专利名称：一种去除硬质合金件表面涂层的方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质合金件的处理方法，具体涉及一种硬质合金件表面涂层的处
理方法。
背景技术：
中国是世界上硬质合金的生产大国，硬质合金的生产消耗了大量的金属钨(W)、钴 (Co)、钛(Ti)、镍(Ni)等重要的资源，导致该战略资源日益贫乏的局面。因此，加强废旧硬质合金循环利用的研究，提高废合金中钨、钴、钛、镍的回收率，实现回收料在高档硬质合金产品生产中的应用显得尤为重要。目前，硬质合金件基本上都经过了表面涂层处理，如未对表面涂层进行有效去除， 表面涂层物将直接混入回收的二次原料中，影响后期再生硬质合金产品质量。由于涂层薄膜与硬质合金基体相互结合严密，粘结力强，并且涂层成分结构复杂、硬度高、抗氧化、耐磨及耐腐蚀等特点，又给去除硬质合表面涂层带来了很大的困难。国内外相继报道了一些去除涂层的方法。例如采用真空处理的方法对Tic、TiN硬质合金涂层进行剥离；采用过氧化氢与草酸钾碱性混合溶液和浓硫酸与高锰酸钾混合溶液两种剥离TiAlN涂层的方法。三氧化二铝具有很高的热稳定性和化学稳定性，难以溶解，现有技术一般采用碳酸钠-硼砂混合溶剂或硝酸-硫酸混合酸在钼金坩埚中进行高温分解，实验发现，经碳酸钠-硼砂混合溶剂处理后，硬质合金表面附着一层粘性极强的物质，且硬质合金经高温处理后形状变化大， 硬质合金基体表面损害严重；硝酸-硫酸混合酸与硬质合金基体中的钴反应，导致钴大量流失，目前对三氧化二铝涂层的去除有效方法鲜见报道。因此，研究去除三氧化二铝及其它涂层而不伤害硬质合金基层的方法，具有积极的工业意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效去除硬质合金件表面涂层的方法， 它不仅能够去除硬质合金表面的三氧化二铝，而且也能够去除Tie、TiN, TiAlN等涂层，并且不伤害硬质合金基体，硬质合金中的钨(W)、钴(Co)、钛(Ti)、镍(Ni)等元素含量也不会下降，处理后的硬质合金材料外表面结构致密。本发明可以通过实施以下技术方案和工艺步骤来解决上述现有技术问题
(1)将带有涂层的硬质合金件表面按常规清洗工艺进行清洗并烘干，待处理；
(2)在碱金属氢氧化物固体粉末中加入0.01 0. 5质量份熔点高于300°C的无机碱金属盐固体粉末，搅拌混合均勻；
(3)将碱金属氢氧化物与无机碱金属盐混合物在石墨坩埚中加热到300 900°C，再将已清洗干净并烘干的带有涂层的硬质合金件浸入上述呈熔融状态的碱金属氢氧化物与无机碱金属盐混合物中，恒温保持反应时间5 180分钟，并使硬质合金件与熔融液充分接触；
(4)取出上述硬质合金件，待冷却、清洗并烘干后，得到涂层被去除干净的硬质合金件。
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为了获得更佳的使用效果，本发明还可以实施下列技术措施上述碱金属氢氧化物固体粉末为氢氧化钠或氢氧化钾固体粉末；上述熔点高于300°C的无机碱金属盐固体粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、铬酸钠、硝酸钠、碳酸钾、硫酸钾、氯化钾、铬酸钾、硝酸钾中的一种或多种的组合；上述反应温度为600 800°C ；反应温度最佳为700°C ；上述反应时间为10 80分钟；反应时间最佳为40分钟；上述的使硬质合金件与熔融液充分接触是通过搅拌桨或/和摇动、振动石墨坩埚来实现；上述的常规清洗工艺为用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，再依次用纯净水、酒精超声波清洗；上述的酒精超声波清洗时间5-30分钟。与其他去除硬质合金表面涂层的方法相比，本发明具有如下优点
1、生产成本低。本发明中涉及的反应物均为常见药品，条件要求宽松；
2、生产工艺简单。本发明反应工艺简单，无需投入更多设备即能满足工艺要求；
3、实用性强，适应性高。本发明除适合硬质合金件三氧化二铝表面涂层的去除，还适合硬质合金件其他表面涂层的去除。
图1为实施例8处理后样品能谱元素分析图。
具体实施例方式实施例1
取牌号IC9350的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，再依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入5%质量比例的碳酸钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至600°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为600°C的熔融液中恒温SOmin时间，并需通过搅拌桨搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例2
取牌号GC3215的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入10%质量比例的碳酸钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至750°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为750°C的熔融液中恒温5min时间，并需通过摇动石墨坩埚保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例3
取牌号YBC252的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入1%质量比例的硫酸钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至900°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为900°C的熔融液中恒温5min时间，并需通过搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例4
取牌号IC9150的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入50%质量比例的氯化钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至300°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为300°C的熔融液中恒温ISOmin时间，并需通过搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例5
