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1、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
2、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W2C,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
3、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钨61015186～51920142—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
4、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011mm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YG1
5、1C混合料,其湿磨后的料浆用0103mm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0104mm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1L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24h,优化工艺为48h。混合料浆用筛网过滤后,沉淀24h,抽干酒精,将料浆烘干,过012mm孔径筛,掺入橡胶汽油溶液,每公斤混合料掺胶液180mL,再入烘箱烘干汽油,用013mm孔径筛网将烘干料擦碎过筛。用100t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
6、放入三带氢气烧结炉中进行烧结,烧结温度为1430～1440℃,填料为2#(Al2O3+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W2C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
7、针背散射电子图象。从该图象可以看出,回收碳化钨结晶完整,全部为角状单晶,晶粒表面无缺陷,保留了WC2Co合金中的WC晶粒的特征。图3一般碳化钨的显微剖面图象×200稀有金属与硬质合金总第144期26样呈完整角状,也没有回收碳化钨那样比较均匀的晶粒度。因此由粗钨粉碳化制得的碳化钨属于结晶不充分碳未饱和的碳化钨,并影响到以后合金的烧结性能和物理性能。312用常规工艺所制合金性能的比较按常规生产工艺将回收碳化钨和一般碳化钨分别配制成YG11C合金,测定合金的物理机械性能和金相组织,其比较结果列于表3。从表3所列数据比较,一般碳化钨所制表3用两种碳化钨为原料按常规工艺
8、所制YG11C合金的性能和金相组织物理
