Способ переработки отходов твердого сплава вк8 электроэрозионным диспергированием

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к переработке отходов твердых сплавов и использованию полученного порошка в качестве альтернативного сырья. Способ переработки отходов твердого сплава ВК8 включает диспергирование отходов, смешивание полученного порошка с сажей и карбидизацию. Диспергирование осуществляют электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава ВК8 в воде, после которого полученный порошок смешивают с сажей, а карбидизацию осуществляют в вакуумной печи при температуре 950°С в течение одного часа. Изобретение позволяет повысить качество технологии переработки отходов твердого сплава ВК8 при обеспечении отсутствия механического износа оборудования, чистоте и безвредности производства и позволяет получить порошок, пригодный при изготовлении изделий из твердых сплавов. 1 табл.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности касается переработки отходов твердых сплавов и использования полученного порошка в качестве альтернативного сырья для изготовления режущего инструмента.

Известен следующий способ переработки твердого сплава, включающий дробление твердосплавных отходов в дробилке до получения кусочков средним размером менее 1 мм за 10 минут и измельчение в течение нескольких суток в шаровых мельницах различного вида [1].

К недостаткам этого способа можно отнести быстрый механический износ оборудования и загрязнение порошка мелющими частями мельниц (обычно железом).

Известен химико-металлургический способ полного разложения отходов в сильных окислителях - щелочных нитратах и нитритах сплавлением или обжигом WC+NaNO3(NaNO2)→Na2WO4+CO2+NO2; Co+NaNO3→Co2O3+NO2+Na2O. Затем происходит растворение в горячей воде, фильтрация и осаждение. Вольфрам экстрагируется из очищенного вольфрамата натрия реагентом (амины или др.), который растворяют в органическом растворителе (керосин или алкилбензол) для отделения от ионов натрия. Из полученного раствора выделяют поливольфрамат аммония с помощью водного раствора аммиака. Поливольфрамат аммония легко отделяется от раствора выпариванием, затем его прокаливают, восстанавливают в водороде до вольфрама, карбидизируют и используют для производства твердого сплава [2].

К недостаткам этого метода можно отнести многостадийность и выделение вредных газов (NO2), поэтому его применение в данное время незначительно.

Известен способ переработки твердого сплава, заключающийся в экстракции кобальта цинком с последующей вакуумной дистилляцией (цинковый способ). Твердосплавной лом помещают в расплав цинка в соотношении 1:1. Вначале происходит избирательное растворение кобальта на межзеренных границах сплава, а затем диффузия в расплав цинка. После заполнения сплава цинком из печи откачивают газ до разрежения, и цинк испаряется из сплава до содержания 0,1%. Губка, состоящая из карбида вольфрама, как и осадок кобальта, легко размалывается до порошка [3].

К недостаткам способа можно отнести загрязнение получаемого порошка цинком и вредность работы с его парами.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ термической регенерации, включающий окисление, восстановление и карбидизацию. Окисление проводят в атмосфере воздуха или в кислороде при 800-1000°С в течение нескольких часов с удельными энергозатратами 16 кВт·ч/кг. Затем следует измельчение, восстановление водородом при 800°С, смешивание с сажей в течение 2 часов и карбидизация при 1050…1100°С в печи [4].

Недостатками являются длительность и многостадийность процесса и, как следствие, высокие энергозатраты.

Техническим результатом является повышение качества технологии переработки отходов твердого сплава.

Технический результат достигается тем, что способ переработки отходов твердого сплава электроэрозионным диспергированием включает диспергирование отходов - превращение исходных кусков твердого сплава в порошок при их окислении, смешивание порошка с сажей и карбидизацию. При этом диспергирование осуществляют электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава ВК8 в воде, после которого полученный порошок смешивают с сажей, а карбидизацию осуществляют в вакуумной печи при температуре 950°С в течение одного часа.

Патентоспособность способа обеспечивается применением электроэрозионного диспергирования для получения порошка.

Способ осуществлялся следующим образом.

В качестве исходного материала использовали отходы среднезернистого спеченного твердого сплава ВК8 ГОСТ 3882-74. Электроэрозионное диспергирование твердого сплава производили на лабораторной установке в насыпном слое при энергии импульса 27 Дж, напряжении импульса U=300B, частоте импульсов F=100 Гц. Энергозатраты на диспергирование одного кг составляют 20 кВт·ч.

Контроль содержания углерода в диспергированном порошке производили в анализаторе на углерод АН-8112. Содержание углерода в полученном порошке составило 2,7% вместо 5,4-5,6% у стандартного порошка сплава ВК8. Недостающее количество углерода добавили в виде сажи П804Т (3,1% от массы диспергированного порошка) из расчета получения смеси WC+Co, содержащей 5,6% углерода. Смешивание вели в шаровой мельнице в течение 2 часов. Карбидизацию производили в вакуумной печи при температуре 950°С в течение одного часа.

