用废合金回收碳化钨制造硬质合金的工艺优化试验.docx

用废合金回收碳化钨制造硬质合金的工艺优化试验邹序枚(自贡硬质合金有限责任公司 ,四川 自贡 643011)摘 要 : 用电子探针检测手段对比了回收碳化钨和一般碳化钨的不同特性 ,从回收碳化钨具有结晶完整 、晶内缺陷少 、化合碳充足等优良性能出发 ,用工艺优化手段弥补回收碳化钨氧含量高 、夹杂物 多等缺点 ,试制出了性能优于用一般碳化钨生产的硬质合金 。关键词 : 回收碳化钨 ;一般碳化钨 ;硬质合金 ;工艺优化中图分类号 : TF1251241文献标识码 : A文章编号 : 100420536 (2001) 0120024204钨本身的特点出发 ,对硬质合金生产工艺做多方面的改进 ,采用先进的电子探针等检测 手段对其进行本质分析 ,以便利用回收碳化 钨获得性能更好的硬质合金 。前言1用废合金回收碳化钨制造硬质合金 ,研究者不乏其人 ,就已发表的论文来看 ,大都遵 循老工艺 ,且只与传统的从钨粉碳化所得碳化钨生产的合金做性能对比 ,而没有从回收 碳化钨本身的特点做机理性的研究 。用废合金回收的碳化钨 ,与从钨粉碳化 所得的碳化钨有着鲜明的不同 。首先 ,回收 碳化钨是经过液相再结晶后的碳化钨 ,结晶完整 ,晶内缺陷少 ,全部为单晶 ,化合碳充足 ; 而从钨粉碳化所得碳化钨 ,其总碳未达到理 论含碳量 , 粗碳化钨粒子中心含有 W2 C , 结 晶不完整 ,晶内缺陷多 ,一般为多晶颗粒 。其 次 ,回收碳化钨含有残留钴 ,氧含量较高 ,有 很大一部分是疏松的假颗粒 ( 未完全破碎的蜂窝状颗粒) ;从钨粉碳化所得的碳化钨是纯 碳化钨 ,不含钴 ,也不含氧 。鉴于以上原因 ,本文作者提出了一个与 以往研究者不同的试验方案 ,即从回收碳化2 试验方法211试验用原材料的技术条件试验所用碳化钨和钴粉的主要指标参数 分别列于表 1 和表 2 。表 1回收碳化钨和一般碳化钨的技术条件化学成分/ %粒 度mm碳化钨类型 C总OCo回收碳化钨一般碳化51920142—0112— 012 012 均为粗晶碳化钨。表 2钴粉的技术条件化学成分原料名称/ %松装密度g. cm - 3OCFe钴粉≤015≤011≤0130175收稿日期 :2000204210作者简介 :邹序枚( 1933 - ) ,男 ,高级工程师 ,长期从事钨钼制品、硬质合金的科研与技术开发工作。总第 144 期邹序枚 :用废合金回收碳化钨制造硬质合金的工艺优化试验25212试验方法用金相显微镜和电子探针拍摄两种碳化 钨的显微图象并进行详细比较 ,查明各自的 特性 ;然后用 011 mm 孔径的筛网对回收碳 化钨补充过筛 ,过筛后的粉末用金相显微镜进行观察和化学成分检验 ,以分析回收碳化 钨的变化情况 。继而进行两组工艺对比试验 : 第一组将 回收碳化钨加钴配成 YG11C 混合料 , 与一 般碳化钨加钴配成的 YG11C 混合料均按常规工艺制成硬质合金并进行对比试验 ; 第二 组将 补 充 过 筛 后 的 回 收 碳 化 钨 加 钴 配 成 YG11C 混合料 ,其湿磨后的料浆用 0103 mm 孔径的筛网过滤 ,与一般碳化钨加钴配成的 YG11C 混合料 (料浆按常规工艺用 0104 mm孔径的筛网过滤) 制成硬质合金 ,做各项对比 试验 。采用实验室 1 L 硬质合金球磨筒加酒精 进行湿磨 ,球料比为 5∶1 ,湿磨时间常规工艺 为 24 h ,优化工艺为 48 h 。混合料浆用筛网过滤后 ,沉淀 24 h ,抽干 酒精 ,将料浆烘干 , 过 012 mm 孔径筛 , 掺入 橡胶汽油溶液 , 每 公 斤 混 合 料 掺 胶 液 180 mL ,再入烘箱烘干汽油 , 用 013 mm 孔径筛 网将烘干料擦碎过筛 。用 100 t 液压机各压制 6 片 A118 型刀 片和 20 个长条进行密度 、硬度 、矫顽磁力 、金 相和抗弯强度的各项试验 。将压制品放入三带氢气烧结炉中进行烧 结 ,烧结温度为 1 430～1 440 ℃,填料为 2 #(Al2 O3 + 0116 %C) ,烧结后进行喷砂处理 ,挑 选符合技术要求的烧结制品送交各项检验 。图 2 为粗钨粉碳化所得碳化钨的电子探针二次电子图象 。从图 2 可以看出 ,这种碳化钨 的每个粒子都为发育不充分的多晶颗粒 。如 果将这种碳化钨粉制成浸铜试样 ,用金相显 微镜观察其剖面 ( 图 3) , 可以看到粒子中心还有 W2 C 存在 ,周围的 WC 晶粒上分布着大 大小小的孔隙 , 单个晶粒不像回收碳化钨那图 1回收碳化钨的显微图象×300图 2一般碳化钨的显微图象×2003 试验结果及讨论311两种碳化钨的显微图象比较图 1 为回收碳化钨的电子探针背散射电 子图象 。从该图象可以看出 ,回收碳化