专利名称：一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质合金的制备方法，特别是一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法。
背景技术：
随着社会的不断发展，工业现代化越来越高，采掘业的不断发展使得硬质合金的消耗也越来越大，充分利用有限的钨资源也显得越来越重要。在利用废钨钴合金制备硬质合金方面，目前所普遍采用的电解法或锌融法回收废钨钴合金制备成WC和Co混合料，再经湿磨、干燥、压制成型、真空烧结等工序生产钨钴硬质合金，由于电解法或锌融法在废过程中不可避免地带入了锌等杂质，所以其制品孔隙度高，抗弯强度低，韧性较差，强度和显微硬度不能相匹配，综合性能较低，尤其是合金的高温硬度和高温强度不高，抗冲击和抗热塑变能力较差，难适合在高温环境下工作，优质硬质合金制备对其原料WC粉(即碳化钨粉)的粒度有严格的要求，不仅仅要求WC粉的显微结构好，结晶完整，粒度粗大均匀，而且其聚集程度不能太高。这也正是目前国内WC生产商不能批量生产优质粗晶WC粉末的主要原因之一；由于聚集体的结合松紧程度不一，因而加大了优质硬质合金的制造难度，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上难做到高度的统一。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，通过其制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到3. O 4. 6 μ m，抗弯强度达到3000 3600MPa，硬度HRA87. 5 90. 0，可实现合金强度和显微硬度的良好匹配，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上达到高度的统一，提高了合金的综合使用性能。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的是一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，它由废旧钨钴硬质合金采用高温煅烧、破碎、球磨、过筛、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、真空低压一体化烧结十一个工艺步骤完成；高温煅烧将废钨钴硬质合金清理干净后，用石墨器皿装上置于真空炉中加热到 18000C 2200°C进行煅烧处理；破碎将煅烧好的废钨钴硬质合金进行机械破碎，破碎后钨钴合金混合料颗粒度较粗， 还不能直接作原料使用，所以又叫初步破碎；球磨将初步破碎后的废鹤钴硬质合金装入球磨机中进行进一步的球磨成粉，以达到工艺使用要求；过筛将球磨后废鹤钴硬质合金粉用180目的过目筛进行筛分；配料将筛分后的废钨钴硬质合金粉按工艺、牌号的不同要求将研磨好的废钨钴硬质合金粉中碳化钨和钴的质量之比为85、4:6 15的混合粉(通过添加碳化钨或钴量调配成 85 94:6 15)；湿磨将配比好的的混合料加入球磨介质及硬质合金球置于球磨机内进行混合研磨； 其碳化钨和钴混合料、球磨介质、硬质合金球的质量配比为钨钴硬质合金粉球磨介质 硬质合金球=3. 25:1:16. 25 ；干燥将混合研磨好的粉料按工艺要求过滤后置于真空干燥器内加热以蒸发球磨介质，使混合料保持干燥；掺成形剂将混合干燥好的混合料按比例掺入石蜡或PEG成形剂使混合料成形，其混合料与石蜡或PEG成形剂的比例为混合料石蜡或PEG成形剂=98:2 ;制粒将成形的混合粉料制成设计要求尺寸大小的颗粒状，以提高粉末的流动性能；压制成型将颗粒状粉料压制成所需要形状的压坯；真空低压一体化烧结将压制好的压坯摆放在石墨器皿上，置于真空低压一体化烧结炉中脱蜡、真空和加热烧结成硬质合金；在烧结过程中，于1000°C通入甲烷与氢气质量比为O. 6^3:97^99. 4混合气体的正碳烧结工艺7(Tl20分钟修正合金的碳量，从而使废碳化钨生产的硬质合金的碳量达到平衡的目的，真空低压一体化烧结的最高温度为1450 1480。。。
本发明的优选技术方案是所述废钨钴合金真空高温处理温度为 1800 0C 2200。。。
本发明进一步的优选技术方案是所述烧结时在1000°C通入甲烷与氢气质量比为O. 6^3:97^99. 4混合气体，烧结时通混合气体的时间为7(Tl20分钟。
本发明更进一步的优选技术方案是所述真空低压一体化烧结的最高温度为 1440 1460。。。
由于采用了上述技术方案，本发明较好的实现了其发明目的，采用废旧钨钴硬质合金为原料，在1800°C 2200°C进行真空高温处理后，经初步破碎后，装入球磨机中进行球磨破碎；物料破碎到180目才适于再生利用；由于采用高温煅烧废旧钨钴硬质合金，使 得所废的碳化钨粉有更好的显微结构，结晶完整、全部为角状单晶、晶粒表面无缺陷、粒度较均匀、化合碳高、无W2C等等；经配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和正碳修正烧结制备的硬质合金韧性高，而且具有结构缺陷少、结晶完整、微观应变小，亚晶粗大均匀、显微硬度高，其耐磨性和抗冲击韧性得到极大的提高，抗弯强度达到了 3000 3600MPa，硬度达到了 HRA87. 5 90. 0，实现了强度和显微硬度的良好匹配，其具有高强度的WC骨架结构和良好的高温机械性能；合金的热导率比传统工艺生产的钴含量相同的粗晶粒合金高20%，强度和冲击韧性值高约40%，从而使合金综合性能大大地提高；制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到3. O 4. 6 μ m，抗弯强度达到3000 3600MPa，硬度HRA87. 5 90. 0，具有结构缺陷少、显微硬度高、微观应变小、高强度的WC骨架结构和良好的高温机械性能。
