制在800-1200℃之間。正確的碳化溫度和工藝過程能得到疏鬆易碎、游離碳小於0.1%的碳化鎢-鈷複合粉末。根據硬質合金產品的要求，向碳化鎢-鈷複合粉末中補充或減少鈷量，或加入其它添加劑進行調整，從而製成一種或多種鎢鈷類、鎢鈷鈦類硬質合金或碳化鎢-鈷硬質合金噴塗(焊)粉。調整既可以在還原前也可以在碳化前進行。
本發明的效果在於使各種鈷含量的鎢鈷硬質合金在使用和生產過程中產生的各種廢塊料、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合金製品和硬質合金噴塗(焊)粉，並提供了生產亞細碳化鎢晶粒度硬質合金和硬質合金噴塗(焊)粉的一種途徑。用焙燒、還原、碳化和調整回收二次鎢原料，從而製得鎢鈷類或鎢鈷鈦類硬質合金或碳化鎢-鈷硬質合金噴塗(焊)粉，並且製成的硬質合金產品的碳化鎢晶粒度和粒度分布不受二次鎢原料的影響，同時鈷和碳化鎢分布十分均勻，碳化鎢晶粒度達0.6-1.0μm。下表中列出了用本發明回收處理二次鎢原料製取的硬質合金的性能。
由表中性能數據可看出再生硬質合金產品性能均超過同類產品的性能標準。
圖一是用本發明製取的鎢-鈷複合粉末的SEI圖;
圖二是用本發明製取的碳化鎢-鈷複合粉末的SEI圖;
圖三是用本發明製取的組號為1的硬質合金相圖;
圖四是用本發明製取的組號為2的硬質合金相圖。
本發明的實施例如下實施例一將已清洗好的硬質合金廢料鬆散地鋪於舟皿內，在敝開爐門的熱空氣流動的爐內，溫度在750-950℃的條件下焙燒4-16小時。用硬質合金球按球∶料＝3∶1之比，在硬質合金球磨筒內球磨1-5小時，分離球與料並除去未燒透的塊料，得到的WO3-CoWO4複合粉按料層厚度5-30mm裝舟，在760-960℃溫度下逆氫一次還原成鎢-鈷複合粉，過60目篩，再按生成Wc所需碳量配入炭黑並混合均勻，裝入舟內。在氫氣保護下溫度為800-1200℃炭化生成Wc-Co複合料，用硬質合金球磨裝置按球∶料＝3∶1球磨1-5小時，過80目篩即得到Wc-Co複合粉;另一種用廢鎢塊或鎢粉按上述過程製取含鈷0-3%的Wc-Co複合粉。用這兩種複合粉末調整鈷含量為6%並加入適量Tac，加乙醇後溼磨48-72小時，乾燥過篩、壓制並在1420-1430℃溫度下燒結，得到鎢鈷硬質合金，(圖三)。
實施例二用兩種鈷含量的Wo3-CoWo4複合粉調整鈷含量為3.7%，按實施例一製得Wc-Co複合粉，加乙醇後在硬質合金球磨裝置內溼磨24-48小時乾燥過篩後壓制，並在1410-1430℃溫度下進行常規燒結得到鎢鈷硬質合金，(圖四)。
實施例三
用兩種鈷含量的W-Co複合粉調整鈷含量為13.17%，按實施例一製得Wc-Co複合粉，加入Wc-Tic複式碳化物使鈦含量達11.3%，加乙醇並在硬質合金球磨筒內溼磨56-72小時，乾燥過篩後壓制並在1510-1530℃溫度下進行常規燒結，製得鎢鈷鈦硬質合金，(表中組號3)。
實施例四按實施例一製得的Wc-Co複合粉，調整鈷含量為17%，混合均勻後制粒並過60目篩，在1000-1300℃溫度下用氫氣保護燒結，適當破碎後過篩，得到硬質合金噴塗(焊)粉。
權利要求
1.一種硬質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，其特徵是由二次鎢原料，包括使用過程中和生產過程中產生的各種鈷含量的硬質合金廢塊料和粉料，廢金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉和二氧化鎢，進行破碎清洗、焙燒、球磨、還原篩分、配碳、碳化、球磨篩分和調整工序製得鎢-鈷複合粉或碳化鎢-鈷複合粉。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於焙燒是將破碎清洗後的5-30mm的二次鎢原料鬆散地鋪於舟皿內，敝開爐門在熱空氣流動的加熱爐內溫度為750-950℃下焙燒4-16小時，得到的Wo3-CoWo4複合粉，在760-960℃溫度下逆氫一次還原成鎢-鈷複合粉。
3.根據權利要求1所述的處理方法，其特徵是碳化前向鎢-鈷複合粉中配定量炭黑，在800-1200℃溫度下用氫氣(或在真空無氫的條件下)進行碳化反映。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵是可在還原前後對Wo3-CoWo4、鎢-鈷複合粉中鈷量進行調整，或在碳化後對Wc-Co複合粉中的鈷量進行調整。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵是用Wc-Co複合粉按通常硬質合金的生產方法，製得Wc的晶粒度為0.6-1.0μm的鎢鈷類或鎢鈷鈦類硬質合金以及碳化鎢-鈷硬質合金噴塗(焊)粉產品。
全文摘要
本發明公開了一種硬質合金廢料的回收處理方法，用這種方法能將硬質合金使用中和生產過程中產生的廢塊料、廢粉料；廢金屬鎢塊、鎢絲、鎢粉和二氧化鎢，通過破碎清洗、焙燒、還原、碳化、調整及硬質合金製造工序，製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合金或硬質合金噴塗(焊)粉。該方法工藝穩定、設備無特殊要求，是一種生產品種多、質量高、工藝設備簡單的回收處理方法。
文檔編號C22C29/00GK1054270SQ9110716
公開日1991年9月4日 申請日期1991年3月19日 優先權日1991年3月19日
發明者李家傑, 駱麗安, 李冬蓮 申請人:國營自貢硬質合金廠