RU2323065C2 - Hard-alloy articles production method of lumpy waste of cobalt-containing hard alloys - Google Patents
Hard-alloy articles production method of lumpy waste of cobalt-containing hard alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323065C2 RU2323065C2 RU2006117896/02A RU2006117896A RU2323065C2 RU 2323065 C2 RU2323065 C2 RU 2323065C2 RU 2006117896/02 A RU2006117896/02 A RU 2006117896/02A RU 2006117896 A RU2006117896 A RU 2006117896A RU 2323065 C2 RU2323065 C2 RU 2323065C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- hard
- mass
- waste
- alloy
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к производству твердых сплавов и может быть использовано преимущественно для повторного получения износостойких твердосплавных изделий из отходов твердых сплавов.The invention relates to the production of hard alloys and can be used mainly for re-production of wear-resistant carbide products from solid alloy waste.
Известен ряд способов переработки отходов твердых сплавов, основным из которых является метод химической регенерации. Предварительной стадией его является обогащение отходов [Сбор и переработка отходов твердых сплавов / Н.А.Кудря, Г.В.Линдо, Ю.Н.Юркевич и др. - М.: Минцветмет. - 1977. - 44 с]. Обогащенная механическим способом смесь содержит значительное количество железа, которое удаляют обработкой в серной кислоте, переводя его в раствор. Полученный вольфрамовый концентрат содержит до 60% вольфрама и далее подвергается термической обработке - окислению концентрата на воздухе при 800-900°С, восстановлению окисленного продукта водородом при 700-1100°С с получением металлического вольфрама и кобальта, карбидизации восстановленного продукта с получением смеси WC-Со [Тараканов Б.М., Балакир Е.А., Денисов Н.Б. Окисление дробленых отходов твердых сплавов в условиях кипящего (фильтрующего) слоя // Сб. трудов ВНИИТС. - М. - 1991. - С.92-97].There are a number of methods for processing solid alloy waste, the main of which is the method of chemical regeneration. Its preliminary stage is the enrichment of waste [Collection and processing of solid alloy waste / N.A. Kudrya, G.V. Lindo, Yu.N. Yurkevich et al. - M .: Mintsvetmet. - 1977. - 44 s]. The mixture enriched mechanically contains a significant amount of iron, which is removed by treatment in sulfuric acid, converting it into a solution. The obtained tungsten concentrate contains up to 60% tungsten and is then subjected to heat treatment - oxidation of the concentrate in air at 800-900 ° С, reduction of the oxidized product with hydrogen at 700-1100 ° С to obtain metallic tungsten and cobalt, carbidization of the reduced product to obtain a WC- mixture So [Tarakanov B.M., Balakir E.A., Denisov NB Oxidation of crushed solid alloy wastes in a fluidized (filtering) layer // Sat. Proceedings of VNIITS. - M. - 1991. - S. 92-97].
Известен способ [Зеликман А.Н., Каспарова Т.В., Биндер С.И. Получение твердых сплавов из регенерированных смесей WC-Co, полученных из кусковых отходов «цинковым методом» // Цв. металлы. - 1993, №1. - С.47-49], по которому кусковые отходы (отработанные валки, штампы, матрицы) предлагается перерабатывать т.н. цинковым методом, основанном на разрушении твердого сплава и экстракции кобальта в расплав цинка с его последующей дистилляцией.The known method [Zelikman A.N., Kasparova T.V., Binder S.I. Preparation of hard alloys from regenerated WC-Co mixtures obtained from lumpy wastes using the “zinc method” // Tsv. metals. - 1993, No. 1. - S.47-49], according to which lump waste (waste rolls, dies, dies) is proposed to recycle the so-called the zinc method, based on the destruction of the hard alloy and the extraction of cobalt into a zinc melt with its subsequent distillation.