Полученный порошок был использован в качестве добавки к стандартному порошку сплава ВК8. Доля регенерированного порошка в смеси составила 40%. Полученная порошковая смесь содержала 5,4% углерода и соответствовала по химическому составу стандартной смеси для изготовления сплава ВК8. Прессованием и спеканием при температуре 1550°С был получен сплав, который имеет повышенную твердость и пониженный размер зерна (Таблица 1).

Таблица 1
Сравниваемые характеристики твердых сплавов
Микротвердость, ГПа Твердость, HRA Плотность, г/см3 Средний размер зерна dwc, мкм
Стандартный сплав ВК8 12,8 87,5 14,6 1,4
Регенерированный сплав ВК8 (40% рег.+60% станд.) 13,9 89,0 14,5 0,84

Полученный таким образом порошок используют для изготовления изделий из твердого сплава в качестве недорогой добавки до 50%, что удешевляет получаемые изделия без потери их качества. Предлагаемый способ переработки твердого сплава обеспечивает отсутствие механического износа оборудования, чистоту и безвредность производства и позволяет получать порошок, пригодный для использования в производстве твердых сплавов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Орданьян, С.С. Свойства твердых сплавов на основе регенерированного сплава ВК6 /Орданьян С.С., Скворцова И.В., Пантелеев И.Б.// Цветные металлы - 2001. - №1. - С.94-96.

2. Lassner, E. From Tungsten Concentrates and Scrap to Highly Pure Ammonium Paratungstate (APT) in The Chemistry of Non-Sag Tungsten /E.Lassner//, Ed. L.Bartha, E.Lassner, W.-D.Schubert and B.Lux, Pergamon, 1995, p.35-44.

3. Hirose, K. Recycling Cemented carbides without Pollution - Sorting Charging Material for Zinc Process /K.Hirose, I.Aoki// Int. Conf. Process. Mater. Prop., 1st 1993, 845-848.

4. Sasai, S. Development of New Recycling System of WC-Co Cermet Scraps /S.Sasai, A.Santo, T.Shimizu, T.Kojima, H.Itoh.// Waste Management and the Environment - 2002 - Ecology and the Environment volume 56 - p.13-22.

Способ переработки отходов твердого сплава ВК8, включающий диспергирование отходов, смешивание полученного порошка с сажей и карбидизацию, отличающийся тем, что диспергирование осуществляют электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава в воде, после которого полученный порошок смешивают с сажей, а карбидизацию осуществляют в вакуумной печи при температуре 950°С в течение одного часа.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии, в частности к переработке отходов глиноземного производства - красных шламов, и может быть использовано при производстве ферросплавов.

Изобретение относится к способу изготовления переплавляемого блока на основе алюминия серии 2ХХХ или серии 7ХХХ, предназначенного для выплавки алюминиевого сплава для авиационной промышленности.

Изобретение относится к печам для плавки металлосодержащих отходов и нанесения металлических покрытий термодиффузионным методом и может быть использовано для извлечения цветных металлов из смесей и оксидов и обработки поверхностей деталей.

Изобретение относится к области переработки полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении золошлаковых отходов, сырья техногенного характера, содержащего железо и алюминий.

Изобретение относится к способу и установке для переработки композиционных материалов. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при извлечении золота из отходов электронного лома. .

Изобретение относится к способу выделения редкоземельных элементов (РЗЭ) из шлифотходов от производства постоянных магнитов. .

Изобретение относится к способу переработки отработанных химических источников тока марганцевоцинковой системы для комплексной утилизации. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия. .
Изобретение относится к области электрофизической обработки, в частности к электроискровому упрочнению стальных поверхностей, и может быть использовано для повышения износостойкости поверхностей трения прецизионных деталей машин и инструментов.

Изобретение относится к области электрофизической обработки, в частности к электроискровому упрочнению и восстановлению изношенных стальных поверхностей. .

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, в частности к генерации рабочих импульсов для электроэрозионного станка. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке изделий из алюминиевых сплавов. .

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к электроискровому легированию поверхностей деталей машин и механизмов. .
Изобретение относится к нанесению защитных покрытий и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей и инструмента, изготовленных из углеродистых сталей и чугуна.

Изобретение относится к области обработки металла воздействием электрического тока, в частности к устройствам для упрочнения, восстановления деталей машин электроискровой обработкой, и может быть использовано для нанесения на детали магнитопроводных покрытий.

Изобретение относится к электроискровой обработке металлов и может быть использовано при поверхностном легировании, разметке листов, для маркировки изделий и выполнения информационных и художественных рисунков.

Изобретение относится к технологии механической обработки деталей, преимущественно из вязких труднообрабатываемых материалов, а также закаленных сталей. .

Изобретение относится к области буровой техники и используется при производстве буровых долот, оснащенных пластинами из поликристаллических алмазов (PDC). .

Изобретение относится к способу получения нанодисперсных металлов в жидкой фазе (воде, органических растворителях). .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к переработке отходов твердых сплавов и использованию полученного порошка в качестве альтернативного сырья

Наверх