利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法技术

本发明专利技术属二次资源回收利用领域，尤其涉及一种利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法，按如下步骤实施：（1）将回收废旧硬质合金进行磨洗分类；（2）将所得主要材料WC、TiC、VC、WN或NbC中的一种或两种以上混合物与辅助材料进行混合，置于熔炼炉中进行熔炼；废旧硬质合金中低熔点的杂质形成合金熔渣浮出，而高熔点硬质材料精铸成金属结构体；（3）将金属工件体的毛坯进行退火，消除应力；（4）对所得产品进行锻造；（5）对所得锻件进行退火，出炉空冷后即得目标产品。本发明专利技术工艺简单、操作方便、回收成本低，生产效率高，目标产品抗裂性强，不易裂，使用寿命长。

Direct Manufacturing of Cemented Carbide Materials from Refractory Metal Waste Cemented Carbide

【技术实现步骤摘要】
利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法
本专利技术属废旧硬质合金回收利用领域，尤其涉及一种利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法。
技术介绍
硬质合金是上世纪二十年代德国人专利技术成功，硬质合金是由WC、TiC、VC、NbC和粘结相Co、Ni、Cr、Fe、Cu等元素采取粉末冶金方法制成。由于该材料硬度高（HRA85-90），仅次于金刚石，强度高，抗弯强度2800-4000MPa；抗压强度4000-5000MPa；耐磨性高，使用寿命比模具钢可提高20～100倍，并且在高温500℃时保持硬度，在1000℃时硬度HRA80左右，适应高、低、温度场合使用，并且又具有抗腐蚀、抗氧化、抗震等特点，所以工业上应用范围很广，如工具、模具、量具、刃具以及矿山、煤矿、石油、挖掘、粉碎石料、矿石等各种物料、矿粉研磨工具等，并且应用于航天航空、航海、交通运输、风电、纺织等装备。硬质合金应用越来越广，国内外每年产量递增10～15%，目前国内年产3万吨，国际约7～8万吨。该产品价值高，国产50～75万元/吨，进口日本产品120～150万元/吨，瑞典山特维克160～180万元/吨。超硬耐磨材料是国内外具有更大发展的产业。硬质合金虽然强度、硬度、耐磨性高，但由于是采用粉末冶金工艺采用粉末压合，靠烧结赋予强度，属于脆性材料，易裂，使用寿命有限，易损坏报废。我国每年产生废硬质合金、耐磨材料和企业生产中废品约3万吨，国际上产生7～8万吨，合计10万吨左右，由于废硬质合金中含有大量WC、TiC、Co、Ni等稀贵物资，地球储存有限，各国都在设法回收废旧硬质合金进行再生应用。目前，国内外都采用传统方法，如：锌熔法、电解法、硝石法、机械粉碎法等，由于工艺复杂，投资大，生产效率低，国内外仅能回收再生应用40%，也就是说，每年国内外还有6万吨没能及时再生应用，年年积累从专利技术产生至今已近百年，大量的稀贵物资没有及时应用，而是继续开矿，提炼、制粉、压型、烧结……复杂工艺过程，破坏了自然环境。而巨额废旧硬质合金在沉睡。为什么国内外近百年积累积压数百万吨，数百上千亿资源不能及时应用，主要是国内外都采用传统工艺，工艺复杂，投资大，生产效率极低，质量又差。具有关资料介绍，300人的企业，年产300吨左右。既然如此，国内外还在扩大投入提高产量，在国内外废旧硬质合金，已形成一个巨大的产业。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足之处而提供一种工艺简单、操作方便、回收成本低，生产效率高，目标产品韧性高，抗裂性强，耐磨，不易裂，使用寿命长的利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法。为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：一种利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法，按如下步骤实施：（1）将回收废旧硬质合金进行磨洗分类；通过磨洗除去废旧硬质合金中的表面杂质，得到主要材料；（2）将步骤（1）所得主要材料与辅助材料进行混合，置于熔炼炉中进行熔炼；废旧硬质合金中低熔点的杂质形成合金熔渣浮出，而高熔点硬质材料精铸成方块、圆柱或异型金属工件体；所述步骤（1）所得主要材料为WC、TiC、VC、WN或NbC中的一种或两种以上混合物；所述辅助材料为Co、Ni、Mo、Cu、Fe、Cr或V中的一种或两种以上的混合物；（3）将步骤（2）所述金属工件体的毛坯进行退火，消除应力；退火升温850～880℃，恒温4～6小时，随炉缓冷，至740～780℃，恒温3～6小时，降温至低于500℃出炉，空冷；（4）对步骤（3）所得产品进行锻造；（5）对步骤（4）所得锻件进行退火；退火升温850～880℃，恒温5～6小时，至740～780℃，恒温3～6小时后，随炉缓冷，降温至低于500℃出炉，空冷后即得目标产品。作为一种优选方案，本专利技术所述步骤（2）中，熔炼炉的熔炼温度为1650～1800℃，熔透均匀后，精铸成型。进一步地，本专利技术所述步骤（1）所得主要材料及辅助材料混合物的质量百分比为：5～95：95～5。进一步地，本专利技术在所述步骤（5）完成后，再进行热处理，热处理淬火温度：960～1200℃；热处理回火温度180～200℃；时间2～4小时。