CN103231065B - 一种高线硬质合金辊环再生方法 - Google Patents

一种高线硬质合金辊环再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高线硬质合金辊环再生方法，是将用到最小尺寸后辊环作为基体，在其报废辊环外圆、端面、内孔表面经真空加压烧结炉烧结，压熔成一体的与报废辊环相同材质的再生工作层，本发明具有以报废辊环做基体、将外圆、内圆、端面用相同的硬质合金粉料压制烧结在一体、使报废的辊环得到再生利用、节约大量贵重金属和能耗的特点。

Description

一种高线硬质合金辊环再生方法
技术领域
本发明属于硬质合金辊环技术领域，尤其是涉及一种高线硬质合金辊环再生方法。
背景技术
原生硬质合金辊环为四种规格，正常情况下在辊环外径为Ф158mm时，磨损到Ф143mm报废；辊环外径为Ф170mm时，磨损到Ф155mm报废；辊环外径为Ф228mm时，磨损到Ф205mm报废；辊环外径为Ф285mm时，磨损到Ф255mm报废。
目前，硬质合金辊环报废后的处理方法存在以下问题：用电解法回收WC、Co、Ni，但涉及治理污染问题；用锌熔法回收WC，含微量Zn,对硬质合金质量有影响，不能做硬质合金辊环，且用电量大，耗能高；用机械破碎法效率低，WC、Co、Ni混合物中增加铁的含量，影响硬质合金辊环质量，且不能做硬质合金辊环。
发明内容
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种以报废辊环做基体、将外圆、内圆、端面用相同的硬质合金粉料压制烧结在一体、使报废的辊环得到再生利用、节约大量贵重金属和能耗的高线硬质合金辊环再生方法。
本发明的目的是这样实现的，一种高线硬质合金辊环再生方法，其特点是将用到最小尺寸后辊环作为基体，在其报废辊环外圆、端面、内孔表面经真空加压烧结炉烧结，压熔成一体的与报废辊环相同材质的再生工作层。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的再生工作层的材料硬度、抗弯强度、密度、导热率、膨胀系数均相同。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的再生辊环的环体尺寸与原生辊环的尺寸相同。
为了进一步实现本发明的目的，可以是该方法包括以下的工艺步骤：
a、将再生辊环基体与相同材质硬质合金粉料一起装入高纯石墨模具中，在全自动干粉压机中，靠离心转动装粉料的同时搅拌、刮平、压实。
b、将装满粉料的石墨模具放入中频炉感应圈内通电加热、加压、升温、预烧结，该压力烧结的温度为1200℃，压力6MPa，保温30分钟后停电。
 c、烧结结束后，待工件降温至100℃以下，取出工件，检查烧结的毛坯辊环，合格后再放到真空加压烧结炉中烧结，升温至1370℃-1490℃，再充氩气加压到3 MPa-6 MPa，保温40-60分钟，停机随炉冷却。
d、当炉温低至100 ℃时，工件取炉冷却，经检验合格后进行磨削加工到尺寸要求，即制成高线硬质合金再生辊环。
为了进一步实现本发明的目的，可以是硬质合金粉料的粒度为9-15微米。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的辊环基体部分是利用报废的旧辊环，经表面超声波清洗处理后的辊环体。
为了进一步实现本发明的目的，可以是的真空加压烧结炉中烧结是根据辊环的尺寸、材质制定相应的升温曲线，具体如下：
辊径为Ф158mm：室温4小时升至900℃，保温1小时，升温4小时升至1250℃，保温1小时；升温5小时升至1490℃，保温1小时，加压气6 MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф170mm：室温3小时升至900℃，保温1小时，升温4小时升至1250℃，保温60-70分钟；升温4小时升至1450℃，保温1小时，加压气3.5 MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф228mm：室温3小时升至900℃，保温70分钟，升温4.5小时升至1250℃，保温70分钟；升温4.5小时升至1410℃，保温70分钟，加压气3 MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф285mm：室温4小时升至900℃，保温1.5小时，升温4.5小时升至1250℃，保温1.5小时；升温4.5小时升至1370℃，保温70分钟，加压气3 MPa，保温40分钟，随炉冷却。
本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：
1、使高线大量的报废辊环得以再生利用，节约大量的贵重金属资源：
本发明可用报废辊环作为再生辊环的基体部分，从而使大量的报废辊环得到再生利用，可节约大量的钨、钴类贵重金属资源，与现在辊环相比可降低制造成本30%。目前，我国在线和在建的高速线材生产线约有400多条，每年下线报废的硬质合金辊环达5000余件，按新辊环价值计算达5亿元，利税1亿元，报废辊环重量达900吨左右，造成大量的钨、钴类贵重金属资源的浪费。采用本发明技术后，可使这些报废辊环再生利用，每年可创产值5亿元，利税1亿元。
2、本发明工艺简单，耗能低：
本发明工艺简单，所用专用设备功率小，保温时间短，只有原生辊环的1/2，与原生辊环生产工艺相比较，可节省用电消耗50%以上；每生产一件辊环，本发明的再生工艺可比现有的原生辊环生产工艺节电约300KWh,每年报废辊环全部采用本发明方法进行再生，则每年可节电约4000万KWh，节能效果显著。
具体实施方式
实施例1，一种高线硬质合金辊环再生方法，是将用到最小尺寸后辊环作为基体，在其报废辊环外圆、端面、内孔表面经真空加压烧结炉烧结，压熔成一体的与报废辊环相同材质的再生工作层,所述的再生工作层的材料硬度、抗弯强度、密度、导热率、膨胀系数均相同,再生辊环的环体尺寸与原生辊环的尺寸相同。
实施例2，一种高线硬质合金辊环再生方法，是该方法是：a、将再生辊环基体与相同材质硬质合金粉料一起装入高纯石墨模具中，在全自动干粉压机中，靠离心转动装粉料的同时搅拌、刮平、压实；b、将装满粉料的石墨模具放入中频炉感应圈内通电加热、加压、升温、预烧结，该压力烧结的温度为1200℃，压力6MPa，保温30分钟后停电；c、烧结结束后，待工件降温至100℃以下，取出工件，检查烧结的毛坯辊环，合格后再放到真空加压烧结炉中烧结，升温至1370℃-1490℃，再充氩气加压到3 MPa-6 MPa，保温40-60分钟，停机随炉冷却；d、当炉温低至100 ℃时，工件取炉冷却，经检验合格后进行磨削加工到尺寸要求，即制成高线硬质合金再生辊环。
实施例3，一种高线硬质合金辊环再生方法，是在实施例1的基础上，真空加压烧结炉中烧结是根据辊环的尺寸、材质制定相应的升温曲线，具体如下：
辊径为Ф158mm：室温4小时升至900℃，保温1小时，升温4小时升至1250℃，保温1小时；升温5小时升至1490℃，保温1小时，加压气6 MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф170mm：室温3小时升至900℃，保温1小时，升温4小时升至1250℃，保温60-70分钟；升温4小时升至1450℃，保温1小时，加压气3.5 MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф228mm：室温3小时升至900℃，保温70分钟，升温4.5小时升至1250℃，保温70分钟；升温4.5小时升至1410℃，保温70分钟，加压气3 MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф285mm：室温4小时升至900℃，保温1.5小时，升温4.5小时升至1250℃，保温1.5小时；升温4.5小时升至1370℃，保温70分钟，加压气3 MPa，保温40分钟，随炉冷却；
其中硬质合金粉料的粒度为9-15微米，辊环基体部分是利用报废的旧辊环，经表面超声波清洗处理后的辊环体。
本发明所使用的全自动干粉压机是南京东部精密机械有限公司制造，型号为EPM-30A，中频炉是蓬莱市电炉厂生产的，型号为KGPS-160-1D，生产的辊环为最终轧制线速达每秒70-120M/秒的复合高线辊环，轧制线材。

