專利名稱：廢硬質合金回收及再生處理方法
技術領域：
本發明屬于一種將廢硬質合金回收處理后，再利用的方法。該方法可將廢硬質合金再生處理成原料粉后，再按照相應的常規工藝制成新的硬質合金。
隨著國民經濟的高速發展，能源、機械制造、交通、地質礦山、石油勘探、建筑裝修等部門對硬質合金工具的需求越來越大，人工合成金剛石——金屬工具的產量高速增長。與此同時廢殘硬質合金量也隨之相應大幅度增加。如伺將這些硬質合金回收并通過再生處理后，重新利用，這無論是對國民經濟的發展，還是就充分有效利用資源來說都將具有十分重要的意義。目前，國內外普遍采用的硬質合金回收再生處理工藝主要有三種，即鋅熔法，電溶解法和機械粉碎法。其中鋅熔法是加入鋅在900℃溫度下，使廢硬質合金中的鈷與鋅形成鋅鈷合金；在一定溫度下經真空蒸餾除鋅處理，使其形成海綿狀合金塊，然后經破碎、配料、研磨成原料粉；最后按常規工藝制取硬質合金產品。但該方法存在設備投資大，生產費用和能耗高，且難以徹底除去鋅，致使產品質量(性能)不穩定；此外由于所用熔散劑鋅對人體有害，因此采用該方法還存在環境污染問題。而電溶解法則是通過采用適當的浸取劑，在電場作用下將廢硬質合金中的粘結劑金屬鈷溶入浸取液中，再通過化學方法處理成鈷粉，然后將被溶去粘結劑的廢合金料塊經清洗。破碎研磨后得到碳化鎢粉末，最后，再按常規工藝制成新硬質合金產品。該方法雖然具有粉末質量較好，雜質含量少等特點，但存在工藝流程長，整套電解設備較復雜，且僅限于處理含鈷量大于8％的鎢鈷類廢硬質合金等缺陷。而傳統的機械粉碎法回收處理工藝是采用人工和機械粉碎相結合，把先經人工打碎的廢硬質合金放入內壁嵌硬質合金襯板，裝有大尺寸硬質合金球的破碎機內，通過滾研和(滾動)沖擊粉碎成粉末，然后再經濕磨成混合料后，最后按常規工藝制成硬質合金產品。在《廢殘硬質合金的回收再生及利用》一文中(見《稀有金屬與硬質合金》1995年12月總第123期，P48～51)所敘述的就是這類方法。該方法、雖然具有流程短，設備投資少等優點，但卻存在物料中易混入其它雜質，混合料的含氧量較高，對合金產品質量有嚴重影響，而不能達到生產標準要求，且一直沒得到解決；加之破碎效率極低，一般需滾研500小時左右，往往還難于達到要求的細度。因此，該再生處理方法未能獲得推廣應用。
本發明的目的是針對上述硬質合金機械粉碎再生處理方法所存在的缺陷，設計一種既可有效除去粉料中的雜質，確保產品質量，又可大幅度提高生產率的工藝方法；以實現廢硬質合金再生處理流程簡便，產品質量高，效率高且再生處理成本低等目的。
本發明的解決方案是在廢硬質合金破碎成粉料后，增加一熱處理工藝，通過高溫下的物理——化學反應除去粉料中所含過量的氧、硅、鐵等影響硬質合金質量的雜質，使之符合硬質合金生產標準要求；同時在初破碎后直接送入加有研磨介質的破碎機內進行強化濕磨破碎至達到要求粒度，以提高破碎效率，有效縮短生產周期，從而實現本發明目的。因此，本發明工藝方法包括a、將回收的廢硬質合金分類清洗后進行初破碎；b、將經初破后的塊料送入帶研磨介質和硬質合金球體的破碎機滾筒內進行強化濕磨破碎，至150μm粒度(即過100目篩)后，卸料干燥；c、將干燥后的粉料送入煅燒爐中，在保護氣氛下進行熱處理，以除去粉料中的雜質；熱處理溫度一般以900℃-1200℃為好，處理時間以80～100分鐘為宜，處理后；取樣分析其化學成份并作為原料粉待用；D、取上述原料粉按常規硬質合金生產工藝配料——濕磨成混合料——干燥——摻成型劑——壓制、燒結成所要求的硬質合金產品。