取牌号GC4235的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入15%质量比例的硝酸钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至400°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为400°C的熔融液中恒温150min时间，并需通过搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例6
取牌号GC3215的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，再依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入20%质量比例的氯化钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至600°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为600°C的熔融液中恒温40min时间，并需通过搅拌桨搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例7
取牌号GC4225的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入30%质量比例的铬酸钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至800°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为800°C的熔融液中恒温IOOmin时间，并需通过搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例8
取牌号YBC152的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在固体氢氧化钠中加入10%质量比例的碳酸钠固体、15%质量比例的氯化钠固体、5%质量比例的硫酸钠固体、5%质量比例的铬酸钠固体、5%质量比例的硝酸钠固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至700°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为700°C的熔融液中恒温40min时间，并需通过搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例9
将固体氢氧化钠替换为固体氢氧化钾，碳酸钠替换为碳酸钾，其他同实施例1。实施例10
将固体氢氧化钠替换为固体氢氧化钾，碳酸钠替换为碳酸钾，其他同实施例2。实施例11
将固体氢氧化钠替换为固体氢氧化钾，硫酸钠替换为硫酸钾，其他同实施例3。实施例12
将固体氢氧化钠替换为固体氢氧化钾，氯化钠替换为氯化钾，其他同实施例4。实施例13
将固体氢氧化钠替换为固体氢氧化钾，硝酸钠替换为硝酸钾，其他同实施例5。实施例14
将固体氢氧化钠替换为固体氢氧化钾，氯化钠替换为氯化钾，其他同实施例6。实施例15
将固体氢氧化钠替换为固体氢氧化钾，10%质量比例的碳酸钠固体替换为10%质量比例的碳酸钾固体、15%质量比例的氯化钠固体替换为15%质量比例的氯化钾固体、5%质量比例的硫酸钠固体替换为5%质量比例的硫酸钾固体、5%质量比例的铬酸钠固体替换为5%质量比例的铬酸钾固体、5%质量比例的硝酸钠固体替换为5%质量比例的硝酸钾固体，其他同实施例8。实施例16
取牌号YBC152的废旧硬质合金涂层刀片一枚，用丙酮洗去附着的表面油污、金属切屑等，依次用纯净水、酒精超声波清洗后，放入烘干箱内烘干。在50%质量比例的固体氢氧化钠和50%质量比例的固体氢氧化钾混合物中中加入 5%质量比例的碳酸钠固体、5%质量比例的碳酸钾固体、7. 5%质量比例的氯化钠固体、7. 5% 质量比例的氯化钾固体、1%质量比例的硫酸钠固体、1%质量比例的硫酸钾固体、1%质量比例的铬酸钠固体、1%质量比例的铬酸钾固体、2%质量比例的硝酸钠固体、2%质量比例的硝酸钾固体，混合均勻。将固体混合物在石墨坩埚中升温，至700°C熔化，然后将废旧硬质合金涂层刀片浸入在温度为700°C的熔融液中恒温40min时间，并需通过搅拌保证熔融氢氧化钠与硬质合金充分反应。反应结束后取出刀片，清洗烘干，得到涂层被去除干净的硬质合金刀片。实施例1权利要求
1.一种去除硬质合金件表面涂层的方法，其工艺步骤为(1)将带有涂层的硬质合金件表面按常规清洗工艺进行清洗并烘干，待处理；(2)在碱金属氢氧化物固体粉末中加入0.01 0. 5质量份熔点高于300°C的无机碱金属盐固体粉末，搅拌混合均勻；(3)将碱金属氢氧化物与无机碱金属盐混合物在石墨坩埚中加热到300 900°C，再将已清洗并烘干的带有涂层的硬质合金件浸入上述呈熔融状态的碱金属氢氧化物与无机碱金属盐混合物中，恒温保持反应时间5 180分钟，并使硬质合金件与熔融液充分接触；(4)取出上述硬质合金件，待冷却、清洗并烘干后，得到涂层被去除干净的硬质合金件。
2.根据权利要求1所述的去除硬质合金件表面涂层的方法，其特征在于所述的碱金属氢氧化物固体粉末为氢氧化钠或氢氧化钾固体粉末。
3.根据权利要求1所述的去除硬质合金件表面涂层的方法，其特征在于所述熔点高于300°C的无机碱金属盐固体粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、铬酸钠、硝酸钠、碳酸钾、硫酸钾、氯化钾、铬酸钾、硝酸钾中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1至3之一所述的去除硬质合金件表面涂层的方法，其特征在于所述的反应温度为600 800°C。
5.根据权利要求4所述的去除硬质合金件表面涂层的方法，其特征在于所述的反应最佳温度为700°C。
6.根据权利要求1至3之一所述的去除硬质合金件表面涂层的方法，其特征在于所述的反应时间为10 80分钟。
7.根据权利要求6所述的去除硬质合金件表面涂层的方法，其特征在于所述的反应时间最佳为40分钟。
8.根据权利要求1至3之一所述的去除硬质合金件表面涂层的方法，其特征在于所述的使硬质合金件与熔融液充分接触是通过搅拌桨或/和摇动、振动石墨坩埚来实现。
全文摘要
本发明公开了一种去除硬质合金件表面涂层的方法。本发明以强碱为反应物，在高熔点强碱盐的作用下控制反应物的熔点，进而控制反应温度，使熔融态的强碱仅与硬质合金表面涂层反应，而不与硬质合金基体材料发生反应。采用本发明的方法，不仅能够去除硬质合金表面的三氧化二铝，也能够去除TiC、TiN、TiAlN、AlCrSiN等涂层，并且不伤害硬质合金基体，处理后的硬质合金材料外表面结构致密，硬质合金中的钨(W)、钴(Co)、钛(Ti)、镍(Ni)等元素含量也不会下降。
文档编号C23F1/44GK102392249SQ20111038278
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者刘阳, 尹桦, 谭敦强, 郭锐, 陆德平, 陆磊 申请人:江西省科学院应用物理研究所