用于对包含硬质合金料体和非硬质合金料体的料体集合进行分选的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对包含硬质合金料体(body)和非硬质合金料体诸如金属陶瓷料体、陶瓷料体和钢料体的料体集合(collect1n)进行分选(sorting)的方法，以及用于回收利用硬质合金的方法。
【背景技术】
[0002]当今，硬质合金在广阔范围的应用中被广泛使用。例如，将硬质合金用于切削工具、采矿工具和耐磨部件中。因此，每年都产生大量废弃的硬质合金料体。
[0003]由于在新硬质合金料体的制造中使用的原料昂贵，所以出于经济原因，从废弃的或不用的硬质合金料体即硬质合金废料中回收利用/回收硬质合金的能力受到非常大的关注。此外，出于环境原因，回收硬质合金的能力也受到非常大的关注。与使用未经使用的原料相比，回收利用的材料在新硬质合金料体的制造中的使用显著降低能耗和环境影响。
[0004]通过由化学工艺、冶金工艺或机械工艺降解为粉末可以从废弃的或不用的硬质合金料体中回收利用/回收硬质合金。通过降解为粉末对硬质合金进行回收利用的通常使用的工艺例如为“冷气流法(cold stream process) ”或“锌恪法(zinc process) ”。“冷气流法”提供硬质合金料体向硬成分和粘结金属的粉末的机械分解。“锌熔法”的特点为硬质合金料体通过冶金方法向粉末转化。在“锌熔法”中，将硬质合金料体浸没在电炉中熔化的锌中。然后使锌扩散入硬质合金和其本身与通常为钴的粘结金属的合金中。由此硬质合金分解为粉末。然后在特定的温度下使锌蒸馏并由此从炉中去除，从而剩余粉末包含彼此分开的WC和粘结金属。在例如US3595484中对“锌熔法”进行了描述。
[0005]最近几年间在新硬质合金料体的制造中使用的回收利用的材料的量已经增加。不过，结果是对回收利用的材料的纯度需求也已经增加，即在回收利用的材料中剩余的不期望的材料的容许比例已经降低。
[0006]通常，要引入到用于硬质合金回收利用的工艺中的废弃的或不用的料体诸如切削工具、采矿工具、耐磨部件等的集合不仅包含硬质合金的料体，而且包含非硬质合金料体，即，其它材料诸如金属陶瓷、陶瓷和钢的料体。然而，非硬质合金料体通常包含如下的元素和/或化合物，其在要在新硬质合金料体的制造中使用的回收利用的材料中是不期望的。因此，在引入硬质合金回收利用的工艺中的料体集合中存在的非硬质合金料体可使获得的回收利用的材料不适合作为用于新硬质合金料体制造的原料。
[0007]许多金属陶瓷材料具有高的氮含量。在用于硬质合金的回收利用的回收利用工艺期间，源自金属陶瓷料体的氮未被去除。因此，在被引入用于硬质合金的回收利用的工艺中的料体集合中存在金属陶瓷的情况下，氮将会存在于获得的回收利用的材料中。当在新硬质合金料体的制造中使用回收利用的材料时，在回收利用的材料中过高程度的氮可在烧结期间形成不期望的γ-相的浓度梯度。这种梯度在全部硬质合金等级中都是不期望的。
[0008]此外，许多金属陶瓷材料还含有如下的其它元素和/或化合物，其使得回收利用的材料不适合作为用于制造至少特定的硬质合金等级的原料。例如，许多金属陶瓷材料包含镍和/或钛。在多种硬质合金等级中，通常将这些元素用作增强性能的添加剂。然而，对于特定的其它等级，这些元素对性能是不需要的或者甚至是有害的。
[0009]另外，陶瓷材料和钢材料包含如下的元素和/或化合物，其可能使获得的回收利用的材料不适合作为用于制造至少特定的硬质合金等级的原料。
[0010]因此，为了满足回收利用的硬质合金材料的纯度要求，在回收利用工艺开始前，需要将非硬质合金料体、特别是金属陶瓷料体从打算被引入用于硬质合金回收利用工艺中的料体集合中分离出来。另外，需要以简单和成本有效的方式进行分离。
【发明内容】
[0011]因此，本发明的一个目的是提供用于对包含硬质合金料体和非硬质合金料体的料体集合进行分选的方法，所述方法能够以简单和成本有效的方式实现非硬质合金料体、特别是金属陶瓷料体与硬质合金料体的分离。
[0012]利用如下的方法实现了这一目的，该方法用于对包含硬质合金料体和非硬质合金料体的料体集合进行分选，其中所述方法包括如下步骤:
[0013]-提供包含铋、锡和铅中的一种或多种且密度在7.0g/cm3?12.0g/cm3的范围内的熔体，
[0014]-通过如下方式使所述集合经历基于密度差的分选工艺:将所述集合提供在所述熔体中，且基于所述密度差允许所述集合分选为收集在所述熔体的上表面处的第一组料体和收集在所述熔体底部处的第二组料体，所述第一组料体包含所述集合的密度低于所述熔体的所述密度的非硬质合金料体，且所述第二组料体包含密度高于所述熔体的所述密度的硬质合金料体；
[0015]-将所述第一组料体从所述熔体中分离出来，和
[0016]-将所述第二组料体从所述熔体中分离出来。
[0017]根据本发明的分选方法的另外的实施方式列于从属权利要求中。
[0018]本发明的另一个目的是提供用于硬质合金的回收利用的方法，其导致回收利用的材料纯度提高。
[0019]利用一种如下的用于硬质合金的回收利用的方法实现了这一目的，所述方法包括如下步骤:
[0020]-根据本发明的分选方法对包含硬质合金料体和非硬质合金料体的料体集合进行分选，从而获得包含非硬质合金料体的分离的第一组料体和包含硬质合金料体的分离的第二组料体，和
[0021]-对所述第二组料体进行回收利用。
[0022]本发明的其它目的和特征将由以下结合附图考虑的【具体实施方式】而变得显而易见。
[0023]在本文中，“硬质合金”(cemented carbide)指如下的硬质金属，其主要基于碳化妈的硬质相和例如Co、N1、Fe和/或Mo的粘结相。该硬质金属可还包含少量另外的成分，诸如Ta、T1、Nb和/或Cr的碳化物、氮化物和/或碳氮化物。其它合金化元素也可存在于该硬质金属中。
[0024]在本文中，“金属陶瓷”(cermet)指如下的非硬质合金材料，其主要基于碳氮化钛、碳化钛和/或氮化钛以及例如Co和/或Ni的粘结相。另外，金属陶瓷材料可还包含另外的成分，例如IVa、Va和/或VIa族元素。金属陶瓷材料不包含游离的六方WC。基于碳氮化钛的金属陶瓷材料是当今最常用的金属陶瓷材料。
【附图说明】
[0025]在附图中:
[0026]图1示意性显示根据本发明的分选方法的一个实施方式的步骤。
【具体实施方式】
[0027]如上所述，本发明涉及用于对包含硬质合金料体和非硬质合金料体的料体集合进行分选的方法。下面将对根据本发明的分选方法的实施方式进行更加详细地描述。
[0028]图1显示根据本发明分选方法的一个实施方式的示意流程图。在图1中示出的该实施方式包含第一、第二、第三和第四处理步骤101?104。
[0029]在图1中示出的本发明分选方法的