Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т30К4 в дизельном топливе Российский патент 2024 года по МПК B22F9/14 B23H1/00 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к переработке отходов твердых сплавов. В промышленности для получения твердосплавных порошков применяют физические и физико-химические методы.

Известен способ переработки отходов твердых сплавов с помощью «Цинк-процесса», включающий термообработку в расплаве цинка, при которой происходит разделение зерен карбида вольфрама и кобальта. В результате получают порошки регенерированные карбида вольфрама и кобальта [авт. св. № 1528336, B 22 C 1/00, 1986 г.]. Однако в регенерированных порошках остаются примеси цинка, снижающие физико-механические свойства твердых сплавов, что делает ограниченным применение смесей. Их можно применять только для подшихтовки или для неответственных изделий. Кроме того, недостатком данного способа является необходимость использования сложного энергоемкого оборудования, и, как следствие, высокая себестоимость порошков.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ изготовления твердосплавных смесей из отработанных твердых сплавов [пат. РФ 2157741, С2, 03.11.1998], при котором изготовления твердосплавных смесей из отработанных твердых сплавов «Тумелом-процессом», включающем термообработку твердосплавного лома в защитной атмосфере или вакууме, дробление, размол до фракции 40 микрон и менее, лом перед термообработкой сортируют в партии по химическому составу и массе, производят удаление поверхностных загрязнений, а температуру термообработки для каждой партии определяют в зависимости от содержания кобальта. Термообработку проводят с целью охрупчивания лома в защитной атмосфере или вакууме при оптимальной температуре, зависящей от технического состояния печи, массы кусков лома и концентрации кобальта в последнем. При термообработке имеет место перекристаллизация через жидкую фазу и резкий рост зерен карбида вольфрама, приводящий к охрупчиванию материала. В том случае, когда температура термообработки ниже оптимальной, не происходит охрупчивания отходов, что затрудняет или делает невозможным их дальнейшую переработку методом дробления.

Недостатком прототипа является низкая технологичность процесса, т.к. изменяется химический состав из-за загрязнения обрабатываемого материала материалом контейнера, происходит изменение химического состава сплава из-за угара углерода и вытекания кобальта, а также невозможность получения порошков-сплавов с равномерным распределением легирующих элементов, высокие энергетические затраты.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения твердосплавного порошка-сплава с равномерным распределением легирующих элементов из отходов сплава Т30К4 в дизельном топливе с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.

Поставленная задача достигается способом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) отходов сплава Т30К4 в дизельном топливе. Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.

На фигуре 1 - микрофотография частиц порошка; на фигуре 2 - интегральная кривая (1) и гистограмма (2) распределения по размерам частиц порошка; на фигуре 3 - спектрограмма элементного состава частиц порошка; на фигуре 4 - дифрактограмма фазового состава частиц порошка.

Пример 1.

На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы твердого сплава марки Т30К4 в дизельном топливе при массе загрузки 320 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

- ёмкость конденсаторов 63 мкФ;

- напряжение на электродах от 180…190 В;

- частота следования импульсов 160…180 Гц.

Данные режимы получения твердосплавного порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава Т30К4 в дизельном топливе не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования протекает не стабильно, поскольку имеет место слабое искрообразованием между гранулами диспергируемого материала.

Пример 2.

На экспериментальной установке для получения порошков из токопроводящих материалов диспергировали отходы твердого сплава марки Т30К4 в дизельном топливе при массе загрузки 320 г. При этом использовали следующие электрические параметры установки:

- ёмкость конденсаторов 65,5 мкФ;

- напряжение на электродах от 205…215 В;

- частота следования импульсов 220…260 Гц.

Данные режимы получения твердосплавного порошка способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава Т30К4 в дизельном топливе не рекомендуются, т.к. процесс электроэрозионного диспергирования носит взрывной характер и протекает не стабильно.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению твердосплавных порошков. Может использоваться при переработке отходов твердых сплавов. Порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов твердого сплава марки Т30К4 в дизельном топливе при ёмкости конденсаторов 64 мкФ, напряжении на электродах 185-200 В и частоте следования импульсов 180-220 Гц. Обеспечивается получение порошка с равномерным распределением легирующих элементов. 4 ил., 3 пр.

Способ получения твердосплавного порошка, включающий электроэрозионное диспергирование отходов твердого сплава, отличающийся тем, что порошок получают путем электроэрозионного диспергирования отходов твердого сплава марки Т30К4 в дизельном топливе при ёмкости конденсаторов 64 мкФ, напряжении на электродах 185-200 В и частоте следования импульсов 180-220 Гц.