[发明专利]一种废硬质合金的回收方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种回收废硬质合金制备再生粗晶粒硬质合金的方法，属于粉末冶金技术领域。 

背景技术

常用的硬质合金为钨钴硬质合金，它是一种以碳化钨作原料，金属钴作粘结剂而得到的复合材料，由于难熔金属钨和稀有金属钴都是世界上公认的极为重要的战略元素，价格较高，因此硬质合金的经济价值和制造成本均较高。钨钴硬质合金品种繁多，按其WC晶粒大小分为细晶粒、中晶粒和粗晶粒合金三种，其WC晶粒度分别为细晶粒硬质合金1.0μm以下，中晶粒硬质合金1.0～2.0μm，粗晶粒硬质合金2.0～4.0μm。 

随着经济的不断发展，报废的硬质合金的量在不断增加，回收报废的硬质合金将其重新利用是人们一直在研究的技术方向。现有的硬质合金的回收再利用方法主要有高温处理法、机械破碎法、锌熔法、电熔法等，各个方法各有其优缺点，都未得到有效深入的利用。机械破碎法易混入杂质，锌熔法不容易完全清除残留的锌，电熔法对废合金质量要求高，要求钴含量大于10%，但使用高温处理法就没有上述三种方法的缺点，它是将废硬质合金在高于合金烧结温度的温度范围下进行高温处理，从而使合金结构得以解体，经过破碎和研磨，就可以得到和正常合金相同结构的再生合金。但是对于高温处理回收硬质合金这一技术，技术人员并没有进行更加细致深入的研究，没有明确在高温处理过程中各个阶段的参数范围，导致得到的再生合金质量参差不齐，同时为了使合金结构能够得到完全有效的解体，技术人员一味的提高处理温度，不仅降低设备使用寿命，也降低了合金的回收利用率，加大了能耗损失。 

发明内容

本发明的目的就在于提供一种简单易操作、回收率高、应用范围广的回收利用废硬质合金的方法。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的： 

一种回收废硬质合金的方法，包括以下步骤：

（1）将回收的废硬质合金在1600-2200℃的温度下高温处理2-5小时；

（2）将高温处理后的废硬质合金破碎至细度为160-200目的合金粉。

优选的是，步骤（2）合金的破碎细度为180目。 

更进一步的，将回收的废硬质合金在中频炉或碳化炉中进行高温处理，其加热速度快，温度稳定，加热均匀，生产效率高。 

将废硬质合金进行高温处理，合金的体积发生膨胀，合金变形，其结构变成疏松多孔的蜂窝状，坚硬的合金就变得极易破碎加工。在高温处理过程中，废硬质合金中原先所含的微量其它金属和非金属杂质以及有害气体被清除出去，合金中出现大量的液相，原子的扩散加剧，WC的溶解-析出作用增强，WC晶粒明显长粗长大，晶粒结构上的缺陷得到消除，WC晶形结构更加完整，相应提高了后期再生合金的结构和性能。 

同时本发明明确了高温处理的温度范围在1600-2200℃之间，在此温度范围内，保证了合金结构能够得到有效的解体，WC晶粒度能够长大至2.0～4.0μm，保证再生粗晶粒硬质合金的质量，也使能耗控制在一定范围内，避免不必要的能量消耗。当高温处理温度低于1600℃时，作为粘结金属的钴液化沸腾不完全，合金变形不完全，WC结晶形态也不完整，低于1600℃处理的废硬质合金结构没有松散，不易破碎，不适宜制备再生硬质合金；而当高温处理温度高于2200℃时，虽然随着温度的升高WC晶粒不断长粗，但合金中的液相明显增多，Co相挥发增大，加大了粘结金属钴的损失，同时Co相挥发增大，WC骨架坍塌，合金与设备舟皿熔为一体，不仅难以清理，降低了合金的回收利用率，而且从舟皿中清理出来的合金制得的合金粉中混入了舟皿带入的石墨等杂质，继而影响后期再生硬质合金的质量。 

经过高温处理后的合金经球磨机等破碎设备破碎成细度为160-200目的合金粉便可用于制备再生合金。合金粉破碎细度在160-200目之间，不仅不会破坏合金中WC的晶粒度，在制备再生合金时，也能使合金粉与钴及成型剂进行充分的混合，便于最终产品成型。进一步的，合金破碎到180目，破碎设备的产出率和能耗比例处于最佳状态，该细度的合金粉制备再生合金，效果也最佳。 

同时，经过本发明方法回收废硬质合金制备得到的合金粉，其WC晶粒度符合粗晶粒硬质合金的晶粒度要求，制备得到的再生粗晶粒硬质合金的性能和效果都达到甚至超过正常的粗晶粒硬质合金，同时本发明方法得到的合金粉中含有一定量的钴，在制备再生合金时，减少了粘结剂钴的使用量，降低了生产成本。