CN111500866A - 一种钨合金废屑回收重新利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高密度钨合金生产工艺领域,具体为一种钨合金废屑回收重新利用的方法。随着资源的日益短缺,人们迫切需要对大量工业和生活的废弃物进行二次开发。由于钨资源的短缺且昂贵,寻求一种新的工艺简单、环保、工艺成本低的再生工艺师回收技术的主要研究方向。本发明公开的钨合金废屑回收重新利用的方法包括以下三步:步骤1、将钨合金废屑分牌号收集起来,将收集好的钨废屑放入脱油氧化炉烧结;步骤2、将烧结后的废屑碾压成粉末,然后在氢气中进行两段还原生成再生粉末;步骤3、用再生粉末经两段烧结,并经过真空热处理后,生成再生钨合金粉末。经过上述三步,不仅可以将钨合金回收,还可以保持钨合金中其他的成分配比不变,进而可以进行重复利用。
Description
技术领域
本发明涉及高密度钨合金生产工艺领域,具体为一种钨合金废屑回收重新利用的方法。
背景技术
高密度钨合金是以钨(钨的质量分数通常为75%_97%)为基体,添加少量的镍、铁、铜等合金元素用粉末冶金液相法烧结而成,高密度钨合金不仅密度大,而且强度高、硬度高、延性好、可焊性好。这些性能使其在军事和工业方面得到广泛的应用,如惯性元件和平衡配重元件等。
但是随着资源的日益短缺,人们迫切需要对大量工业和生活的废弃物进行二次开发。由于钨资源的短缺且昂贵,寻求一种新的工艺简单、环保、工艺成本低的再生工艺师回收技术的主要研究方向。
现有技术中常采用氧化-还原法回收合金粉末。如发明专利一种回收钨基合金废料的方法,申请号为CN201310057884.X就是采用的该种方法。在实际的生产过程中,各大工厂都采用上述方法,上述方法中:先将收集后的废屑经过酸碱清洗—干燥—氧化煅烧—球磨过筛—还原—研磨过筛得到再生合金粉末。其中酸碱清洗都是必不可少的步骤,其主要原因在于合金废屑的酸碱清晰预处理能去除机加工过程中的油污。但是通过酸碱清洗存在以下问题:
1、酸洗预处理在清洗掉碱酸溶杂质的同时也会改变合金中Ni、Fe的有效成分含量,不利于钨合金的重复利用。
2、预清洗后的废水中不仅有酸碱性还会有微量的Ni、Fe成分不能直接排放造成土壤污染。
3、预清洗的酸碱溶液只能处理废屑表面大部分的乳化液,难溶易粘黏的设备导轨油难以清理彻底。
4、因废屑碎小密度高,清洗过程需要不停的搅拌和大量的水冲洗,可操作性差。
以上原因导致批量处理废屑的困难,同时降低了废物利用的效率,因此设计一种新的钨合金废屑的回收利用的方法成为一种迫切的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供了一种钨合金废屑回收重新利用的方法,具有便于废屑重复利用的有益效果。
本发明要解决的技术问题的技术方案是:1、一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
步骤1、将钨合金废屑分牌号进行,之后,将收集好的钨合金废屑放入脱油氧化炉烧结,用以去除钨合金废屑表面的油污并进行氧化反应;
步骤2、将烧结后的钨合金废屑碾压成粉末,之后,通过在氢气中进行两段还原反应生成再生粉末;
步骤3、用再生粉末经两段烧结,再经过真空热处理后,生成再生钨合金粉末,所述再生钨合金粉末中各成分配比不变。
更好的,所述步骤1中,脱油氧化炉烧结过程中依次经过脱油、氧化、冷却三个工艺流程;
或,
所述脱油氧化炉内部设有料舟导轨用以推进料舟,在料舟导轨由进料端到出料端的方向上脱油氧化炉分为脱油区、氧化区和冷却区,
所述脱油区设有设有废气回收装置。
更好的,脱油工艺流程的温度为600℃;
或脱油区的温度为600℃。
更好的,氧化工艺流程的温度为900℃,所述氧化工艺流程的时长为1小时;
或氧化区的温度为900℃,所述料舟在氧化区持续的时间为1小时。
更好的,所述脱油区的长度为一个料舟的长度,氧化区的长度是脱油区的三倍;
所述料舟间隔20分钟推进脱油区一次,一次进给行程为一个料舟的长度。
更好的,所述步骤1中钨合金废屑在脱油氧化炉内冷却的时长为20分钟,空冷时长为20分钟。
更好的,所述步骤2中,氢气中的两段还原的温度和时长分别为:
一段:600℃/90分钟;
二段:750℃/90分钟。
更好的,所述步骤2中还原生成再生粉末的氧含量0.17-0.2%、粒度3.5-3.8um。
更好的,所述步骤3中,两段烧结的温度和时长分别为:
一段:1200℃/2小时;
二段:1450℃/45分钟;
所述真空热处理的温度和时长为1050℃/3小时。
更好的,所述步骤3中再生钨合金粉末的晶粒尺寸为3-5um并且粘结相分布均匀。
本发明的有益效果为:
1、本发明将酸碱清洗工艺取消,避免了酸碱对Ni、Fe含量的影响,回收后可以得到配比不变的合金粉末。减少了合金粉末在加工的程序,提高了效率和利用率。
2、本发明将酸碱清洗工艺取消,避免了酸碱和含有Ni、Fe的污水对土壤的污染。
3、本发明将酸碱清洗和干燥工艺取消,用脱油炉直接焙烧,缩短了工艺流程,彻底清除了表面油污,可连续性生产科操作性强,大大提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明一种实施例的示意图。
120、料舟;400、冷却区;300、氧化区;200、脱油区;110、料舟导轨;
具体实施方式
为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚,下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。
该发明为一种钨合金废屑回收重新利用的方法,包括:
步骤1、将钨合金废屑分牌号收集起来,将收集好的钨合金废屑放入脱油氧化炉烧结。
钨合金在生产加工过程中会产生废屑,由于不同的设备需要的钨合金的种类不同,因此会产生多种废屑。为了便于废屑的回收利用以及再加工,因此需要进行按牌号收集起来。
收集之后将钨合金的废屑放入脱油氧化炉中的烧结,烧结过程包括以下工艺,依次为:
