Способ регенерации карбидсодержащих отходов твердых сплавов Советский патент 1991 года по МПК C22B7/00 B22F1/00 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам регенерации отходов спечёных твердых сплавов.

Известен способ переработки карбид содержа1чих отходов тугоплавких металлов, включаю1 ий окисление исходного материала кислородсодержапсим газом при температурах 800-900с, обработку полученного продукта i-азообразным аммиаком при температурах 600700°С и последующее хл.орирование восстановленного материала при температурах 800-900°С, В результате образуется смесь высших бескислородных и безуглеродистых хлорилсв металлов, которые направляют на дальнейшую переработку.

ч

Однако для осуществления этого способа требуется специальное оборудование, стойкое в агрессивных средах при высоких температурах. В качестве конечного продукта получается смесь хлоридов, которые нуждаются в дальнейшей обработке при получений из них металлов или карбидов.

00 rvD

Наиболее близким по технической

00 ел сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является способ регенерации отходов твердых сплавов, заключающийся в том, что отходы окисляют кислородсодержащим газом, восстанавливают газообразным восстан овителем, дошихтовывают сажистым углеродом и двуокисью титана и подвергают карбидизации при температуре 1 500-1900 с. На нижнем пределе температур 1500 С карбидизацию ведут в вакууме. В невакуумном варианте карбидизацню ведут в печи Таммана при температуре 1800-1900®С. К недостаткам известного способа Следует отнести высокзпо температуру карбидизации, при которой кобальт находится в жидком состоянии и рбвоnaioiBaeT частицы шихты, ухудшая ICQHтакт с сажистым углеродом что затормаживает вьщёление Згазообразных продуктов реакции. Кроме того, введение двуокиси титана для вспучивани шихты нарушает первоначальный состав исходной шихты для получения сплавов по соответствующему ГОСТу, Указанные недостатки приводят к снижению качества твердых сплавов, а проведение карбидизации в вакууме ухудшает технЬлогичность процесса. Цель изобретения г повьшение качества твердых сплавов и улучшение технологических показателей процесса Для достижения поставленной цели предложен способ регенерации карбидсодержащих отходов твердых сплавов, включающий окисление кислородсодержа щим газом, восстановление газообразным восстановителем, дошихтовку смеси восстановлейных металлов сажис тым углеродом и последующую карбидизацию, который отличается от извес ного тем, что карбидизацию проводят при температуре 850-1395 С,. При этом с целью получения тверды сплавов. Отличных по химическому сос таву от регенерируемых отходов, при дошихтовке в смесь восстановленных металлов добавляют по крайней мере один металл в виде порошка, выбранный из группы: вольфрам, молибден, , ниобий, тантал, никель, кобальт, железо. Предложенный способ осуществляют следующим образом. Исходный материал (отходы твердосплавного производства в виде брака крмпактнШ изделий или изделий, отслуййвших свой срок) подвергают окис лёнию сухим Или влажным кислородом ttrtfir кислородсодержащими газами (воздух, обогащенный кислородом воздух. Двуокись углерода, водяной пар) при температурах 500-1000 С (предпочти.тельно ) , При этом происходит ; выгорание углерода, сопровождающееся раз1 уйением компактньк изделий и зна .читепьньп увеличением объема (в 7-10 раз) и удельной поверхности (в тысячи раз) загрузки, что облегчает взаимрдействйе её с восстановительными газами в дальнейшем и смешение с углеродом; В зависимости от режимов остаточное содержание углерода в окислах не превьппает 0,001-0,01%. Окислен-, ный материал подвергают вбсстанрвлешю одним из следующих газов или их смесями водород, аммиак, окись углерОДа и продукты их конверсии при температурах 5, (предпочтительно 600-900 С), в результате чего получают рыхлую смесь металлических порошков, входящих в состав твердых сплавов. Этот продукт механически настолько , что при смешении с сажистым угле1 0д0м в шаровой мельнице дробится до частиц крупностью 0,3-0,5 микрона. В этом процессе достигают повторного перемешивания исходного материала и равномерного взаимного распределения компонентов шихты, которую направляют на карбидизацию в токе водороде. Примеры осуществления предложенного способа. ,, П р и м е р 1, 89,8 г твердого сплава марки ВК15, содержащего карбид вольфрама и 15% кобальта, обработали кислородом при температуре , в результате чего получили продукт с. удельной поверхностью 0,15 (при исходной - 0,26- ). После восстановления окислов водородом при 900°С и смешения с сажистым углеродом продукт имел крупность ,5 мкм, В результате карбидизации в течение 3-х часов в токе водорода при 10500 получили 89,76 г омеси, содержащей карбид вольфрама и кобальт (крупность частиц мкм) и соответствующей исходному составу сплава ВК15. Отепень превращения на всех стадиях превысила 99,95%. ,. П р и м е р 2. 1500 г смеси отходов твердых спйавов, состоящий из 20% BK6,4Q%iBK8 и 40% ВК15, подвергали окислению блажным воздухом при 800°0 и восстановлению газообразный аммиаком при , В полученный продукт подшихтовали ламповую сажу и 81,2 г металлического кобальта (порошка), в результате чего после трехчасовой карбидйзации смеси в токе йодорода при получили 1581 г исходной ййХтй(йй пройзвОДстйа твердого сплава марки ВК15.Г П р.и м е р 3, k 100 г попупродук-. тй состава,%: Оо 6,05; W 93,41;

1. СПОСОБ РЕГЕНЕРАТОМ КАРБИДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ, включающий их окисление кислородсодержап 1М газом, восстановление газообразным восстановителем, дошихтовку смеси восстановленных металлов сажистым углеродом и последующую карби- . дизацию, отличающийся тем, что, с целью повышения качества твёрдых с1тлавов и улучшения технологических показателей процесса, карбидизацию проводят при температуре 850-1395°С. 2. Способ по П.1, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью получения твердых сплавов, отличных по химическому составу от регенерируемых отходов, при дощихтрвке в смесь восстановленных металлов добавляют по крайней мере один мет,апл в виде порошка, выбранный из ряда: вольф о рам, молибден, титан, ниобий, тантал, сл никель, кобальт, железо.