具体实施例方式下面结合实施例对发明内容作进一步说明实施例1:由发明内容可知，一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，其包括如下工艺步骤高温煅烧、破碎、球磨、过筛、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和真空低压一体化烧结；以废旧钨钴硬质合金为原料，在1800°c进行真空高温处理后.经初步破碎后，装入球磨机中进行球磨破碎，物料破碎后进行180目的筛分；筛分后的粉料按牌号要求进行调钴配料成钴与碳化钨的质量比为1:9、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和真空低压一体化烧结。烧结过程中在1000°C通入甲烷与氢气质量比为2. 0:98. O混合气体的正碳烧结工艺70分钟修正合金的碳量，从而使废碳化钨生产的硬质合金的碳量达到平衡的目的，真空低压一体化烧结的最高温度为1450°C。
将通过本实施例得到的利用废钨钴合金制备中粗晶硬质合金截齿(成型尺寸为 6. 5*5. 25*20 μ m的标准产品)样本100件进行检测，得到合金晶粒均匀、WC平均晶粒度为3.2 μ m、孔隙A02B00C02、有轻微渗碳、平均抗弯强度为3000MPa、平均硬度为HRA90. 4。
实施例2:一种利用废钨钴合金制作中粗晶硬质合金截齿的制备方法，其包括如下工艺步骤高温煅烧、破碎、球磨、过筛、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和真空低压一体化烧结；以废旧钨钴硬质合金为原料，在2100°C进行真空高温处理后.经初步破碎后，装入球磨机中进行球磨破碎，物料破碎后进行180目的筛分。筛分后的粉料按牌号要求进行调钴配料成钴与碳化钨的质量比为1:9、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和真空低压一体化烧结。烧结过程中在1000°C通入甲烷与氢气质量比为1:99混合气体的正碳烧结工艺90分钟修正合金的碳量，从而使废碳化钨生产的硬质合金的碳量达到平衡的目的，真空低压一体化烧结的最高温度为1460°C。
将通过本实施例得到的利用废钨钴合金制备中粗晶硬质合金截齿(成型尺寸为 6. 5*5. 25*20 μ m的标准产品)样本100件进行检测，得到合金晶粒均匀、WC平均晶粒度为4.2 μ m、孔隙A02B00C00、平均抗弯强度为3200MPa、平均硬度为HRA88. 8。
权利要求
1.一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，它由废旧钨钴硬质合金采用高温煅烧、破碎、球磨、过筛、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、真空低压一体化烧结十一个工艺步骤完成； 高温煅烧将废钨钴硬质合金清理干净后，用石墨器皿装上置于真空炉中加热到18000C 2200°C进行煅烧处理； 破碎将煅烧好的废钨钴硬质合金进行机械破碎，破碎后钨钴合金混合料颗粒度较粗，还不能直接作原料使用，所以又叫初步破碎； 球磨将初步破碎后的废鹤钴硬质合金装入球磨机中进行进一步的球磨成粉，以达到工艺使用要求； 过筛将球磨后废鹤钴硬质合金粉用180目的过目筛进行筛分； 配料将筛分后的废钨钴硬质合金粉按工艺、牌号的不同要求将研磨好的废钨钴硬质合金粉中碳化钨和钴的质量之比为85、4:6 15的混合粉(通过添加碳化钨或钴量调配成85 94:6 15)； 湿磨将配比好的的混合料加入球磨介质及硬质合金球置于球磨机内进行混合研磨；其碳化钨和钴混合料、球磨介质、硬质合金球的质量配比为钨钴硬质合金粉球磨介质硬质合金球=3. 25:1:16. 25 ； 干燥将混合研磨好的粉料按工艺要求过滤后置于真空干燥器内加热以蒸发球磨介质，使混合料保持干燥； 掺成形剂将混合干燥好的混合料按比例掺入石蜡或PEG成形剂使混合料成形，其混合料与石蜡或PEG成形剂的比例为混合料石蜡或PEG成形剂=98:2 ; 制粒将成形的混合粉料制成设计要求尺寸大小的颗粒状，以提高粉末的流动性能； 压制成型将颗粒状粉料压制成所需要形状的压坯； 真空低压一体化烧结将压制好的压坯摆放在石墨器皿上，置于真空低压一体化烧结炉中脱蜡、真空和加热烧结成硬质合金；在烧结过程中，于1000°C通入甲烷与氢气质量比为0. 6^3:97^99. 4混合气体的正碳烧结工艺7(Tl20分钟修正合金的碳量，从而使废碳化钨生产的硬质合金的碳量达到平衡的目的，真空低压一体化烧结的最高温度为1450 1480。。。
2.根据权利要求1所述的一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，其特征是它的优选技术方案是废钨钴合金真空高温处理温度为1800°C 2200°C。
3.根据权利要求1所述的一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，其特征是它的进一步的优选技术方案是烧结时在1000°c通入甲烷与氢气质量比为0. 6^3 97^99. 4混合气体，烧结时通混合气体的时间为7(Tl20分钟。
4.根据权利要求1所述的一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，其特征是它的更进一步的优选技术方案是真空低压一体化烧结的最高温度为1440 1460。。。
全文摘要
本发明公开了一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，它由废旧钨钴硬质合金采用高温煅烧、破碎、球磨、过筛、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、真空低压一体化烧结十一个工艺步骤完成；该方法采用废旧钨钴硬质合金为原料，经配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型和正碳修正烧结制备的硬质合金韧性高，而且具有结构缺陷少、结晶完整、微观应变小，亚晶粗大均匀、显微硬度高、高强度的WC骨架结构和良好的高温机械性能，其耐磨性和抗冲击韧性得到了提高。
文档编号B22F3/16GK102990069SQ20121052504
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者李亚兰, 肖华 申请人:湖南世纪特种合金有限公司