Спосіб переробки відходів металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів

Пропонований спосіб стосується способів утилізації відходів металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів шляхом їх електроерозійного диспергування у середовищі робочої рідини і одержанню з них порошкових сумішей, які використовують для виготовлення з них виробів шляхом пресування заготовок у формах і спікання. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб переробки відходів металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів, який включає операції окислення окремих шматків відходів металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів і їх подальшої обробки до отримання твердосплавних сумішей [Деклараційний патент України №36550А на винахід "Спосіб переробки відходів металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів". МПК 6 B22F9/00, С22В7/00. Опубл. 16.04.2001, Бюл. №3]. Згаданий спосіб призначений для переробки термомеханічними засобами лому твердих сплавів у порошкові суміші. При цьому відходи твердих сплавів загружають у термічну піч і здійснюють попереднє окислення киснем, а утворений поверхневий шар видаляють шляхом дробоструминної обробки. Недолік описаного способу - досить значні витрати на нагрівання і подальшу дробоструминну обробку, що обумовлені досить низькою порівняно з кольоровими металами теплопровідністю металокерамічних твердих сплавів і високу адгезійну міцність матеріалу основи і утвореної на ній під час нагрівання шматка оксидної плівки. У основу пропонованого винаходу поставлено задачу створення такого способу, який би потребував менших витрат на виготовлення порошкових сумішей з металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів і мав би меншу енергоємність устаткування для здійснення способу. Поставлена задача вирішується за рахунок створення умов для інтенсивного руйнування відходів металокерамічних твердих сплавів шляхом використання методу електроерозії. Поставлена задача вирішується пропонованим способом, який, як і відомий спосіб переробки відходів металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів, який включає операції окислення шматків відходів металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів і їх подальшої обробки до отримання твердосплавних порошкових сумішей, а, відповідно до винаходу, шматки відходів подрібнюють до одержання гранул з розмірами від 3 до 15мм, а під час подальшої обробки одержаних гранул піддають їх електроерозійному диспергуванню у середовищі робочої рідини до одержання порошкової суміші потрібної дисперсності. Використання електроерозійного диспергування відходів у середовищі робочої рідини дозволяє суттєво знизити трудомісткість та енергоємність технологічного обладнання і, як наслідок, вартість процесу руйнування відходів і одержання порошкових сумішей потрібних фракцій з металокерамічних твердих сплавів, що містять карбіди тугоплавких металів. Авторами експериментальне виявлено оптимальний розмір гранул металокерамічних твердих сплавів, які містять карбіди тугоплавких металів, що дозволяє оптимізувати процес одержання порошкових сумішей потрібних фракцій. Так, при розмірі гранул більше 15мм процес в традиційних установках для електроерозійного диспергування йде дуже повільно, а зменшення розміру гранул менше 3 мм економічно не виправдане. Тому оптимальні значення розмірів гранул знаходяться в межах від 3 до 15 мм. Приклад. Відходи твердих сплавів марки ВН8 (WC+8% мас. Nі) подрібнювали до одержання гранул розміром 9мм. Одержані гранули завантажували до реактора установки для електроерозійного диспергування, .які під дією своєї ваги розміщувались на внутрішній поверхні реактора і перекривали собою електроди. Потім у порожнину реактора подавали робочу рідину - розчин вуглеводнів у воді. На електроди подавали імпульсну напругу. При цьому гранули піддавали електроерозійному диспергуванню. Під час процесу електроерозійного диспергування виконували вимірювання необхідного розміру суміші. Процес припиняли при одержанні порошкової суміші потрібної дисперсності. Хімічний склад продуктів диспергування відповідав твердому сплаву ВН8. Окрім карбіду вольфраму і нікелю у продуктах диспергування був присутній в кількості ~0,1% мас. напівкарбід вольфраму W2C. Одержану таким способом порошкову суміш піддавали гомогенізуючому розмелу. Потім одержану суміш замішували на клеї, сушили, просіювали і пресували контрольні зразки (штабики розміром 5´5´35мм та циліндри діаметром 20-25мм і довжиною 10-15мм). Спікання зразків виконували у дві стадії: нормалізоване спікання при температурах в межах 900-1200°С і остаточне спікання при оптимальній для даного сплаву температурі у контрольованому метано-водневому газовому середовищі. На зразках досліджували фізико-механічні властивості одержаних матеріалів. Було встановлено, що всі властивості одержаних матеріалів відповідають вимогам ДЗСТ 3882-74.