上述所謂將初破后的塊料送入破碎機內進行強化濕磨破碎，是指該破碎是采用臨界轉速的75～85％，并可返復將硬質合金球體送至接近滾筒頂部后落下的高強度錘擊和研磨的方式進行。而所述在保護氣氛下進行熱處理，是指其熱處理在還原性氣體或惰性類氣體保護下，在外熱式的連續或間斷式煅燒爐內進行。
本發明由于在將廢硬質合金破碎至要求的粒度后，增加了一在保護氣氛下進行熱處理以有效除去粉料中所含過量的氧、硅、鐵等雜質，大大提高了原料粉的純度，使之達到甚致超過硬質合金的生產標準要求，進而確保了以該粉料作為原料粉生產的硬質合金，在相司工藝條件下其產品質量相當甚致優于采用常規原料粉生產的硬質合金。而采用在加入研磨介質的條件下進行強化濕磨破碎，又大大提高了廢硬質合金的破碎效率。采用強化破碎法，達到標準粒度要求所需工時，不到常規滾研破碎法的十分之一，工時大大縛短了，研磨過程中遭受二次污染的機率及能耗也就大大降低了。采用本發明，其產品生產成本僅為常規原料生產的25～35％。因此，本發明具有工藝流程短，再生處理設備簡單、投資省，且生產成本低，效率高，產品質量好，能耗低等特點。
實施例1本實施例以處理YW1牌號廢合金并以此為原料制取新YW1硬質合金產品為例a、首先將YW1牌號度合金徹底清洗后，稱量250kg，采用人工按常規方法進行初破碎至≤5mm。
b、在容積180l的強力破碎機(自貢硬質合金廠設計、制造)滾筒內裝入直徑為φ10～100mm的硬質合金球體700Kg，研磨介質酒精55l再將上述經初破后的硬質合金塊料送入滾筒內；開機在43轉/分的轉速下強化破碎約48小時至粒度低于150μm，即過100目篩后，卸料干燥；c、將干燥后的粉料送入連續式圓管煅燒爐，在950℃溫度和氫氣保護下處理95分鐘左右；然后取樣分析其化學成份，待用；該批粉料化學成份(％)為Co、6.00,Ti、3.61,Ct、6.15,Cf、0.049,Fe、0.151，其余為主成份WC。
D、將上述粉料作為原料粉，按常規YW1牌號硬質合金生產工藝配料——濕磨混合料——干燥——摻成型劑——再經壓制、燒結制得YW1硬質合金產品。
該產品的物理機械性能及金相組織D:13.53g/cm3，HC兩刀片均為18.0kA/m,HRA兩刀片分別為92.9和92.7,TRS:1750N/mm2，斷口80％；低倍AO2BO2COO,WC平均粒度0.8μm,Ti相平均粒度1.5μm,Co相分布＜1.0μm。
該產品與常規料同型號產品及YT5標樣刀片車削性能對比在棒料材質(50#鋼)、切削速度(200m/min)、進給量(0.18mm/P.r)，切深(1.0mm)，切削時間(17min)等參數均相同的條件下本實施例產品與常規YW1刀片的后刀面磨損(c區磨損)均為0.29壽命系數均為1.91；而標樣YT5刀片相應數據分別為0.30和K:1.80。
實施例2該實施例以處理YT5牌號廢合金并將其制成新的YT5牌號產品為例首先將YT5牌號廢合金用洗滌劑和水清洗干凈后，稱量250kg經人工初破后送入強力破碎機滾筒內，同時在滾筒內加入酒精55l，硬質合金球體700kg。進行強力破碎。滾筒轉速43轉/分，破碎時間約48小時至廢硬質合金粒度低于150μm止，卸料后干燥。然后將干燥后的粉料送入連續式四管煅燒爐中，在1100℃溫度及H2氣保護下熱處理85分鐘，卸料后取樣分析其化學成分并作為原料粉待用。