进一步地，本专利技术在所述步骤（5）完成后，再进行热处理，热处理淬火温度：960～1200℃；热处理回火温度550～650℃；时间2～4小时。采用本方法生产各种硬质合金等材料及各种难溶金属材料WCCu、WCCu、MoWCCu、MoWCu等材料。本专利技术可代替传统废旧硬质合金锌熔、电解、机械粉碎等WC、Co萃取、粉粹、制粉和粉末冶金生产硬质合金等材料及难熔金属材料，将制粉、压型和烧结等两项工艺合并成一步。本专利技术可简化工艺，减少设备及工具等投资，提高生产效率30～50倍，提高产品质量，去除杂质，无桥接现象，提高产品性能。将粉末冶金方法生产产品脆性材料变为刚性材料（相当高工钢高合金模具钢韧性），目标产品韧性高，抗裂性强，不易裂，使用寿命长。本专利技术回收的碳化钨中钴、镍、铁等杂质含量能控制在0.005%以内，完全接近原生碳化钨的标准，而且生产成本低。同时可生产大中小件，大件可达几十、百公斤或以上，适应大型设备耐磨，提高使用寿命，能够实现稀贵元素进行循环应用，减少矿山开发。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术的保护范围不仅局限于以下内容的表述。利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法，按如下步骤实施：（1）将回收废旧硬质合金进行磨洗分类；通过磨洗除去废旧硬质合金中的表面杂质，得到主要材料；（2）将步骤（1）所得主要材料与辅助材料进行混合，置于熔炼炉中进行熔炼；废旧硬质合金中低熔点的杂质形成合金熔渣浮出，而高熔点硬质材料精铸成方块、圆柱或异型金属工件体；所述步骤（1）所得主要材料为WC、TiC、VC、WN或NbC中的一种或两种以上混合物；所述辅助材料为Co、Ni、Mo、Cu、Fe、Cr或V中的一种或两种以上的混合物；（3）将步骤（2）所述金属工件体的毛坯进行退火，消除应力；退火升温850～880℃，恒温4～6小时，随炉缓冷，至740～780℃，恒温3～6小时，降温至低于500℃出炉，空冷；（4）对步骤（3）所得产品进行锻造；（5）对步骤（4）所得锻件进行退火；退火升温850～880℃，恒温5～6小时，至740～780℃，恒温3～6小时后，随炉缓冷，降温至低于500℃出炉，空冷后即得目标产品。本专利技术所述步骤（2）中，熔炼炉的熔炼温度为1650～1800℃，熔透均匀后，精铸成型。本专利技术所述步骤（1）所得主要材料与辅助材料的质量百分比为：5～95：95～5。本专利技术在所述步骤（5）完成后，再进行热处理，热处理淬火温度：960～1200℃；热处理回火温度180～200℃；时间2～4小时。或者，本专利技术在所述步骤（5）完成后，再进行热处理，热处理淬火温度：960～1200℃；热处理回火温度550～650℃；时间2～4小时。实施例1：利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法，按如下步骤实施：（1）将回收废旧硬质合金进行磨洗分类；通过磨洗除去废旧硬质合金中的表面杂质，得到主要材料；（2）将步骤（1）所得主要材料与辅助材料进行混合，置于熔炼炉中进行熔炼；废旧硬质合金中低熔点的杂质形成合金熔渣浮出，而高熔点硬质材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法，其特征在于，按如下步骤实施：（1）将回收废旧硬质合金进行磨洗分类；通过磨洗除去废旧硬质合金中的表面杂质，得到主要材料；（2）将步骤（1）所得主要材料与辅助材料进行混合，置于熔炼炉中进行熔炼；废旧硬质合金中低熔点的杂质形成合金熔渣浮出，而高熔点硬质材料精铸成方块、圆柱或异型金属工件体；所述步骤（1）所得主要材料为WC、TiC、VC、WN或NbC中的一种或两种以上混合物；所述辅助材料为Co、Ni、Mo、Cu、Fe、Cr或V中的一种或两种以上的混合物；（3）将步骤（2）所述金属工件体的毛坯进行退火，消除应力；退火升温850～880℃，恒温4～6小时，随炉缓冷，至740～780℃，恒温3～6小时，降温至低于500℃出炉，空冷；（4）对步骤（3）所得产品进行锻造；（5）对步骤（4）所得锻件进行退火；退火升温850～880℃，恒温5～6小时，至740～780℃，恒温3～6小时后，随炉缓冷，降温至低于500℃出炉，空冷后即得目标产品。

【技术特征摘要】
1.一种利用难熔金属废旧硬质合金直接制造硬质合金类材料的方法，其特征在于，按如下步骤实施：（1）将回收废旧硬质合金进行磨洗分类；通过磨洗除去废旧硬质合金中的表面杂质，得到主要材料；（2）将步骤（1）所得主要材料与辅助材料进行混合，置于熔炼炉中进行熔炼；废旧硬质合金中低熔点的杂质形成合金熔渣浮出，而高熔点硬质材料精铸成方块、圆柱或异型金属工件体；所述步骤（1）所得主要材料为WC、TiC、VC、WN或NbC中的一种或两种以上混合物；所述辅助材料为Co、Ni、Mo、Cu、Fe、Cr或V中的一种或两种以上的混合物；（3）将步骤（2）所述金属工件体的毛坯进行退火，消除应力；退火升温850～880℃，恒温4～6小时，随炉缓冷，至740～780℃，恒温3～6小时，降温至低于500℃出炉，空冷；（4）对步骤（3）所得产品进行锻造；（5）对步骤（4）所得锻件进行退火；退火升温850～880℃，恒温5～6小时，至740～780℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：左其福，左郁锋，
申请(专利权)人：左其福，左郁锋，
类型：发明
国别省市：辽宁,21