Способ регенерации кусковых отходов вольфрамокобальтовых твердых сплавов

)5 В 22 Р 3/12, С 22 В 34/36 САНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРС 2В(57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения карбидов и твердых сплавов на их основе из вторичного сырья, Целью изобретения является упрощение технологического процесса и повышение эксплуатационной стойкости регенерированных твердых сплавов. Сущность способа заключается в том, что общее количество углерода в углеродсодержащей контролируемой атмосфере при карбидизации определяется соотношением д С=0,084 9 (Со)+ + 2,12, где С - количество углерода, г на 1 кг отходов; Со - количество кобальта в твердом сплаве, мас.%, При этом карбидизацию проводят в две стадии; первую - при температуре 900 - 1000 С, удельном расходе ат- й мосферы 2,2 - 2,6 м /ч и содержании углерода 46,7 - 72,1 г на 1 кг обрабатываемого материала; вторую - при температуре 800 - 900 С, удельном расходеатмосферы 1,6 - 1,8 м /ч и содержании углерода 74,2 - 82,4 г на 1 кг обрабатываемого материала, 1 табл.3 Изобретение о металлургии, в част учения карбидов и основе из вторично использовано при инструмента и бы конструкционных дЦель изобретен логического процес ш ение эксплуат регенерированныхВ способе реге вердых сплаво сование и т в углее количе- еляется цию, размол, прес идизацию проводя й атмосфере, обще а в которой опред ние, карбидиз спекание кар родсодержащство углерод соотношение9 С=0,08 С - колич орошковои сабам полавов на их может быть и режущего ивающихся тносится кности к спотвердых спго сырья, иизготовленистро изнашеталей.ия - упрощса регенераационнойтвердых сплнерации кусв, включаю где до ение техноции и повыстойкостиавов.ковых отхощем окислебалы рдом Со - количество к плаве, мас,%.При этом карбидиза тадии; первую стадию 00 - 1000 С, удельным р ию проводят в дв при температур асходом контролидов т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Белорусское республиканское научнопроизводственное объединение порошковой металлургии(56) Авторское свидетельство СССР%1014281, кл, С 22 В 7/00, 1984,Балакир Е,А. и др. Разработка технологии получения вольфрамокобальтовых твердых сплавов методом термохимическойпереработки вторичного сырья, - В сб. Новые технологические процессы в порошковой металлургии. Труды 15-й Всесоюзнойконференции, Киев, 12-22 ноября 1985. К.,1986, с, 40 - 47. 54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ КУСКОВЫХТХОДОВ ВОЛЬФРАМОКОБАЛЪТОВЫХВЕРДЫХ СПЛАВОВ 4 9 (Со)+ 2,12, ство углерода, г на 1 кг отхоруемой атмосферы 2,2 - 2,6 м /ч и содержазнии углерода 46,7 - 72,1 г на 1 кг обрабатываемого материала, вторую - при температуре 800 - 900 С, удельном расходе контролируемой атмосферы 1,6 - 1,8 м /ч из содержании углерода 74,2 - 82,4 г на 1 кг обрабатываемого материала.Способ осуществляют следующим образом,Кусковые отходы твердого сплава определенной марки(ВК 6, ВК 15, и т.д,) окисляют на воздухе или в среде кислорода до получения рыхлого оксидного продукта, Окислы загружают в лодочки и подвергают карбидизации в углеродсодержащей газовой среде (например, содержащей метан СН 4 в две стадии). При этом первую стадию проводят при температуре 900 - 1000 С в атмосфере, содержащей 46,7 - 72,1 г углерода на 1 кг перерабатываемого материала и удельном расходе газа 2,2-2,6 м /ч кг, Вторую стадиюзосуществляют при температуре 800 - 900 С в атмосфере, содержащей 74,282,4 г углерода на 1 кг перерабатываемого материала и удельном расходе газа 1,6-1,8 м /ч кг,зПроведение карбидизации в газовой атмосфере позволяет совместить операции восстановления и карбидизации, исключить операцию смещения оксидного продукта с сажей. Кроме того, процесс газотермической карбидизации является низкотемпературным, скоростным и позволяет осуществлять автоматическое регулирование состава газа и получаемого продукта. Благодаря указанным преимуществам процесс регенерации значительно упрощается.Так как свойства твердых сплавов, получаемых как из традиционного сырья, так и из отходов, в первую очередь, зависят от фазового состава твердосплавных смесей, определяемого содержанием в них углерода, то для достижения высокой эксплуатационной стойкости (по крайней мерене ниже аналогичных свойств у стандартных твердых сплавов) в предлагаемом способе содержание углерода в газовой атмосфере определяют из соотношения, позволяющего учесть изменение состава перерабаты ваемого материала (марку твердого сплава).1 д С = 0,084 д (Со)+ 2,12,где С - количество углерода, г на 1 кг отходов;Со - количество кобальта в твердом сплаве, мас, .