专利名称：钢结硬质合金回收再生方法
一种钢结硬质合金回收再生方法，属于材料再生应用技术领域。
钢结硬质合金是一种以硬质化合物为硬度相和钢作粘结剂的复合材料，它兼有硬质化合物的硬度和耐磨性以及钢的强度和韧性处于普通硬质合金和钢之间的中间地位。因此它的出现填补了硬质合金和钢之间的空白，其耐磨性、耐热性及塑性在某些情况下优于普通硬质合金，同时又保持了可热处理性和可加工性。可应用在各种冷作、温作模具，剪切工具，易磨损机械零件。
复合材料不能象钢材那样进行简单重溶再生，而分离回收技术又较复杂，制造过程中的废品和使用失效后大量的工、模具，至今仍无很好的技术和工艺进行再生利用，只得废弃造成资源的浪费和环境污染。
本发明的目的在于提供一种工艺简单，并能使制造和加工过程中产生的废钢结硬质合金得到重新利用的钢结硬质合金回收再生方法。
本发明的钢结硬质合金回收再生方法，其特征在于该方法采用雾化制粉与传统粉末冶金工艺相结合，包括以下步骤(1)重熔钢结硬质合金，加入足量木炭，升温至1400℃～1700℃，保温15～40分钟，制坯；(2)采用水雾法喷粉制造钢结硬质合金预合金粉，喷嘴孔径φ2～φ8；(3)将预合金粉烘干后进行700℃～1000℃氢气还原退火处理；(4)在预合金粉中加入0．1％～0．5％碳粉后，按传统粉末冶金工艺制造钢结硬质合金。
本发明的钢结硬质合金回收再生方法，其特征在于该方法采用雾化制粉与传统粉末冶金工艺相结合，包括以下步骤(1)重熔钢结硬质合金，加入废硬质合金析出Co后的WC片和足量木炭，升温至1400℃～1700℃，保温15～40分钟，制坯；(2)采用水雾法喷粉制造钢结硬质合金预合金粉，喷嘴孔径φ2～φ8；(3)将预合金粉烘干后进行700℃～1000℃氢气还原退火处理；(4)在预合金粉中加入0．1％～0．5％碳粉后，加入铁粉、镍粉．铬粉或铬铁粉、钼粉或钼铁粉、锰粉或锰铁粉，使其达到传统工艺成份配比，按传统粉末冶金工艺制造钢结硬质合金。
本发明的钢结硬质合金回收再生方法，其特征在于该方法采用雾化制粉与传统粉末冶金工艺相结合，包括以下步骤(1)重熔废钢，按钢结硬质合金成份加入镍片、钼片或钼铁、锰铁、铬铁进行成份调整，再加入废硬质合金析出Co后的WC片和足量木炭，升温至1400℃～1700℃，保温15～40分钟，制坯；(2)采用水雾法喷粉制造钢结硬质合金预合金粉，喷嘴孔径φ2～φ8；(3)将预合金粉烘干后进行700℃～1000℃氢气还原退火处理；(4)在预合金粉中加入0．1％～0．5％碳粉后，加入铁粉、镍粉，铬粉或铬铁粉、钼粉或钼铁粉、锰粉或锰铁粉，使其达到传统工艺成份配比，按传统粉末冶金工艺制造钢结硬质合金。
本发明制成的钢结硬质合金其成份比例和性能与传统钢结硬质合金成份和性能相同。
试验证明采用本发明的制造方法制成的再生钢结硬质合金回收率可达90％以上，机械性能与传统工艺制成的钢结硬质合金相同，完全符合使用要求。
实施例例1将10Kg钢结硬质合金DT40废料削放入中频感应炉中熔化，加入足量木炭(熔液表面始终有漂浮的木炭)，升温至1450℃，保温15分钟。扒渣后浇铸0．5Kg样坯，将熔液通过φ4孔径喷嘴用水雾法喷粉，预合金粉经150℃烘干，放入780℃氢气还原炉中还原退火。取出1Kg预合金粉加入1g碳粉后，加入无水乙醇进行48小时球磨。取出烘干掺入3％的石蜡，过40目筛，压成φ63重量为1Kg的坯料，经1286℃烧结，其密度为9．68g／cm3，在720℃～840℃退火，锻造成15×15×420棒料，再经退火、机械加工、热处理后精加工制成成品。例2将6．6Kg钢结硬质合金DT40废料削放入中频感应炉中熔化，加入3．4Kg废硬质合金析出Co后的WC片和足量木炭(熔液表面始终有漂浮的木炭)，升温至1700℃，保温20分钟。扒渣后浇铸0．5Kg样坯，测出铸坯密度为11g／cm3，将熔液通过φ8孔径喷嘴用水雾法喷粉，将预合金粉经150℃烘干，放入860℃氢气还原炉中还原退火。按照测定的铸坯密度将WC含量降至40％，具体操作步骤为取出1Kg预合金粉加入3g碳粉后，加入473．75g铁粉、8．38g镍粉、6．