脱油工艺流程:在600℃的环境下煅烧,用以消除粘附在钨合金废屑上的油污。
氧化工艺流程:在900℃环境下氧化1小时。
冷却工艺流程:氧化后的废屑经冷却温区冷却后出炉。
为了保证生产工艺的连续进行,提高废屑回收效率,可应用一种脱油氧化炉,该脱油氧化炉设有三个温区,分别为脱油区200、氧化区300和冷却区400。
脱油氧化炉内部设有料舟导轨,在料舟导轨进料端到出料端的方向上脱油氧化炉依次划分为脱油区200、氧化区300和冷却区400。其中脱油区200的温度设置在600℃。废屑从脱油区200进入,脱油区200设有废气回收装置防止油污在燃烧后污染大气。
钨合金废屑放入料舟后进入脱油区200,脱油区200空间可以放置一料舟120钨合金废屑。钨合金废屑在脱油区600℃焙烧20分钟后进入氧化区。为了保证氧化区1小时的反应时长,氧化区的长度为脱油区的三倍,即氧化区可以放置3个料舟120。
料舟120每20分钟推进一次,一次进给行程为一个料舟120的长度。此时料舟120在脱油区200反应的时间为20分钟。在不断进给的过程中,氧化区300具有三个料舟120的长度,可以保证钨合金废屑在氧化区300可以连续烧结1h。
料舟120连续4次进给后,第一个氧化焙烧好的料舟120会达到冷却区400,盛有钨合金废屑的料舟120在冷却20分钟后出炉进行空冷20分钟,之后进行收料。
步骤2、将烧结后的废屑碾压成粉末,然后在氢气中进行两段还原生成再生粉末。
钨合金废屑经过氧化后变得蓬松酥脆,轻轻碾压即为粉末。也可以使用球磨获得。焙烧后的钨合金废屑在经过破碎筛分得到氧化物粉末。
氧化物粉末经过600℃/90min+750℃/90min的氢气中两段还原。一段温度和时长为600℃/90分钟;二段温度和时长为750℃/90分钟。
经过还原反应后得到氧含量0.17-0.2%、粒度3.5-3.8um的再生粉末。
步骤3、用再生粉末经两段烧结,并经过真空热处理后,生成再生钨合金粉末。
用再生粉末直接经1200℃/2h+1450℃/45min两段烧结,1050℃/3h真空热处理后,制备出晶粒尺寸3-5um、粘结相分布均匀的再生合金粉末。由于在回收利用的过程中没有经过酸碱的清洗,钨合金的成分不会发生改变,进而再生钨合金粉末中的镍铁等的配比不会发生改变,因此可以直接作为混后合金粉末转到压制烧结进行直接利用。
综上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明的范围,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰,均应包括与本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
步骤1、将钨合金废屑分牌号进行,之后,将收集好的钨合金废屑放入脱油氧化炉烧结,用以去除钨合金废屑表面的油污并进行氧化反应;
步骤2、将烧结后的钨合金废屑碾压成粉末,之后,通过在氢气中进行两段还原反应生成再生粉末;
步骤3、用再生粉末经两段烧结,再经过真空热处理后,生成再生钨合金粉末,所述再生钨合金粉末中各成分配比不变。
2.根据权利要求1所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
所述步骤1中,脱油氧化炉烧结过程中依次经过脱油、氧化、冷却三个工艺流程;
或,
所述脱油氧化炉内部设有料舟导轨(110)用以推进料舟(120),在料舟导轨(110)由进料端到出料端的方向上脱油氧化炉分为脱油区(200)、氧化区(300)和冷却区(400),
所述脱油区(200)设有设有废气回收装置。
3.根据权利要求2所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
脱油工艺流程的温度为600℃;
或脱油区(200)的温度为600℃。
4.根据权利要求2所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
氧化工艺流程的温度为900℃,所述氧化工艺流程的时长为1小时;
或氧化区(300)的温度为900℃,所述料舟(120)在氧化区(300)持续的时间为1小时。
5.根据权利要求2所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
所述脱油区(200)的长度为一个料舟(120)的长度,氧化区(300)的长度是脱油区(200)的三倍;
所述料舟(120)间隔20分钟推进脱油区(200)一次,一次进给行程为一个料舟(120)的长度。
6.根据权利要求2-5任一所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
所述步骤1中钨合金废屑在脱油氧化炉内冷却的时长为20分钟,空冷时长为20分钟。
7.根据权利要求1所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
所述步骤2中,氢气中的两段还原的温度和时长分别为:
一段:600℃/90分钟;
二段:750℃/90分钟。
8.根据权利要求1所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
所述步骤2中还原生成再生粉末的氧含量0.17-0.2%、粒度3.5-3.8um。
9.根据权利要求1所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
所述步骤3中,两段烧结的温度和时长分别为:
一段:1200℃/2小时;
二段:1450℃/45分钟;
所述真空热处理的温度和时长为1050℃/3小时。
10.根据权利要求1所述的一种钨合金废屑回收重新利用的方法,其特征在于:
所述步骤3中再生钨合金粉末的晶粒尺寸为3-5um并且粘结相分布均匀。
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