В патенте России №2157741 предлагается проводить отжиг при температуре свыше 2000°С твердосплавного лома в защитной атмосфере или вакууме, дробление, размол до фракции ≤40 мкм, причем температуру отжига определяют в зависимости от содержания кобальта. Способ обеспечивает получение товарных смесей, пригодных для изготовления высококачественных твердосплавных изделий.In Russian patent No. 2157741, it is proposed to anneal carbide scrap in a protective atmosphere or vacuum at a temperature above 2000 ° C, crush it, grind it to a fraction of ≤40 μm, and the annealing temperature is determined depending on the cobalt content. The method provides for obtaining commodity mixtures suitable for the manufacture of high-quality carbide products.
Для извлечения вольфрама и кобальта из отходов твердых сплавов в виде лома, а также порошкообразных и пылевидных отходов (патент России №2190678) производят обработку исходного сырья раствором гипохлорита натрия в щелочной среде с последующим их разделением в растворе (фильтрате) и твердом осадке. Такое техническое решение позволяет избежать энергетических, ресурсных и временных затрат, связанных с их измельчением или разделением на фракции.To extract tungsten and cobalt from solid alloy waste in the form of scrap, as well as powdery and dusty waste (Russian patent No. 2190678), the feedstock is treated with a solution of sodium hypochlorite in an alkaline medium, followed by their separation in a solution (filtrate) and solid sediment. This technical solution avoids energy, resource and time costs associated with their grinding or separation into fractions.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ, предложенный в патенте России №2170646, опубликованный 20.07.2001 (прототип). Способ включает в себя термическую обработку кусковых отходов твердых сплавов путем нагрева и охлаждения в водном растворе хлористого натрия с последующим механическим измельчением в щековой дробилке или в конусно-инерционной дробилке. Способ позволяет получать порошки различного фракционного состава и спеченные твердые сплавы из них по традиционной технологии, включающей прессование заготовок, их сушку и спекание при 1390-1420°С.The closest in technical essence to the claimed invention is the method proposed in the patent of Russia No. 2170646, published July 20, 2001 (prototype). The method includes heat treatment of lumpy waste of hard alloys by heating and cooling in an aqueous solution of sodium chloride, followed by mechanical grinding in a jaw crusher or in an inertial cone crusher. The method allows to obtain powders of various fractional composition and sintered hard alloys from them according to traditional technology, including pressing the blanks, their drying and sintering at 1390-1420 ° C.
К недостаткам известного способа относится необходимость предварительной термообработки, что увеличивает себестоимость и может привести к окислению порошков.The disadvantages of this method include the need for preliminary heat treatment, which increases the cost and can lead to the oxidation of powders.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение себестоимости твердосплавных изделий при сохранении высокого уровня физико-механических свойств и повышение экологической безопасности.The objective of the proposed technical solution is to reduce the cost of carbide products while maintaining a high level of physical and mechanical properties and improving environmental safety.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе изготовления твердосплавных изделий из кусковых отходов твердых сплавов, содержащих кобальт, включающем подготовку шихты дроблением кусковых отходов на конусно-инерционной дробилке, последующий тонкий помол, прессование заготовок, их сушку и спекание при 1390-1420°С, согласно изобретению используют кусковые отходы, содержащие 4, 6, 8 или 10 мас.% кобальта, после дробления отходы подвергают рассеву, выделяя фракцию с диаметром частиц 60-120 мкм, и электромагнитному обогащению, затем осуществляют тонкий помол обогащенного порошка в вибромельнице до среднего размера частиц 3-4 мкм, предварительно введя в него 20-30 мас.% шихты твердого сплава с тем же содержанием кобальта, что и в отходе, или 20-30 мас.% шихты твердого сплава с содержанием кобальта, на 2 или 4 мас.% превышающим его содержание в отходе, при этом в обогащенный порошок добавляют такое же количество кобальта, а спекание проводят в вакууме.The solution to this problem is provided by the fact that in the method of manufacturing carbide products from lumpy waste of hard alloys containing cobalt, including the preparation of a mixture by crushing lump waste on a cone-inertia crusher, subsequent fine grinding, pressing of the blanks, drying and sintering at 1390-1420 ° С , according to the invention, lumpy waste containing 4, 6, 8 or 10 wt.% cobalt is used, after crushing, the waste is screened, isolating a fraction with a particle diameter of 60-120 μm, and electromagnetic enrichment, then wasp The enriched powder is finely milled in a vibratory mill to an average particle size of 3-4 microns, after having previously introduced 20-30 wt.% of the alloy mixture with the same cobalt content as in the waste, or 20-30 wt.% of the alloy mixture with a cobalt content of 2 or 4 wt.% higher than its content in the waste, while the same amount of cobalt is added to the enriched powder, and sintering is carried out in vacuum.
