[發明專利]一種鈦基合金廢料循環利用的方法

在審

• 申請號: 201711100536.0
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN109759597A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 李康寧
• 申請（專利權）人: 李康寧
• 主分類號: B22F8/00
• 分類號: B22F8/00;B22F3/10;B22F9/08;B22F9/04;B22F5/10;C22C1/05;C22C29/08;C22C1/10
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該發明屬于一種鈦基合金廢料循環利用的方法，包括采用Ti粉與廢料配Ti基合金料，霧化制粉，粉碎而制得Ti基合金粉，再將該合金粉與廢料進行配料，壓坯，燒結，而制得高Ti含量的大尺寸(包括薄片類)硬質合金制品。該發明由于采用鈦基合金廢料代替W及部分Ti粉作原料并先制得共晶成分的Ti基合金粉，再與廢料按目的產品要求配料、壓坯、燒結。從而具有制品變形小、孔隙度低，抗彎強度可提高8.5～13.0％，HRA硬質可提高0.5～1.0度，生產成本降低20％左右并可有效節約W、Ti自然資源等特點。克服了背景技術或設備投資大、生產率低；或制品變形大、抗彎強度和耐沖擊性差；且均不能用于生產薄片類制品等弊病。

技術領域

本發明屬于粉末冶金領域中生產高鈦(Ti)含量及大尺寸硬質合金的方法，特別是一種鈦基合金廢料循環利用的方法。

背景技術

在傳統的硬質合金生產工藝中，合金的粘結劑主要采用純Ti(或Ti+Ni)粉，在燒結過程中W、C原子向Ti中擴散固溶而形成γ相的共晶體，為了加快W、C原子通過固相擴形成共晶成分往往需提高燒結溫度、即將燒結溫度至少提高到超過共晶溫度100℃以上，這種通過提高燒結溫度來加快液相形成的同時、又容易產生粗大的WC合金組織，顯著降低硬質合金強度等性能；優其是在生產高Ti和大尺寸硬質合金制品時，由于在燒過程中坯體芯部與表面存在一定的溫度差、加之Ti隨著WC的溶入其熔點降低，而末溶入部分Ti的溶點仍較高，因而造成沿坯體溫度梯度方向以及WC溶入Ti與未溶入Ti的各部分產生液相的溫度時間和數量的一致性差，導致坯體收縮不均勻，制品形變大，特別是當Ti含量超過合金成份的10wt％時，其形變尤為明顯，甚致根本不能獲得產品；此外，在燒結過程中W、C原子向Ti相中溶解一析出時只能以非均勻形核的方式在晶粒的WC表面再析出，這種典型的溶解一析出機制亦促使WC晶粒長大，造成合金組織的均勻性差，影響合金制品的性能。為了克服軋輥、模具類大尺寸制品燒結中的形變和孔隙度高等問題，常規采用壓力燒結或等靜壓燒結方式，來達到目的，但卻存在壓力燒結爐等設備昂貴且生產率卻較低，制品生產成本高等弊病；而在申請號為98808877.0，發明名稱為《制備超細碳化鎢鈦合金的方法》的專利文獻中公開了一種Ti含量為6～24wt％并添加總量低于1.0wt％的晶粒長大抑制劑VC和/或Cr₃C₂以使WC、Ti及VC和/或Cr₃C₂通過碳熱還原反生產PCB(印刷電路板)等加工用工具及拉刀等機加工工具。采用該技術雖然可生產具有超細晶粒地硬質合金刀具，但由于在合金成份中加入了VC和/或Cr₃C₂，從而大大降低了合金制品的抗彎強度和耐沖擊性，若用于生產諸如軋輥等大尺寸的制品、使用中易發生爆輥事故。此外，目前生產厚度較小而直徑(或面積)較大的薄片類高鈦硬質合金、均是采用先燒結成厚度較大的片體，然后再將其磨成薄片的生產方法，以克服其形變。因此，上述背景技術存在或設備投資昂貴、生產率低，或制品變形大、抗彎強度和耐沖擊性差，使用過程度易發生爆輥事故；且均不能用于直接生產薄片類高鈦硬質合金制品以及需采用純W、Ti作原料、生產成本高、耗費天然W、Ti資源等弊病。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的弊病，研究設計一種鈦基合金廢料循環利用的方法，以達到節省天然W、Ti資源、充分利用再生資源、生產高品質的高鈦、大尺寸類(包括薄片類)硬質合金制品、降低設備投資、提高生產率，有效降低生產成本等目的。

本發明的解決方案是采用回收處理后符合工業生產標準的含Ti(或Ti+Ni)的鈦基合金廢料為原料，首先采用部分廢料按所需Ti或Ti+Ni的含量補加Ti粉制成共晶成份的Ti基合金粉，再將該合金粉與鈦基合金破粹料經濕磨配料、壓坯、燒結從而制得最終產品。因此，本發明包括：

A：配料制Ti基合金混合料：將鈦基合金廢料送入球磨機內，根據粉料中WC及Ti或Ti+Ni的含量加入Ti粉將成份配成含碳化鎢16～30wt％、余量為Ti或Ti+Ni的粉料，濕磨混合16～48小時后，送入干燥裝置干燥至含水率0.5～1.0％，得Ti基合金混合粉料；