Спосіб одержання порошку з кускових відходів твердих сплавів

1 Спосіб одержання порошку ВІДХОДІВ твердих сплавів, що кускових включає Винахід належить до галузі порошкової металурги, зокрема до виробництва твердосплавних порошкових композицій Відомий спосіб одержання порошку з кускових ВІДХОДІВ (лому) твердих сплавів, який включає подрібнення його шляхом витримки в повітряному середовищі при 1000°С, вилучення дробеструйною обробкою оксидного поверхневого шару та наступне відновлення і карбідізацію одержаної оксидної суміші в метано-водневому середовищі, розмелювання (пат РФ №2026158, МПК В 22 F9/16, С22В7/00.01 09 95) Недоліком вказаного способу є висока енергоємність переробки, низька якість порошку з-за проведення карбидізацм суміші оксидів, внаслідок чого метал-зв'язка насичується вуглецем і його твердість підвищується Найбільш близьким по технічній суті до заявляемого технічного рішення є спосіб одержання порошку з кускових ВІДХОДІВ твердих сплавів, що включає операції підігріву ВІДХОДІВ ДО 750-850°С та охолодження в водному середовищі (охрупчення), подрібнення охрупчених ВІДХОДІВ в щоковому або конусно-шерційному подрібнювачі (заявка РФ №99109064, МПК В 22 F9/04, 20 01 01) Недоліком даного способу є низька якість одержаного продукту з-за забруднення його продуктами зносу подрібнювачів, а також доволі низька ступінь подрібнення ВІДХОДІВ, оскільки руйнування вихідного матеріалу проходить без плавлення бодай його окремих компонентів і тому потребує високих затрат енергії, займає багато часу В основу винаходу поставлено задачу в способі одержання порошку з кускових ВІДХОДІВ твердих сплавів шляхом руйнування метала-звязки подрібнення, який відрізняється тим, що подрібнюють гранули електроерозійним диспергуванням в водному середовищі 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що продукт електроерозійного диспергування додатково піддають обробці неорганічними кислотами та/або електрохімічній обробці іскровими розрядами забезпечити підвищення якості порошку Поставлена задача розв'язується тим, що в способі одержання порошку з кускових ВІДХОДІВ твердих сплавів, який вимагає їх подрібнення, згідно винаходу, подрібнення здійснюють електроерозійним диспергуванням в водному середовищі До того ж, при необхідності, продукт електроерозійного диспергування додатково піддають обробці неорганічними кислотами та/або електрохімічній обробці Підвищення якості порошку досягається за рахунок того, що метод електроерозійного диспергування виключає необхідність використання будьяких реагентів (окислювачів), або попередньої термічної обробки твердосплавних ВІДХОДІВ В процесі диспергування однородних металів (сплавів) іскрові розряди здійснюють плавлення мікрооб'єму металу та викид частинок розплаву в оточуюче середовище При диспергування твердих сплавів відбувається плавлення тільки металузв'язки Це пояснюється тим, що температура плавлення металу-зв'язки значно нижче, ніж у основи твердих сплавів Плавлення ж основи припадає приблизно на температуру кипіння металузв'язки Тому викид мікрочастин відбувається при температурі набагато нижчій, ніж необхідно для плавлення основи Таким чином, не дивлячись на досить високу температуру в каналі іскрового розряду, при диспергуванні твердого сплаву, плавлення зерен основи практично неможливе і диспергування йде тільки за рахунок руйнування (плавлення) металічних зв'язок Внаслідок цього фракційний склад продуктів диспергування практично тотожний вихідному порошку основи і не ю о ю 50591 залежить від режиму диспергування Водне середовище в умовах протікання процесу має декарбідізуючі (окислювальні) властивості, внаслідок чого послідовно протікають реакції 2WC + 2Н2О -» W 2 C + СО2 + 2Н 2 W2C + 2Н2О -> 2W + СО2 + 2Н 2 Me + Н2О -» МеО + Н2 де Me - метал-зв'язка Зменшення вмісту вуглецю може складати 1080% Окислення металу-зв'язки протікає тільки в 10-30% його КІЛЬКОСТІ Продуктів окислення вольфраму в одержаному продукті не виявлено Зниження вмісту вуглецю залежить від температури, яка розвивається в каналі іскрового розряду і регулюється, головним чином, шляхом змінювання подачі середовища Зменшення подачі середовища викликає зниження вмісту вуглецю В процесі диспергування відбувається також вигорання вуглецю, який раніше дифундував в метал-зв'язку з основи в процесі спікання виробів з твердих сплавів Утворення кожної частинки при електроерозійному диспергуванні проходить на протязі 10 4 -10 6 с, що набагато менше, ніж в будь-якому відомому способі одержання порошкових матеріалів Внаслідок цього вуглець з основи не встигає дифундувати в зв'язку, а метал-зв'язка утворює високодефектну кристалічну або аморфну структуру, яка має підвищену реакційну здатність Наявність такої структури, з точки зору хімічної термодинаміки, при проходженні реакції дає такий самий ефект, як і підвищення температури Крім того, висока реакційна здатність продукту диспергування забезпечується його високою дисперсністю (розвиненою поверхнею) і пористою структурою оксидної фази Внаслідок цього, при взаємодії з розбавленими мінеральними кислотами, швидко і повністю розчиняється оксидна фаза, а також частково або повністю фаза металу-з в'язки Повнота розчинення металу-з в'язки залежить від його вмісту, а також від його ХІМІЧНИХ властивостей і зменшується в ряду Fe-Co-Ni методом електроерозшного диспергування в водному середовищі Крім того, продукт електроерозшного диспергування додатково піддають обробці неорганічними кислотами та/або електрохімічній обробці Приклад 1 Кускові відходи твердого сплаву ВН-10 піддають електроерозійному диспергуванню в водному середовищі при режимах імпульсна напруга, В - 200-1000, частота імпульсів, Гц - 2001500, тривалість імпульсів, с - 10 5 -10 4 , подача гранул, кг/годину-10-20 Отриману суспензію відстоюють, утворену водну пасту обезводжують в вакуум-фільтрі до вологості 10-40%, сушать при температурі 100-150°С Висушену масу піддають розмолу для руйнування комків і просівають При переробці сплаву ВН-10 одержаний порошок містить наступні фази Ni - 4-8%, NiO - 2-6%, WC2, WO 3