废硬质合金回收及再生料工艺优化研究

摘要

废旧硬质合金的回收有很多方法，不同方法得到的产品性能有比较大的区别。对回收料性能进行研究，最大限度地发挥钨资源的价值非常重要。本论文对锌溶法回收废旧硬质合金混合料技术以及如何更好地将回收料应用于硬质合金的生产，最大幅度地提高产品的使用价值做了初步的探讨。 本文首先研究了锌溶法回收工艺对硬质合金再生混合料质量的影响。在不同的锌加量，不同的锌溶时间等工艺参数下，以及使用不同的锌溶设备时，混合料的出料率和锌残留量等影响混合料质量的因素都会发生明显变化。通过化学分析、光谱分析等方法研究了物料的杂质含量，利用各种粒度分析方法分析了物料的粒度平均大小以及粒度分布情况，利用x-ray方法分析了再生WC的亚晶完整情况。通过寻找不同湿磨时间以及不同的烧结温度下再生料产品硬度、强度、耐磨性变化规律，找到满足不同使用条件的最佳工艺参数。根据使用要求的不同，利用现场使用对比的方法，研究了利用优化的工艺参数生产的拉丝模、钻头、刀片等再生料制品和正常工艺条件下生产的原生料制品的使用性能的差异。研究的重要结果如下： 1、通过减少合金块料的大小、采用新式熔炼炉可以提高熔炼效率从而减少碳的损失；为了降低氧的含量或者按照用户的需要控制碳的含量可以加入适当的碳；通过保证熔炼时间、保证加锌量可以降低锌在混合料中的残留量。 2、由于再生料是使用过的合金生产出来的，在回收料的生产过程中不可避免会带来杂质，所以再生料中硅、镁、铁、钙、钼、镍等杂质比原生料的相对要高一些。再生料 WC 的粒度与废合金中晶粒度相比没有多大的差别，粒度分布比原生料更窄一些，其晶型更加完整。在合金晶粒度与湿磨时间关系图上存在一段近似线性的区间，但再生料的线性区间要长一些。 3、在24h到72h之间取不同的时间进行湿磨时，随着烧结温度从1370℃升到1450℃时，抗弯强度都有不同幅度的提高；在1370℃到1450℃之间任意烧结温度下，当湿磨时间从24h到72h之间变化时，抗弯强度有不同程度的下降。在24h到72h之间取不同的时间进行湿磨时，随着烧结温度从1370℃升到1450℃时，再生料产品硬度的变化比原生料硬度变化更加有规律，并都有一个下降的趋势存在；同样在1370℃到1450℃之间任意烧结温度下，当湿磨时间从24h到72h之间变化时，硬度有不同程度的提高。再生料变化比原生料更加有规律。随着湿磨时间的延长，硬质合金的耐磨性逐渐提高，但在1390～1430℃之间有一个耐磨性的峰位，并且无论哪一种湿磨时间都有这个特点。和硬度相同，不同的湿磨时间、不同的烧结温度，再生料耐磨性的变化也更加有规律。为了保证产品有较好综合性能，我们一般取强度曲线与硬度曲线的交点部分，为最优化工艺的判据。即：在烧结温度为1410℃、湿磨时间为48h左右的工艺路线为最优化工艺路线。对于硬质合金再生料来说在这个工艺下生产的产品性能指标为：HRA为89.7，抗弯强度为215 kg/mm<'2>，耐磨性为3.42×10<'-2>，矫顽磁力为12.5kA/m。 4、切削实验表明，再生料与原生料切削性能没有太大的差别；冲击实验表明，再生料冲击韧性比原生料还稍微好一点；但在拉丝实验中再生料性能要差一些，但总体差距不是很大。 5、在利用再生料生产不同用途的硬质合金制品时，可以通过适当调节生产工艺来达到原生料制品同等的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1硬质合金回收及锌熔法

1.1.1钨资源的状况

1.1.2钨资源回收状况及回收方法

1.2硬质合金锌熔再生料性能研究

1.2.1硬质合金锌熔再生料化学性能

1.2.2硬质合金再生料物理性能

1.2.3硬质合金工艺性能

1.3硬质合金再生料应用研究

1.4硬质合金再生料存在的问题

第二章锌熔工艺优化

2.1研究目的

2.2实验方案

2.3实验结果及讨论

2.3.1实验结果

2.3.2实验结果讨论

2.3.3结论

第三章再生料性能研究

3.1研究目的

3.2研究方法

3.3实验结果及讨论

3.3.1实验结果

3.3.2分析与讨论

第四章再生料应用工艺优化研究

4.1研究目的

4.2研究方法

4.3结果及讨论

第五章再生料现场应用实验

5.1研究目的

5.2研究方法

5.3实验结果及讨论

第六章 结论

参考文献

致谢

硕士研究生期间的主要研究成果