Способ регенерации карбидсодержащих отходов твердых сплавов

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я 77 А КОМИТЕТ ОТКРЫТ И.ЯМ СУД АРСТВЕННЫИЗОБРЕТЕНИЯИ ГКНТ СССР ЕТЕНИЯ И И идйтеьст н двт ых металлов сажи едующую карбиающи йся овышения качесттв учшения техноло ей процесса, кар при температуре 2 21 чаюо глис целью полуов, отличных поот регенерируешихтовке в смесь аллов добавляют н металл в виде из ряда: вольфн, ниобий, тантал елезо. иб т рам, м никель ьт, ж к ал( ) 2333024/О(54) (57) 1. ССОДЕРЖЛИИХ ОТвключающий ихжащим газом,образным восс Бюл,232 (088,8)ека, Е.Д. ДоронькинВ.Г. Трусоваметаллургиива ЛН СССРсвидетельство СССРС 22, В 7/00, 1974.ольша, 1965,6,ПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КЛРБИДХОДОВ ТВЕРДБ 1 Х СПЛАВОВ,окисление кислороуСсодервосстановление газотановителем, дошихтовку Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам регенерации отходов спеченых твердых сплавов.Известен способ переработки карбид содержащих отходов тугоплавких мет лов, включающий окисление исходного материала кислородсодержащим газомпри температурах 800-900 С, обработку полученного продукта газообразным аммиаком при температурах 600- 700 С и последующее хлорирование восстановленного материала при температурах 800-900 С, В результате образуется смесь высших бескислородных ибезуглеродистых хлоридов металлов, которые направляют на дальнейшую переработку.Однако для осуществлениспособа требуется специаль В 7/00 В 22 Г 1/00 смеси восстановленнтым углеродом и послдизацию, о т л и чтем, что, с целью птвердых сплавов и улгических показатепбидизацию проводят850-1395 С.2. Способ по п,1щ и й с я тем, чточения твердых сплавхимическому составумых отходов, при довосстановленных мет/по крайней мере одипорошка, выбранный дование, стойкое в агрессивных средах при высоких температурах. В качестве конечного продукта получается смесь хлоридов, которые нуждаются в дальнейшей обработке при получении из них металлов или карбидов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является способ регенерации отходов твердых сплавов, заключающийся в том, что отходы окисляют кислородсодержащим газом, восстанавливают газообразным восстановителем, дошихтовывают сажистым углеродом и двуокисью титана и подвергают карбидизации при температуре 1500-1900 С. На нижнем предеоле температур 1500 С карбидизацию ведут в вакууме. В невакуумном вари3 . 778285анте карбидизацию ведут в еб ед т в печи Там- имодействие ее с вбсстановительнымимана при температуре 1800-1900 С. . газами в дальнейшем и смешение с угК недостаткам известного способа леродом; В зависимости от режимов" следуйт бтнести высокую температуру 5 остаточное содержание углер д жжкарбидизации, при которой кобальт лах не превышает О,0 001-0 01%. Окисл.ен;находится в жидкомжидком состоянии и обво- ный материал подвергают восстановле" лакйвает частицы шихты, ухудшая кон-; нию одним из следующих газов или ихтакт с сажистым углеродом, что за- . смесями. водород, .аммиак, окись углетормаживает выделение газообразных 10. рода и продукты их конверсии при темпродуктов реакции. Кроме того, вве-пературах 500-1200 С (предпочтитель дение двуокиси титана для вспучивания но 600-900 С);"в результате чего по""шихты нарушает первоначальный состав лучают рыхлую смесь металлических поисходной шихты для полученйя сплавов . Рошков, входящих в состав твердыхпо соответствующему ГОСТУ. Указанйые 15 сплавов. Этотпродукт механически наснедостатки приводятки и одят к снижению ка- . только непрочен, что при смешении счества твердых сплавов, а проведение сажистым углеродом в шаровой мельникарбиизаций в вакууме .ухудшает тех- це дробится до частиц крупностью"нбЫогичйость процесса. 0,3-0,5. микрона. В этомпроцессе дос - повышение ка-2 тигают повторного перемешивания исходЦель изобретения - повышенчества твердых сплавов и улу шениеав в и улучшение . ного материала и равномерного взаимтехнологических показа елеа ателей процесса. ного распредленйя компонентов шихты,Для достижения поставленйой цели которую направпяют на карбндизациюпредложен способ регенерации карбид-. в токе водорода.содержащих отходов твердых сердых сплавов 25 Примерм бсуществления предложенвключающий окисление кислородсбдержа- ного способаП р й м е р 1, 89,8 г твердогощим газом, восстановленйе газообраз- Р и м е Р . ,твошихтовку сплава марки ВК 15, содержащего карбиднйм восстановителем, дошихтовкуановленных металлов сажис- вольфрама и 15% кобальта, обработалитым углеродом и .последующую карби кислородом притемпературе 800 С, в. дизацию, который отличается "от извест- результате чего получили продукт с.ного тем, что карбидизацйю проводят , удельной поверхностью 0,15 м/гпри температуре 850-1395 С.(при.исходной " 0,2610 мф/г), ПослеП и этом с целью получения твердыхвосстановленияокислов водородом прири этосплавов, отличных по химическому сос С и смешения с сажистым углеротаву от регенерируемых отходоВ, при 35 дом продукт имел крупность0,5 мкм."допихтовке в смесь восстановленныхВ результате карбидизацни в течениеметаллов добавляют по крайней мере . 3-х- часов в токе водорода при 1050 Содин металл в виде порошка, выбран- . получили 89,76 г омеси, содержащейный из группы: вольфрам,.