專利名稱：一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種硬質合金的制備方法，特別是一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法。
背景技術：
隨著社會的不斷發展，工業現代化越來越高，采掘業的不斷發展使得硬質合金的消耗也越來越大，充分利用有限的鎢資源也顯得越來越重要。在利用廢鎢鈷合金制備硬質合金方面，目前所普遍采用的電解法或鋅融法回收廢鎢鈷合金制備成WC和Co混合料，再經濕磨、干燥、壓制成型、真空燒結等工序生產鎢鈷硬質合金，由于電解法或鋅融法在廢過程中不可避免地帶入了鋅等雜質，所以其制品孔隙度高，抗彎強度低，韌性較差，強度和顯微硬度不能相匹配，綜合性能較低，尤其是合金的高溫硬度和高溫強度不高，抗沖擊和抗熱塑變能力較差，難適合在高溫環境下工作，優質硬質合金制備對其原料WC粉(即碳化鎢粉)的粒度有嚴格的要求，不僅僅要求WC粉的顯微結構好，結晶完整，粒度粗大均勻，而且其聚集程度不能太高。這也正是目前國內WC生產商不能批量生產優質粗晶WC粉末的主要原因之一；由于聚集體的結合松緊程度不一，因而加大了優質硬質合金的制造難度，使硬質合金制品在耐磨性和韌性上難做到高度的統一。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的上述不足，提供一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，通過其制備的硬質合金的WC平均晶粒度達到3. O 4. 6 μ m，抗彎強度達到3000 3600MPa，硬度HRA87. 5 90. 0，可實現合金強度和顯微硬度的良好匹配，使硬質合金制品在耐磨性和韌性上達到高度的統一，提高了合金的綜合使用性能。
本發明是采用如下技術方案實現其發明目的是一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，它由廢舊鎢鈷硬質合金采用高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、真空低壓一體化燒結十一個工藝步驟完成；高溫煅燒將廢鎢鈷硬質合金清理干凈后，用石墨器皿裝上置于真空爐中加熱到 18000C 2200°C進行煅燒處理；破碎將煅燒好的廢鎢鈷硬質合金進行機械破碎，破碎后鎢鈷合金混合料顆粒度較粗， 還不能直接作原料使用，所以又叫初步破碎；球磨將初步破碎后的廢鶴鈷硬質合金裝入球磨機中進行進一步的球磨成粉，以達到工藝使用要求；過篩將球磨后廢鶴鈷硬質合金粉用180目的過目篩進行篩分；配料將篩分后的廢鎢鈷硬質合金粉按工藝、牌號的不同要求將研磨好的廢鎢鈷硬質合金粉中碳化鎢和鈷的質量之比為85、4:6 15的混合粉(通過添加碳化鎢或鈷量調配成 85 94:6 15)；濕磨將配比好的的混合料加入球磨介質及硬質合金球置于球磨機內進行混合研磨； 其碳化鎢和鈷混合料、球磨介質、硬質合金球的質量配比為鎢鈷硬質合金粉球磨介質 硬質合金球=3. 25:1:16. 25 ；干燥將混合研磨好的粉料按工藝要求過濾后置于真空干燥器內加熱以蒸發球磨介質，使混合料保持干燥；摻成形劑將混合干燥好的混合料按比例摻入石蠟或PEG成形劑使混合料成形，其混合料與石蠟或PEG成形劑的比例為混合料石蠟或PEG成形劑=98:2 ;制粒將成形的混合粉料制成設計要求尺寸大小的顆粒狀，以提高粉末的流動性能；壓制成型將顆粒狀粉料壓制成所需要形狀的壓坯；真空低壓一體化燒結將壓制好的壓坯擺放在石墨器皿上，置于真空低壓一體化燒結爐中脫蠟、真空和加熱燒結成硬質合金；在燒結過程中，于1000°C通入甲烷與氫氣質量比為O. 6^3:97^99. 4混合氣體的正碳燒結工藝7(Tl20分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產的硬質合金的碳量達到平衡的目的，真空低壓一體化燒結的最高溫度為1450 1480。。。
