RU2443507C2 - Способ переработки отходов твердого сплава вк8 электроэрозионным диспергированием - Google Patents
Способ переработки отходов твердого сплава вк8 электроэрозионным диспергированием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443507C2 RU2443507C2 RU2009133493/02A RU2009133493A RU2443507C2 RU 2443507 C2 RU2443507 C2 RU 2443507C2 RU 2009133493/02 A RU2009133493/02 A RU 2009133493/02A RU 2009133493 A RU2009133493 A RU 2009133493A RU 2443507 C2 RU2443507 C2 RU 2443507C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- alloy
- wastes
- solid
- electric charge
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
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.
Description
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.
Claims (1)
- 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009133493/02A RU2443507C2 (ru) | 2009-09-07 | 2009-09-07 | Способ переработки отходов твердого сплава вк8 электроэрозионным диспергированием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009133493/02A RU2443507C2 (ru) | 2009-09-07 | 2009-09-07 | Способ переработки отходов твердого сплава вк8 электроэрозионным диспергированием |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009133493A RU2009133493A (ru) | 2011-03-20 |
RU2443507C2 true RU2443507C2 (ru) | 2012-02-27 |
Family
ID=44053296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009133493/02A RU2443507C2 (ru) | 2009-09-07 | 2009-09-07 | Способ переработки отходов твердого сплава вк8 электроэрозионным диспергированием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2443507C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631549C1 (ru) * | 2016-11-11 | 2017-09-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка титана методом электроэрозионного диспергирования |
RU2681238C1 (ru) * | 2018-04-05 | 2019-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения спеченных изделий из электроэрозионных вольфрамосодержащих нанокомпозиционных порошков |
RU2747205C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2021-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка тяжелых вольфрамовых псевдосплавов электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВНЖ в керосине |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3549350A (en) * | 1967-04-04 | 1970-12-22 | Burgess Norton Mfg Co | Method of treating scrap metal |
SU778285A1 (ru) * | 1976-03-09 | 1991-06-23 | Институт Металлургии Им.А.А.Байкова | Способ регенерации карбидсодержащих отходов твердых сплавов |
RU2026158C1 (ru) * | 1991-07-03 | 1995-01-09 | Институт сверхтвердых материалов АН УССР | Способ переработки отходов вольфрамокобальтовых твердых сплавов |
RU2323065C2 (ru) * | 2006-05-24 | 2008-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Способ изготовления твердосплавных изделий из кусковых отходов твердых сплавов, содержащих кобальт |
-
2009
- 2009-09-07 RU RU2009133493/02A patent/RU2443507C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3549350A (en) * | 1967-04-04 | 1970-12-22 | Burgess Norton Mfg Co | Method of treating scrap metal |
SU778285A1 (ru) * | 1976-03-09 | 1991-06-23 | Институт Металлургии Им.А.А.Байкова | Способ регенерации карбидсодержащих отходов твердых сплавов |
RU2026158C1 (ru) * | 1991-07-03 | 1995-01-09 | Институт сверхтвердых материалов АН УССР | Способ переработки отходов вольфрамокобальтовых твердых сплавов |
RU2323065C2 (ru) * | 2006-05-24 | 2008-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Способ изготовления твердосплавных изделий из кусковых отходов твердых сплавов, содержащих кобальт |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Development of New Recycling System of WC-Co Cermet Scraps. S.Sasai, et. al. Waste Management and the Environment. 2002, Ecology and the Environment, volume 56, p.13-22. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631549C1 (ru) * | 2016-11-11 | 2017-09-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка титана методом электроэрозионного диспергирования |
RU2681238C1 (ru) * | 2018-04-05 | 2019-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения спеченных изделий из электроэрозионных вольфрамосодержащих нанокомпозиционных порошков |
RU2747205C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2021-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка тяжелых вольфрамовых псевдосплавов электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВНЖ в керосине |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009133493A (ru) | 2011-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100484671C (zh) | 制备钌粉末的方法 | |
Jung | Recovery of tungsten carbide from hard material sludge by oxidation and carbothermal reduction process | |
EP2521799A1 (en) | A process for recycling of tungsten carbide alloy | |
CN102905822A (zh) | 配合铜粉、铬粉或铁粉而成的钛合金复合粉、以其为原料的钛合金材料及其制造方法 | |
CN101479394B (zh) | 借助于碱金属盐浴的超合金的再循环 | |
KR101581860B1 (ko) | 폐초경합금 스크랩을 활용한 고순도 파라텅스텐산암모늄 제조방법 | |
RU2443507C2 (ru) | Способ переработки отходов твердого сплава вк8 электроэрозионным диспергированием | |
Freemantle et al. | Recycling of cemented tungsten carbide mining tool scrap | |
JP2000204404A (ja) | 超硬合金スクラップからの再生W―Co原料粉末の製造方法およびこれを用いたタングステン基焼結重合金の製造方法 | |
GB2625232A (en) | Method for recovering carbide from waste TI(C,N)-based metal ceramic | |
CN102576919A (zh) | 储氢合金组合物的制造方法 | |
EP3098199B1 (en) | Process for the direct production of tungsten carbide powders of various grain sizes starting from scheelite | |
CN1485450A (zh) | 用钨合金废料生产超细晶粒碳化钨——铁系复合粉的方法 | |
JP2000226601A (ja) | タングステン系合金スクラップからの再生タングステン原料粉末の製造方法およびこれを用いたタングステン基焼結重合金の製造方法 | |
KR20120098750A (ko) | 텅스텐 카바이드의 재활용 | |
RU2323065C2 (ru) | Способ изготовления твердосплавных изделий из кусковых отходов твердых сплавов, содержащих кобальт | |
US2848313A (en) | Method of chemically disintegrating and pulverizing solid material | |
CN109811166A (zh) | 一种碳化钛硬质合金材料的制造方法 | |
La et al. | Effect of carbon content on morphology, size and phase of submicron tungsten carbide powders by salt-assisted combustion synthesis | |
Dvornik et al. | Spark erosion processing of hard tungsten-cobalt alloy in water and subsequent carbonization | |
Griga et al. | Powder Manufacturing and Processing: New Types of Titanium Powders: Properties and Applications | |
RU2157741C2 (ru) | Способ изготовления твердосплавных смесей из отработанных твердых сплавов | |
RU2026158C1 (ru) | Способ переработки отходов вольфрамокобальтовых твердых сплавов | |
GAO et al. | Recycling of WC-Co Cermet by Hydrothermal Treatment in Acidic Aqueous Solutions | |
Schubert et al. | Recycling of Tungsten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120908 |