Заявляемый способ позволяет получать твердосплавные изделия низкой себестоимости с высокой твердостью и прочностью при изгибе из отходов твердых сплавов, без использования кислот и других химических соединений, что повышает экологичность технологии.The inventive method allows to obtain carbide products of low cost with high hardness and strength in bending from waste solid alloys, without the use of acids and other chemical compounds, which increases the environmental friendliness of the technology.
При исследовании известного уровня техники не было выявлено аналогичных технических решений, которые характеризовались бы идентичной совокупностью существенных признаков с достижением такого же технического результата, какой получен в предлагаемом техническом решении, что позволяет сделать вывод о его соответствии критериям «новизна» и «изобретательский уровень». Заявляемый способ может быть реализован в промышленности с целью изготовления твердосплавных изделий из отработанных твердых сплавов с применением известных материалов и технических средств, что говорит о соответствии предлагаемого технического решения критерию «промышленная применимость».In the study of the prior art, no similar technical solutions were identified that would have been characterized by an identical set of essential features with the achievement of the same technical result as obtained in the proposed technical solution, which allows us to conclude that it meets the criteria of "novelty" and "inventive step". The inventive method can be implemented in industry with the aim of manufacturing carbide products from spent hard alloys using known materials and technical means, which indicates the compliance of the proposed technical solution with the criterion of "industrial applicability".
Примеры осуществления предлагаемого способаExamples of the proposed method
Пример 1.Example 1
Кусковые отходы твердого сплава марки ВК4 (96% WC+4% Со) дробят на конусно-инерционной дробилке с последующим рассевом и выделением фракции с диаметром частиц 60-120 мкм. Отобранную фракцию подвергают электромагнитному обогащению с целью удаления примесей железа. Обогащенный порошок подвергают тонкому помолу в вибромельнице до среднего размера частиц 3-4 мкм, при этом в шихту вводят 20 мас.% шихты твердого сплава ВК4 и 4 мас.% кобальта (ГОСТ 9721-79). Из высушенной и пластифицированной смеси прессуют заготовки изделий, которые спекают в вакууме при 1420°С. Полученный твердосплавной материал обладает прочностью при изгибе 1600 МПа и твердостью по Виккерсу 16 ГПа.Lumpy wastes of VK4 grade hard alloy (96% WC + 4% Co) are crushed using an inertial cone crusher, followed by sieving and separation of a fraction with a particle diameter of 60-120 microns. The selected fraction is subjected to electromagnetic enrichment in order to remove iron impurities. The enriched powder is subjected to fine grinding in a vibratory mill to an average particle size of 3-4 microns, while 20 wt.% Of the VK4 solid alloy charge and 4 wt.% Cobalt are introduced into the charge (GOST 9721-79). From the dried and plasticized mixture, blanks of articles are pressed that are sintered in vacuum at 1420 ° C. The obtained carbide material has a bending strength of 1600 MPa and a Vickers hardness of 16 GPa.
Остальные примеры осуществлялись аналогично примеру 1 и приведены в таблице.The remaining examples were carried out analogously to example 1 and are shown in the table.
В результате осуществления способа получен твердосплавной материал с высокой твердостью (до 17 ГПа) и прочностью при изгибе 1600-1900 МПа.As a result of the method, a carbide material with high hardness (up to 17 GPa) and a flexural strength of 1600-1900 MPa was obtained.