本發明的優選技術方案是所述廢鎢鈷合金真空高溫處理溫度為 1800 0C 2200。。。
本發明進一步的優選技術方案是所述燒結時在1000°C通入甲烷與氫氣質量比為O. 6^3:97^99. 4混合氣體，燒結時通混合氣體的時間為7(Tl20分鐘。
本發明更進一步的優選技術方案是所述真空低壓一體化燒結的最高溫度為 1440 1460。。。
由于采用了上述技術方案，本發明較好的實現了其發明目的，采用廢舊鎢鈷硬質合金為原料，在1800°C 2200°C進行真空高溫處理后，經初步破碎后，裝入球磨機中進行球磨破碎；物料破碎到180目才適于再生利用；由于采用高溫煅燒廢舊鎢鈷硬質合金，使 得所廢的碳化鎢粉有更好的顯微結構，結晶完整、全部為角狀單晶、晶粒表面無缺陷、粒度較均勻、化合碳高、無W2C等等；經配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和正碳修正燒結制備的硬質合金韌性高，而且具有結構缺陷少、結晶完整、微觀應變小，亞晶粗大均勻、顯微硬度高，其耐磨性和抗沖擊韌性得到極大的提高，抗彎強度達到了 3000 3600MPa，硬度達到了 HRA87. 5 90. 0，實現了強度和顯微硬度的良好匹配，其具有高強度的WC骨架結構和良好的高溫機械性能；合金的熱導率比傳統工藝生產的鈷含量相同的粗晶粒合金高20%，強度和沖擊韌性值高約40%，從而使合金綜合性能大大地提高；制備的硬質合金的WC平均晶粒度達到3. O 4. 6 μ m，抗彎強度達到3000 3600MPa，硬度HRA87. 5 90. 0，具有結構缺陷少、顯微硬度高、微觀應變小、高強度的WC骨架結構和良好的高溫機械性能。
具體實施例方式下面結合實施例對發明內容作進一步說明實施例1:由發明內容可知，一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，其包括如下工藝步驟高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結；以廢舊鎢鈷硬質合金為原料，在1800°c進行真空高溫處理后.經初步破碎后，裝入球磨機中進行球磨破碎，物料破碎后進行180目的篩分；篩分后的粉料按牌號要求進行調鈷配料成鈷與碳化鎢的質量比為1:9、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結。燒結過程中在1000°C通入甲烷與氫氣質量比為2. 0:98. O混合氣體的正碳燒結工藝70分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產的硬質合金的碳量達到平衡的目的，真空低壓一體化燒結的最高溫度為1450°C。
將通過本實施例得到的利用廢鎢鈷合金制備中粗晶硬質合金截齒(成型尺寸為 6. 5*5. 25*20 μ m的標準產品)樣本100件進行檢測，得到合金晶粒均勻、WC平均晶粒度為3.2 μ m、孔隙A02B00C02、有輕微滲碳、平均抗彎強度為3000MPa、平均硬度為HRA90. 4。
實施例2:一種利用廢鎢鈷合金制作中粗晶硬質合金截齒的制備方法，其包括如下工藝步驟高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結；以廢舊鎢鈷硬質合金為原料，在2100°C進行真空高溫處理后.經初步破碎后，裝入球磨機中進行球磨破碎，物料破碎后進行180目的篩分。篩分后的粉料按牌號要求進行調鈷配料成鈷與碳化鎢的質量比為1:9、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和真空低壓一體化燒結。燒結過程中在1000°C通入甲烷與氫氣質量比為1:99混合氣體的正碳燒結工藝90分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產的硬質合金的碳量達到平衡的目的，真空低壓一體化燒結的最高溫度為1460°C。