29g铬铁粉、8．38g钼粉、3．19g锰铁粉，将混合粉放入球磨筒，加入无水乙醇进行48小时球磨。取出烘干掺入3％的石蜡，过40目筛，压成φ63重量为1Kg的坯料，经1286℃烧结，其密度为9．87g／cm3，在720℃～840℃退火，锻造成15×15×420棒料，再经退火、机械加工、热处理后精加工制成成品。例3将3791g的废45#钢放入中频感应炉中熔化，加入67g镍片、67g钼片、25g锰铁、50g铬铁，再加入6000g废硬质合金析出Co后的碳化钨片和足量木炭(熔液表面始终有漂浮的木炭)，升温至1700℃，保温20分钟。扒渣后浇铸0．5Kg样坯，测出铸坯密度为11g／cm3，将熔液通过φ8孔径喷嘴用水雾法喷粉，预合金粉经150℃烘干，放入860℃氢气还原炉中还原退火。按照测定的铸坯密度将WC含量降至40％，具体操作步骤为取出1Kg预合金粉加入3g碳粉后，加入473．75g铁粉、8．38g镍粉、6．29g铬铁粉、8．38g钼粉、3．19g锰铁粉，将混合粉放入球磨筒，加入无水乙醇进行48小时球磨。取出烘干掺入3％的石蜡，过40目筛，压成φ63重量为1Kg的坯料，经1286℃烧结其密度为9．85g／cm3，在720℃～840℃退火，锻造成15×15×420棒料，再经退火、机械加工、热处理后精加工制成成品。
再生钢结硬质合金机械性能退火态硬度(HRC)38～42；使用态硬度(HRC)56～62；横向断裂强度(N／mm2)1800～3000；冲击韧性(Nm／cm2)8～20。
权利要求
1.一种钢结硬质合金回收再生方法，其特征在于该方法采用雾化制粉与传统粉末冶金工艺相结合，包括以下步骤(1)重熔钢结硬质合金，加入足量木炭，升温至1400℃～1700℃，保温15～40分钟，制坯；(2)采用水雾法喷粉制造钢结硬质合金预合金粉，喷嘴孔径φ2～φ8；(3)将预合金粉烘干后进行700℃～1000℃氢气还原退火处理；(4)在预合金粉中加入0．1％～0．5％碳粉后，按传统粉末冶金工艺制造钢结硬质合金。
2.一种钢结硬质合金回收再生方法，其特征在于该方法采用雾化制粉与传统粉末冶金工艺相结合，包括以下步骤(1)重熔钢结硬质合金，加入废硬质合金析Co后的WC片和足量木炭，升温至1400℃～1700℃，保温15～40分钟，制坯；(2)采用水雾法喷粉制造钢结硬质合金预合金粉，喷嘴孔径φ2～φ8；(3)将预合金粉烘干后进行700℃～1000℃氢气还原退火处理；(4)在预合金粉中加入0．1％～0．5％碳粉后，加入铁粉，镍粉、铬粉或铬铁粉、钼粉或钼铁粉、锰粉或锰铁粉，使其达到传统工艺成份配比，按传统粉末冶金工艺制造钢结硬质合金。
3.一种钢结硬质合金回收再生方法，其特征在于该方法采用雾化制粉与传统粉末冶金工艺相结合，包括以下步骤(1)重熔废钢，按钢结硬质合金成份加入的镍片、钼片或钼铁、锰铁、铬铁进行成份调整，再加入废硬质合金析出Co后的WC片和足量木炭，升温至1400℃～1700℃，保温15～40分钟，制坯；(2)采用水雾法喷粉制造钢结硬质合金预合金粉，喷嘴孔径φ2～φ8；(3)将预合金粉烘干后进行700℃～1000℃氢气还原退火处理；(4)在预合金粉中加入0．1％～0．5％碳粉后，加入铁粉、镍粉，铬粉或铬铁粉、钼粉或钼铁粉、锰粉或锰铁粉，使其达到传统工艺成份配比，按传统粉末冶金工艺制造钢结硬质合金。
全文摘要
一种钢结硬质合金回收再生方法,属于材料再生应用技术领域。本发明的特征在于将钢结硬质合金在制造、加工中和使用失效后的废料或废钢经重熔制坯,调整成分后,采用水雾法喷粉制造钢结硬质合金预合金粉,喷嘴孔径Φ2～Φ8,经700℃～1000℃氢气还原退火后,加入0.1%～0.5%碳粉,再经粉末冶金的工艺方法,重新制成可用的钢结硬质合金材料,其性能达到原钢结硬质合金的性能。该合金可应用在各种冷作、温作模具,剪切工具,易磨损机械零件。
文档编号C22B7/00GK1278560SQ0012074
公开日2001年1月3日 申请日期2000年7月13日 优先权日2000年7月13日
发明者王澈, 钟涛兴 申请人:北京工业大学