Изобретение относитс к области порошковой металлургии, в частности к способам регенерации отходов спечёных твердых сплавов.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular, to methods for regenerating sintered hard alloy waste.
Известен способ переработки карбид содержа1чих отходов тугоплавких металлов , включаю1 ий окисление исходного материала кислородсодержапсим газом при температурах 800-900с, обработку полученного продукта i-азообразным аммиаком при температурах 600700°С и последующее хл.орирование восстановленного материала при температурах 800-900°С, В результате образуетс смесь высших бескислородных и безуглеродистых хлорилсв металлов, которые направл ют на дальнейшую переработку.A known method of processing carbide containing refractory metal wastes, including oxidation of the starting material with oxygen containing gas at temperatures of 800-900 s, processing the resulting product with i--ам ам ammonia at temperatures of 600–700 ° C and subsequent cooling of the reduced material at temperatures of 800–900 ° C, B As a result, a mixture of higher oxygen-free and carbon-free chlorine metals is formed, which are sent for further processing.
чh
Однако дл осуществлени этого способа требуетс специальное оборудование , стойкое в агрессивных средах при высоких температурах. В качестве конечного продукта получает с смесь хлоридов, которые нуждаютс в дальнейшей обработке при получений из них металлов или карбидов.However, this method requires special equipment that is resistant in aggressive environments at high temperatures. As a final product, it obtains with a mixture of chlorides, which need further processing in the preparation of metals or carbides from them.
00 rvD00 rvD
Наиболее близким по технической The closest technical
00 ел сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению вл етс способ регенерации отходов твердых сплавов, заключающийс в том, что отходы окисл ют кислородсодержащим газом, восстанавливают газообразным восстан овителем, дошихтовывают сажистым углеродом и двуокисью титана и подвергают карбидизации при температуре 1 500-1900 с. На нижнем пределе температур 1500 С карбидизацию ведут в вакууме. В невакуумном варианте карбидизацню ведут в печи Таммана при температуре 1800-1900®С. К недостаткам известного способа Следует отнести высокзпо температуру карбидизации, при которой кобальт находитс в жидком состо нии и рбвоnaioiBaeT частицы шихты, ухудша ICQHтакт с сажистым углеродом что затормаживает вьщёление Згазообразных продуктов реакции. Кроме того, введение двуокиси титана дл вспучивани шихты нарушает первоначальный состав исходной шихты дл получени сплавов по соответствующему ГОСТу, Указанные недостатки привод т к снижению качества твердых сплавов, а проведение карбидизации в вакууме ухудшает технЬлогичность процесса. Цель изобретени г повьшение качества твердых сплавов и улучшение технологических показателей процесса Дл достижени поставленной цели предложен способ регенерации карбидсодержащих отходов твердых сплавов, включающий окисление кислородсодержа щим газом, восстановление газообразным восстановителем, дошихтовку смеси восстановлейных металлов сажис тым углеродом и последующую карбидизацию , который отличаетс от извес ного тем, что карбидизацию провод т при температуре 850-1395 С,. При этом с целью получени тверды сплавов. Отличных по химическому сос таву от регенерируемых отходов, при дошихтовке в смесь восстановленных металлов добавл ют по крайней мере один металл в виде порошка, выбранный из группы: вольфрам, молибден, , ниобий, тантал, никель, кобальт , железо. Предложенный способ осуществл ют следующим образом. Исходный материал (отходы твердосплавного производства в виде брака крмпактнШ изделий или изделий, отслуййвших свой срок) подвергают окис лёнию сухим Или влажным кислородом ttrtfir кислородсодержащими газами (воздух , обогащенный кислородом воздух. Двуокись углерода, вод ной пар) при температурах 500-1000 С (предпочти .тельно ) , При этом происходит ; выгорание углерода, сопровождающеес раз1 уйением компактньк изделий и зна .читепьньп увеличением объема (в 7-10 раз) и удельной поверхности (в тыс чи раз) загрузки, что облегчает взаимрдействйе её с восстановительными газами в дальнейшем и смешение с углеродом; В зависимости от режимов остаточное содержание углерода в окислах не превьппает 0,001-0,01%. Окислен-, ный материал подвергают вбсстанрвлешю одним из следующих газов или их смес ми водород, аммиак, окись углерОДа и продукты их конверсии при температурах 5, (предпочтительно 600-900 С), в результате чего получают рыхлую смесь металлических порошков , вход щих в состав твердых сплавов. Этот продукт механически настолько , что при смешении с сажистым угле1 0д0м в шаровой мельнице дробитс до частиц крупностью 0,3-0,5 микрона. В этом процессе достигают повторного перемешивани исходного материала и равномерного взаимного распределени компонентов шихты, которую направл ют на карбидизацию в токе водороде. Примеры осуществлени предложенного способа. ,, П р и м е р 1, 89,8 г твердого сплава марки ВК15, содержащего карбид вольфрама и 15% кобальта, обработали кислородом при температуре , в результате чего получили продукт с. удельной поверхностью 0,15 (при исходной - 0,26- ). После восстановлени окислов водородом при 900°С и смешени с сажистым углеродом продукт имел крупность ,5 мкм, В результате карбидизации в течение 3-х часов в токе водорода при 10500 получили 89,76 г омеси, содержащей карбид вольфрама и кобальт (крупность частиц мкм) и соответствующей исходному составу сплава ВК15. Отепень превращени на всех стади х превысила 99,95%. ,. П р и м е р 2. 