Заявляемый способ позволяет получать регенерированный из отходов твердый сплав, по прочности и твердости сравнимый со стандартным твердым сплавом ВК8, предназначенный для изготовления штампов (вырубных и гибочных), фильер и волок, шипов противоскольжения зимних автопокрышек. Перспективным следует считать изготовление по такой технологии вставок камер высокого давления для синтеза алмазов и кубического нитрида бора.The inventive method allows to obtain a hard alloy recovered from waste, comparable in strength and hardness to a standard hard alloy VK8, intended for the manufacture of dies (die-cutting and bending), dies and dies, anti-skid studs for winter tires. It should be considered promising to manufacture, according to this technology, inserts of high-pressure chambers for the synthesis of diamonds and cubic boron nitride.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117896/02A RU2323065C2 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Hard-alloy articles production method of lumpy waste of cobalt-containing hard alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117896/02A RU2323065C2 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Hard-alloy articles production method of lumpy waste of cobalt-containing hard alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006117896A RU2006117896A (en) | 2007-11-27 |
RU2323065C2 true RU2323065C2 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=38960044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006117896/02A RU2323065C2 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Hard-alloy articles production method of lumpy waste of cobalt-containing hard alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2323065C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2443507C2 (en) * | 2009-09-07 | 2012-02-27 | Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of processing solid alloy wastes by electric charge dispersion |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113584367B (en) * | 2021-08-06 | 2022-02-08 | 株洲坤锐硬质合金有限公司 | High-hardness high-toughness hard alloy and preparation method thereof |
CN115233068A (en) * | 2022-07-07 | 2022-10-25 | 广东正信硬质材料技术研发有限公司 | Light high-strength hard alloy material and preparation method thereof |
-
2006
- 2006-05-24 RU RU2006117896/02A patent/RU2323065C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2443507C2 (en) * | 2009-09-07 | 2012-02-27 | Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of processing solid alloy wastes by electric charge dispersion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006117896A (en) | 2007-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5325387B2 (en) | Monocrystalline diamond fine powder and method for producing the same | |
RU2456361C1 (en) | Metal-matrix composite | |
JP5198121B2 (en) | Tungsten carbide powder, method for producing tungsten carbide powder | |
US20220331861A1 (en) | Method for manufacturing a lead-free or low lead content brass billet and billet thus obtained | |
Fokina et al. | Planetary mills of periodic and continuous action | |
RU2323065C2 (en) | Hard-alloy articles production method of lumpy waste of cobalt-containing hard alloys | |
Sheibani et al. | Role of process control agent on synthesis and consolidation behavior of nano-crystalline copper produced by mechano-chemical route | |
CA1233679A (en) | Wrought p/m processing for prealloyed powder | |
RU2335556C2 (en) | Method of diamond-bearing material production | |
CN101239720A (en) | Method for fast crushing separating extracting tungsten carbide and cobalt carbonate by using waste ultra-fine hard alloy body | |
JP2008272688A (en) | Crushing method of ceramic raw material | |
KR101101755B1 (en) | Method for recycling waste cemented carbide sludge | |
KR100939727B1 (en) | Manufacturing method of metallic powder having a high melting point and manufacturing method of target material | |
JP2006503177A (en) | Separation method | |
RU2443507C2 (en) | Method of processing solid alloy wastes by electric charge dispersion | |
KR20120098750A (en) | Recycling of tungsten carbides | |
JP6987884B2 (en) | Titanium powder and its manufacturing method | |
CN102114544A (en) | Method for preparing tungsten powder having uniform size distribution as well as excellent degree of sphericity and dispersity | |
WO2020172744A1 (en) | Metallic iron powder | |
RU2264279C1 (en) | Method for producing hard-alloy mixtures of waste hard alloys | |
RU2759284C1 (en) | Method for obtaining alumina-containing material from secondary aluminum raw materials for refining and forming slag during steel smelting | |
FR2555478A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCTION OF A PRODUCT OPENED FROM ALLOY POWDER AND OPEN PRODUCT OBTAINED | |
JPH02149606A (en) | Manufacture of iron powder from converter dust | |
JP7318539B2 (en) | Method for producing nickel chloride solution and method for producing nickel sulfide | |
RU2442834C2 (en) | Method for improving mechanical properties of heavy alloy powder products based on tungsten and powder product with said improved properties |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130525 |