Для равномерного распределения углерода и получения преимущественно двухфазного продукта после карбидизации, (МС+Со), а следовательно, повышения эксплуатационных свойств процесс предлагается проводить в две стадии. Первая стадия2,4 м /ч кг 850 С проводится с более высоким удельным расходам атмосферы, способствующим лучшему омыванию частиц обрабатываемогоматериала свежим газом и быстрому отводу5 продуктов реакции, При этом учитывается,также более высокая энергия образованияЮгС по сравнению с ЮС, что обусловиловыбор более высоких температур (9001000 С) на этой стадии.10 Для предотвращения блокировки поверхности реагирующих частиц тонким слоем сажистого углерода и перевода реакциииз газовой фазы в твердофазную(что снижает скорость реакции) первую стадию пред 15 лагается проводить в атмосфере спониженным содержанием углерода 46,7 -74,2 г на 1 кг обрабатываемого материала,Применение на второй стадии болеенизких температур (800 - 900 С) и использо 20 вание атмосфер с повышенным количеством углерода вызвано необходимостьюполучения монокарбидного (ЮС) продукта снизким содержанием свободного углерода,что позволяет достичь у изделий, изготов 25 ленных из таких материалов, высоких эксплуатационных характеристик.П р и м е р 1, Отработанные режущиепластины из твердого сплава ВК 6 окисляютна воздухе при 900 С в течение 5 ч. Получен30 ные оксиды загружают в лодочки и подвергают газотермической карбидизации вдвухзонной проходной печи при следующихпараметрах:Температура35 первой зоны 950 СУдельный расходатмосферыСодержание СН 4в атмосфере 5 об,40 Время выдержки 2 чТемпература второй зоныУдельный расходатмосферы 1,7 м /ч кгз45 Содержание СН 4в атмосфере 8 об. Время выдержки 1 чПолученные после карбидизации порошки подвергают непродолжительному50 размолу (48 ч) в барабанной мельнице в среде спирта, Высушенные твердосплавныесмеси отшихтовывают от шаров, смешивают с пластификатором, гранулируют и прессуют штабики для получения стандартных55 образцов 5 х 5 х 35 и режущие пластиныформы 02271. Заготовки спекают в вакууме(10 -10 мм рт.ст.) при 1430 С в течение1 ч,В таблице приведены параметры газотермической карбидизации, состав и физи1717283 45 50 55 ко-механические свойства регенерированного твердого сплава, а также результатыэксплуатационных испытаний режущихпластин при продольном точении чугуна,при скорости резанья 120 ммин и сечении 5среза 0,2 х 1,0 мм /об критерий износаг0,8 мм),П р и м е р 2. Те же пластины, что впримере 1 регенерируют по известномуспособу после окисления восстанавливают 10полученные порошки в водороде, смешивают с ламповой сажей, гомогенизируют в барабанной мельнице в течении 5 ч иотжигают ступенчато в интервале температур 200 - 850 С в течение 8 ч в средедиссоциированного аммиака,После карбидиэации аналогично технологии примера 1 изготавливают стандартные штабики и режущие пластины.П р и м е р 3. Отработанные распылители мазутных форсунок, изготовленных изсплава ВК - 15, окисляют аналогично примеру1 на воздухе в течении 5 ч, при 900 С. Полученные оксиды затем подвергают газотермической карбидиэации при следующих 25параметрах,Из полученных после карбидизации порошков аналогично технологии, описаннойв примере 1, изготавливают стандартныештабики размером 5 х 5 х 35 и образцы 30размером 15 х 20 х 4,5 для определенияотносительной износостойкости 845 (относительно стали 45),П р и м е р 4. Те же материалы обработаны по известному способу. 35П р и м е р 5. Отработанные матрицысфероштампа изготавливают из сплава ВК20, извлекают из обоймы и окисляют на воздухе при 900 С в течении 12 ч. Полученныеоксиды затем подвергают газотермической 40карбидизации. Из полученных после карбидизации порошков согласно технологии примера 1 изготавливают стандартные штабики 5 х 5 х 35 и матрицы сфероштампа. После этого матрицы подвергают испытаниям непосредственно в условиях эксплуатации и определяют количество штампоударов до износа матрицы.Таким образом, как видно иэ табличных данных, только при предложенных параметрах газотермической карбидизации у регенерированных твердых сплавов достигается требуемый состав и стандартные свойства. Формула изобретения Способ регенерации кусковых отходов вольфрамокобальтовых твердых сплавов, включающий окисление, карбидизацию, размол, прессование, спекание, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения технологического процесса и повышения эксплуатационной стойкости регенерированных твердых сплавов, карбидизацию проводят в контролируемой углеродсодержащей атмосфере в две стадии, сначала при температуре 900-1000 С, удельном расходе контролируемой атмосферы 2,2 - 2,6 м (ч и содержании углерода 46,7 - 72,1 г на 1 кг обрабатываемого материала, затем при температуре 800-900 С, удельном расходе контролируемой атмосферы 1,6-1.8 м /ч и содержании углерода 74,2 - 82,4 г на 1 кг обрабатываемого материала, при этом общее количество углерода в контролируемой атмосфере выбирают из соотношения19 С = - 0,084 19 (Со)+ 2,12,где С - количество углерода, г на 1 кг обрабатываемого материала;Со - количество кобальта в твердом сплаве, мас,%.1 л 1 , 11 СО СЧ Юл л оо о1 1 1 о о аа СО С 3 оо ао СО ОЪ о ас лчо Ф 4 СО11 х О о х 1 1 1 1 1 З1 ф 1 О.1 Э О 1 Ф х3- о ФО1 1- ЭО Х 1 С х 1 с: СС 1 ф оХ О 1 Фф ОХ СХОО ЭФ 3-О 1717283 4 Ч 3 СЧл3 Ч СЧ СЧ о о о о СЧД. О О О О ОЪ 3 Чс Ь ОЗООЪ СО СО СО ЛСО О лл а 3 сс СООъ Ч 3 СО -4 -3 .4 1 1 о а а о о а а о о ооа 1 СО СО 11 11 1 11