1500 г смеси отходов твердых спйавов, состо щий из 20% BK6,4Q%iBK8 и 40% ВК15, подвергали окислению блажным воздухом при 800°0 и восстановлению газообразный аммиаком при , В полученный продукт подшихтовали ламповую сажу и 81,2 г металлического кобальта (порошка), в результате чего после трехчасовой карбидйзации смеси в токе йодорода при получили 1581 г исходной ййХтй(йй пройзвОДстйа твердого сплава марки ВК15.Г П р.и м е р 3, k 100 г попупродук-. тй состава,%: Оо 6,05; W 93,41;The essence and the achieved result to the described invention is the method of regeneration of waste solid alloys, which consists in the fact that the waste is oxidized with oxygen-containing gas, restored with a gaseous reducing agent, prepared with carbon black and titanium dioxide and subjected to carbidization at a temperature of 1 500-1900 s. At the lower temperature limit of 1500 ° C, carbidization is carried out in vacuum. In the non-vacuum version, carbidizing is carried out in a Tamman furnace at a temperature of 1800-1900®С. The disadvantages of this method include the high carbide temperature, at which the cobalt is in the liquid state and the charge of the charge particles, deteriorating the ICQHact with carbon black, which slows down the growth of Zg-like reaction products. In addition, the introduction of titanium dioxide to swell the charge disrupts the initial composition of the initial charge to produce alloys according to the appropriate State Standard. These drawbacks lead to a decrease in the quality of hard alloys, and carrying out carbidization in vacuum worsens the technological similarity of the process. The purpose of the invention is to improve the quality of hard alloys and improve the technological performance of the process. To achieve this goal, a method is proposed for regenerating carbide-containing waste of hard alloys, including oxidation with oxygen-containing gas, reduction with a gaseous reducing agent, finishing the mixture of reducing metals with black carbon and subsequent carbidization, which differs from the suspended by the fact that carbidization is carried out at a temperature of 850-1395 ° C ,. At the same time, in order to obtain solid alloys. Different in chemical composition from recyclable waste, during bleaching, at least one metal in the form of a powder selected from the group of tungsten, molybdenum, niobium, tantalum, nickel, cobalt, and iron is added to the mixture of reduced metals. The proposed method is carried out as follows. The source material (waste from carbide production in the form of scrap of products or products that have not served their time) is subjected to dry oxide oxide or wet oxygen ttrtfir with oxygen-containing gases (air, oxygen-enriched air. Carbon dioxide, water vapor) at temperatures of 500-1000 ° C (prefer .itelno), when this happens; carbon burnout, accompanied by compact products and reading, increasing the volume (7-10 times) and specific surface area (thousand times) of the load, which facilitates its interaction with reducing gases in the future and mixing with carbon; Depending on the regimes, the residual carbon content in oxides does not exceed 0.001-0.01%. The oxidized material is subjected to one of the following gases or their mixtures hydrogen, ammonia, carbon monoxide and their conversion products at temperatures of 5 (preferably 600-900 C), resulting in a loose mixture of metal powders that make up hard alloys. This product is mechanically so that when mixed with black carbon in a ball mill, it is crushed to a particle size of 0.3-0.5 microns. In this process, re-mixing of the starting material and uniform mutual distribution of the components of the mixture, which is directed to carbidization in a stream of hydrogen, is achieved. Examples of the implementation of the proposed method. ,, PRI me R 1, 89.8 g of a hard alloy of the BK15 grade, containing tungsten carbide and 15% cobalt, were treated with oxygen at a temperature, resulting in a product with the specific surface is 0.15 (at the initial 0.26-). After the reduction of the oxides by hydrogen at 900 ° C and mixing with black carbon, the product had a particle size of 5 µm. As a result of carbidization for 3 hours in a stream of hydrogen at 10,500, 89.76 g of omesis containing tungsten carbide and cobalt were obtained (particle size µm ) and corresponding to the initial composition of the alloy VK15. The conversion rate at all stages exceeded 99.95%. , PRI mme R 2. 1500 g of a mixture of solid waste waste, consisting of 20% BK6.4Q% iBK8 and 40% BK15, was subjected to oxidation with high-purity air at 800 ° 0 and gaseous ammonia was regenerated at, B the resulting product was charged with carbon black and 81.2 g of metallic cobalt (powder), as a result of which, after a three-hour carbidization of the mixture in a stream of iodine, 1581 g of the initial hCh (a BK15.D proc. .% composition,%: Oo 6.05; W 93.41;