將上述粉料按常規生產工藝進行配料——濕磨混合——干燥——摻成型劑——壓制成型、燒結從而制得符合質量要求的YT5硬質合金產品。
本實施例所得原料粉的化學成份為Co:9.30％,Ti:5.19％,Ct:6.14％,Cf:0.049％Fe:0.252％,O:0.24％，其余為主成份。
本實施例產品物理機械性能及金相組織D:12.85g/cm3,HC兩刀片均為9.2kA/m,HAA兩刀片分別為90.8、90.5,TRS:2070N/mm2，斷口合格，低倍AO2BO2COO,WC平均粒度1.6μm,Ti相平均粒度2.0μm,Co相分布＜1.0μm。
所得YT5產品與常規產器及標樣刀片車削性能對比在棒料材質(50#鋼)、切削速度(200m/min)、進給量(0.18mm/P.r)、切深(1.0mm)、等參數均相同的條件下，切削時間本實施例產品17min，常規料刀片13.3min，標樣刀片16min其后刀面磨損(C區磨損)常規YT5刀片0.30；本實施例YT5刀片0.29，標樣刀片0.30；壽命系數常規YT5刀片為1.52，本實施例刀片為1.91，標樣刀片K:1.80。即本實施例所制得的產品其車削性能均優于常規YT5刀片及標樣YT5刀片。
權利要求
1.一種廢硬質合金回收及再生處理方法，其特征在于該方法包括a、將回收的廢硬質合金分類清洗后進行初破碎；b、將經初破碎后的塊料送入帶研磨介質和硬質合金球體的破碎機滾筒內進行強化濕磨破碎，至150μm粒度(即過100目篩)后，卸料干燥；c、將干燥后的粉料送入煅燒爐中，在保護氣氛下進行熱處理；熱處理溫度一般以900 °～1200℃為好，處理時間以80～100分鐘為宜；處理后，取樣分析化學成份并作為原料粉待用；D、取上述原料粉按常規硬質合金生產工藝配料——濕磨成混合料——干燥——摻成型劑——壓制、燒結成所要求的硬質合金產品。
2.按權利要求1所述廢硬合金回收及再生處理方法，其特征在于所述強化破碎，是指該破碎采用臨界轉速的75～85％，并可返復將硬質合金球體送至接近滾筒頂部后落下的高強度錘擊和研磨的方式進行破碎。
3.按權利要求1所述廢硬質合金回收及再生處理方法，其特征在于所述在保護氣氛下進行熱處理，是指其熱處理在還原性氣體或惰性類氣體保護下，在外熱式的連續或間斷式煅燒爐內進行。
全文摘要
該方法屬于一種將廢硬質合金回收處理后再制成新產品的方法。它是將廢合金初破后直接進行強化濕磨破碎、干操,然后送入煅燒爐經高溫熱處理以除去粉料中過量的雜質,再經成份分析后作為原料粉按常規硬質合金生產工藝制成硬質合金產品。該方法具有工藝流程短,設備簡單、效率高,生產成本較常規料產品低25～35%且質量達到、甚致超過常規產品。從而克服了傳統機械粉碎法雜質含量高。不能用于正常生產且破碎效率極低,能耗高等弊病。
文檔編號C22B7/00GK1236016SQ9811202
公開日1999年11月24日 申請日期1998年5月19日 優先權日1998年5月19日
發明者李勇, 羊建高, 陳越, 彭立安, 易長賓 申請人:自貢硬質合金廠