將通過本實施例得到的利用廢鎢鈷合金制備中粗晶硬質合金截齒(成型尺寸為 6. 5*5. 25*20 μ m的標準產品)樣本100件進行檢測，得到合金晶粒均勻、WC平均晶粒度為4.2 μ m、孔隙A02B00C00、平均抗彎強度為3200MPa、平均硬度為HRA88. 8。
權利要求
1.一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，它由廢舊鎢鈷硬質合金采用高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、真空低壓一體化燒結十一個工藝步驟完成； 高溫煅燒將廢鎢鈷硬質合金清理干凈后，用石墨器皿裝上置于真空爐中加熱到18000C 2200°C進行煅燒處理； 破碎將煅燒好的廢鎢鈷硬質合金進行機械破碎，破碎后鎢鈷合金混合料顆粒度較粗，還不能直接作原料使用，所以又叫初步破碎； 球磨將初步破碎后的廢鶴鈷硬質合金裝入球磨機中進行進一步的球磨成粉，以達到工藝使用要求； 過篩將球磨后廢鶴鈷硬質合金粉用180目的過目篩進行篩分； 配料將篩分后的廢鎢鈷硬質合金粉按工藝、牌號的不同要求將研磨好的廢鎢鈷硬質合金粉中碳化鎢和鈷的質量之比為85、4:6 15的混合粉(通過添加碳化鎢或鈷量調配成85 94:6 15)； 濕磨將配比好的的混合料加入球磨介質及硬質合金球置于球磨機內進行混合研磨；其碳化鎢和鈷混合料、球磨介質、硬質合金球的質量配比為鎢鈷硬質合金粉球磨介質硬質合金球=3. 25:1:16. 25 ； 干燥將混合研磨好的粉料按工藝要求過濾后置于真空干燥器內加熱以蒸發球磨介質，使混合料保持干燥； 摻成形劑將混合干燥好的混合料按比例摻入石蠟或PEG成形劑使混合料成形，其混合料與石蠟或PEG成形劑的比例為混合料石蠟或PEG成形劑=98:2 ; 制粒將成形的混合粉料制成設計要求尺寸大小的顆粒狀，以提高粉末的流動性能； 壓制成型將顆粒狀粉料壓制成所需要形狀的壓坯； 真空低壓一體化燒結將壓制好的壓坯擺放在石墨器皿上，置于真空低壓一體化燒結爐中脫蠟、真空和加熱燒結成硬質合金；在燒結過程中，于1000°C通入甲烷與氫氣質量比為0. 6^3:97^99. 4混合氣體的正碳燒結工藝7(Tl20分鐘修正合金的碳量，從而使廢碳化鎢生產的硬質合金的碳量達到平衡的目的，真空低壓一體化燒結的最高溫度為1450 1480。。。
2.根據權利要求1所述的一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，其特征是它的優選技術方案是廢鎢鈷合金真空高溫處理溫度為1800°C 2200°C。
3.根據權利要求1所述的一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，其特征是它的進一步的優選技術方案是燒結時在1000°c通入甲烷與氫氣質量比為0. 6^3 97^99. 4混合氣體，燒結時通混合氣體的時間為7(Tl20分鐘。
4.根據權利要求1所述的一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，其特征是它的更進一步的優選技術方案是真空低壓一體化燒結的最高溫度為1440 1460。。。
全文摘要
本發明公開了一種利用廢鎢鈷合金制作粗晶硬質合金截齒的制備方法，它由廢舊鎢鈷硬質合金采用高溫煅燒、破碎、球磨、過篩、配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型、真空低壓一體化燒結十一個工藝步驟完成；該方法采用廢舊鎢鈷硬質合金為原料，經配料、濕磨、干燥、摻成形劑、制粒、壓制成型和正碳修正燒結制備的硬質合金韌性高，而且具有結構缺陷少、結晶完整、微觀應變小，亞晶粗大均勻、顯微硬度高、高強度的WC骨架結構和良好的高溫機械性能，其耐磨性和抗沖擊韌性得到了提高。
文檔編號B22F3/16GK102990069SQ20121052504
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者李亞蘭, 肖華 申請人:湖南世紀特種合金有限公司