СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТХОДОВ СПЕЧЕНЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ Советский патент 1945 года по МПК B22F9/04 

Отходы изделий из спеченых твердых сплавов в виде остатков и обломков пластин для резцов и, в особенности, в виде вышедших из размера матриц и фильер весьма значительны.

При дефицитности вольфрама и кобальта представляется очень заманчивым использование этих отходов путем превращения их вновь в порошкообразное состояние и изготовление из полученного порошка необходимых изделий обычным путем.

Известны разные способы регенерации отходов спеченых твердых сплавов. Так, например, предлагалось подвергать отходы так называемому пережогу при температуре 1900-2000°, т.е. на 500-600° выше нормальной температуры спекания твердых сплавов (1400-1450°). После пережога изделия дробятся в стальных шаровых мельницах.

Недостатком этого способа является неизбежное при пережоге изменение состава сплава по углероду и кобальту и вследствие этого необходимость после тщательного анализа смеси добавлять в нее углерод и кобальт. Между тем дошихтовка небольших количеств кобальта и в особенности сажи затруднительна, так как трудно получить однородную смесь. Кроме того на заводах, работающих на готовой привозной смеси, обычно нет металлического кобальта в нужном для дошихтовки виде.

Далее нужно учесть, что при размоле в стальных мельницах в порошок вводится значительное количество железа, приводящее к понижению качества смеси.

По другому способу предлагалось непосредственное дробление отходов твердых сплавов в стальной механической ступе до относительно крупного порошка (150 меш) с последующей горячей прессовкой порошка. Трудности, связанные с горячей прессовкой, и малая производительность являются недостатками этого способа.

Предлагаемый, согласно настоящему изобретению, способ регенерации отходов твердых спеченых сплавов позволяет превращать отходы твердых сплавов в мелкий порошок без существенного изменения состава смеси.

Способ заключается в том, что отходы нагревают до температуры ниже температуры спекания и закаливают в ледяной воде. При этом в сплавах образуются трещины. Затем сплавы дробят, размалывают и, вновь возвращают в производство.

Отходы нагревают до температуры 1200-1400°, т.е. ниже температуры спекания, в защитной засыпке в течение 30 минут и затем подвергают резкой закалке в ледяной воде. Вследствие различия коэффициентов расширения цементирующего металла и карбидов, в изделиях после закалки возникают микро- и макротрещины, облегчающие дробление изделий.

Так как нагрев отходов производится при температуре ниже температуры спекания сплавов, то состав их не изменяется.

После закалки изделия дробятся в стальной механической ступе с изготовленными из инструментальной стали наконечником песта и дном ступы. Дробление производится до крупности зерна 0,1-2 мм, причем продукты дробления фракционируются на ситах. Мелкая фракция, проходящая через сито 40-60 меш, концентрирует основное натираемое от ступы железо. Более крупные фракции содержат нормальный процент железа: от 0,5 до 1,0%. Остаток на сите 40-60 меш фракционируется на сите с отверстием до 2 мм. Фракция с размером зерен от 2 мм и выше вновь поступает на дробление в ступу.

После дробления смесь подвергается тонкому размолу. Дробление средней фракции (размер зерен до 2 мм) производится в шаровой мельнице, стенки которой выложены победитовыми пластинками. Размол производится победитовыми шарами. В этом случае исключается натирание железа в смесь, и полученный порошок после просева через сито 200 меш поступает на прессовку изделий и спекание. Какая-либо дошихтовка смеси при этом варианте исключается.

Тонкое дробление может быть также произведено в стальной шаровой мельнице; при этом желательно выложить стенки барабана плитами из стали Гатфильда и применять шары из этой же стали.

При этом варианте происходит некоторое натирание железа в смесь. Если после химического анализа содержание железа превышает 1,5%, порошок подвергается отмывке разбавленной соляной кислотой (концентрация кислоты 3%) при нагреве до 40°С в течение 30 минут.

Операция может осуществляться в деревянном бачке или эмалированной чаше. На отвешенное количество порошка заливается нагретый до 40-50° 3-процентный раствор кислоты из расчета на 1 кг порошка 4-5 л кислоты. После перемешивания в течение 30 минут осадок оседает, и раствор сливается. Затем производится трехкратная промывка порошка водой, и порошок подвергается химическому анализу. В случае пониженного содержания кобальта (кобальт частично отмывается), его приходится дошихтовать в смесь.

Смеси, прошедшие отмывку, желательно подвергнуть восстановлению водородом в трубчатой печи с нихромовой обмоткой при температуре 700-800°. По второму варианту перерабатывается также мелкая фракция №2.

Способ регенерации отходов спеченых твердых сплавов, отличающийся тем, что отходы нагревают до температуры ниже температуры спекания, например 1200-1400°C, закаливают в ледяной воде, с целью образования трещин, а затем дробят, размалывают и снова возвращают в производство твердых сплавов.