Claims (3)

1.一种高线硬质合金辊环再生方法，其特征是将用到最小尺寸后辊环作为基体，在其报废辊环外圆、端面、内孔表面经真空加压烧结炉烧结，压熔成一体的与报废辊环相同材质的再生工作层，该方法包括以下的工艺步骤：
a、将再生辊环基体与相同材质硬质合金粉料一起装入高纯石墨模具中，在全自动干粉压机中，靠离心转动装粉料的同时搅拌、刮平、压实；
b、将装满粉料的石墨模具放入中频炉感应圈内通电加热、加压、升温、预烧结，该压力烧结的温度为1200℃，压力6MPa，保温30分钟后停电；
c、烧结结束后，待工件降温至100℃以下，取出工件，检查烧结的毛坯辊环，合格后再放到真空加压烧结炉中烧结，升温至1490℃，再充氩气加压到3MPa-6MPa，保温40-60分钟，停机随炉冷却；
d、当炉温低至100℃时，工件取炉冷却，经检验合格后进行磨削加工到尺寸要求，即制成高线硬质合金再生辊环。
2.根据权利要求1所述的一种高线硬质合金辊环再生方法，其特征是硬质合金粉料是粒度为9-15微米的单晶WC。
3.根据权利要求1所述的一种高线硬质合金辊环再生方法，其特征是真空加压烧结炉中烧结是根据辊环的尺寸、材质制定相应的升温曲线，具体如下：
辊径为Ф158mm：室温4小时升至900℃，保温1小时，升温4小时升至1250℃，保温1小时；升温5小时升至1490℃，保温1小时，加压气6MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф170mm：室温3小时升至900℃，保温1小时，升温4小时升至1250℃，保温60-70分钟；升温4小时升至1450℃，保温1小时，加压气3.5MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф228mm：室温3小时升至900℃，保温70分钟，升温4.5小时升至1250℃，保温70分钟；升温4.5小时升至1410℃，保温70分钟，加压气3MPa，保温40分钟，随炉冷却；
辊径为Ф285mm：室温4小时升至900℃，保温1.5小时，升温4.5小时升至1250℃，保温1.5小时；升温4.5小时升至1370℃，保温70分钟，加压气3MPa，保温40分钟，随炉冷却。
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