молибден,карбид вольфрама и кобальт (крупностьтйтан, ниобий; тантал,"никель, ко- частиц г 1 мкм) и соответствующейПредложенный способ осуществляют .пень йревращения на всех стадиях преследующим образом. :, . высила 99,95%.Исходный, материал (отходы твердо П р и м е р 2. 1500 г смеси отхосплавного производства в виде брака дов твердйх спйавов, состоящий из 0%компактных изделий или изделий, от" ВКб, 40% ВК 8 и 40% ВК 15, подвергалислуживших свои срок поок) подвергают окис- окислению влажным воздухом при 800 Слению сухим или влажнымил влажным кислородоми восстановлению газообразньв аммиаоржащими газами (воз- ком при 800 С, В полученный продукт50дух, обогащенныи кислоб " кисЛородом воздух подшихтовали ламповую сажу и 1, гдвуокись углерода, водяной пводяной пар) при . металлического кобальта (порошка), в," температурах500-10000 С (предпочти- Рзультате чего после трехчасовой"800 фС) П и этом происходит; : карбидизации смеси в токе водорода,тельно 80 С). Ри этомасопровождающееся : при 1050 С получили 158 1 г исходнойОлий и зна 5 "широтыдлй"производства твердого спларазруйением компактных изделий и значительным увеличением объема (в 7-10 5.ва марки ВК 15.но ти (в тыся- . П Р,и м е р 3. К 100 г полупродук-,раз) .и удельной поверхности в тысяоблегчает вза- та состава,7 Со 6,05; И 93 4 1чи раз) загрузки, что облегчает вза"1 5 778285 6 С 0,01; О 0,05, полученного окисле ч, после чего лодочки передвигали нием, размолом и восстановлением отхо- в холодную зону. Остывшие лодочки выдов твердых сплавов типа ВК, добавля- нимали из печи, их содержимое размалыли 6,12 г сажи и совместно размалы- вали, Химический и спектральный ана 5вали в шаровой мельнице 12 часов. лиз; 5,78 . Со; 5,81% связанного уг- Полученную .смесь загружали с утрам- лерода;,0,02 свободного углерода, бовкой в графитовые лодочки и помеща- остальное вольфрам и малые примеси. ли в трубчатую нагретую до 900 С печь Средняя крупность отдельных частиц Выдерживали в токе водорода в тече после размола 0,5 мкм. Продукт отвение 1,5 ч, После карбидизации прово- чает исходной шихте для получения дили мокрь 1 й размол и получали продукт, мелкозернистого твердого сплава. содержащий 5,73 Со; 5,8% связанного Коэффициент стойкости стандартного углерода; 0,03% свободного углерода, сплава ВК 6-ОМ равен 1,2, "регенериро-остальное вольфрам и малые примеси, 15 ванного из сплава ВК 6, полученного Средняя крупность отдельных частиц по предложенному способу - 1,42, 0,3-0,5 мкм, Продукт отвечает требо- П р и м е р 6. 100 г исходной смеваниям для изготовления изделий твер- . - си полученной после окисления приодьм сплавов. :700 С отходов твердьм сплавов (брака) 1П р и м:е р 4. В 100 г. вольфрам- " кобальтовой смеси, полученной из отходов твердых сплавов ВК 8 путем их окисления, размола и восстановления марки Т 5 К 10, последующего его восстановления водородом при 1200 С, раэмалывали 12 ч в шаровой мельницес 9,25 г сажистого углерода. Смесью Составитель Л. ИвановаРедактор Е. Гиринская Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская юаеив аэж жм е ее ааюееев ежейеиюлеЩ еае и юе Щ Заказ 2568 Тираж 403 ПодписноеВНКЯ 1 И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент"., г.Ужгород., ул. Гагарина,101. вводили 6 г сажи. Содержимое размалывали в течение 12 ч. Смесь с утрамбов-. 25 кой засыпали в графитовые лодочки и помещали в трубчатую графитовую печь, Нагревали в течение часа при 1350 С в атмосфере водорода. Полученный брикет, после мокрого. размола, являлся 30 исходным материалом для формирования: изделий твердых сплавов, содержащий 7,42% Со; 5,68 связанного углерода;0,01 свободного углерода, остальное вольфрам и малые примеси, Крупность отдельного зерна 0,7-1,0 мкм.П р и м е р 5. К 100 г вольфрам- кобальтовой смеси,. полученной из отходов твердых сплавов ВК 6, добавляли 6, 11 г сажи и подвергали в течение 40 12 ч размолу в шаровой мельнице. Полу- ченная смесь набивалась в графито-: вые лодочки, которые помещали в во-. - дородную трубчатую печь. Печь имела максимальную температурную зонУ 45 1200 С, Лодочки после выдержки в зоне с температурой около 1.00 С продолжительностью 20 мин передвигали в зону с температурой 1200 С и выдерживали засыпали графитовые лодочки с уплотнением. Лодочку помещали в трубчатую графитовую печь, продуваемую водородом. Включали нагрев. По истечении30 мин лодочку передвигали в зонус температурой 1200 С, выдерживали 0,5 ч, а затем передвигали в зону 1с температурой 13950 С и выдерживали 2 ч, Вылвигали лодочкув холодную зону, Охлажденные брикеты легко раэма-. лывались. Их химический состав, %: ,Со - 8,95; Тд - 4,78; Я - 79,5;СсВ%5 - 6,44 е СсвоБ 01 ф 02 Оф Пбсле размола средняя крупность от.дельныхчастиц была 0,8-1 мкм. Продукт отвечал составу, пригодному для получения твердого сплава марки Т 5 К 10. Коэффициент стойкости регенерируемого сплава по сравнению с контрольным образцом стандартного сплава, принятого за единицу, составил 1,2.Таким образом, предложенный способ позволил повысить качество твердых сплавов.и улучшить технологическйе" показатели процесса, снизив температуру карбидизации.