[發明專利]利用廢舊硬質合金制備板狀結構WC-Co復合粉末的方法

有效

• 申請號: 201711209034.1
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108044126B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 羊求民;黃澤輝;賴星任;鄧登飛
• 申請（專利權）人: 崇義章源鎢業股份有限公司
• 主分類號: B22F9/16
• 分類號: B22F9/16;B22F1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明公開了利用廢舊硬質合金制備板狀結構WC?Co復合粉末的方法，包括：(1)將廢舊硬質合金置于馬弗爐中進行氧化焙燒，以便得到鎢鈷氧化產物；(2)將鎢鈷氧化產物進行粉碎，以便得到鎢鈷復合氧化物粉末；(3)向鎢鈷復合氧化物粉末中添加鎢氧化物、鈷氧化物和碳中的至少一種，以便調節鎢、鈷和碳之間的含量配比達到預定值；(4)向步驟(3)所得混合物中加入無機鹽，并在惰性氣體保護下進行熔鹽反應，以便得到合成產物；以及(5)將合成產物進行漂洗，以便除去熔鹽顆粒，并獲得板狀結構WC?Co復合粉末。該方法具有工藝流程簡單、易操作的優勢，且制備得到的板狀結構WC?Co復合粉末的板狀效果好、純度高、成分和粒度可調，可用于高性能板狀晶硬質合金的制備。

技術領域

本發明屬于金屬陶瓷復合粉末制備領域。更具體地，本發明涉及一種利用廢舊硬質合金制備板狀結構WC-Co復合粉末的方法，屬于廢舊資源循環利用及特殊結構金屬陶瓷復合粉末制備領域。

背景技術

鎢是一種非常重要的戰略元素，在國民經濟和國防工業中發揮著重要的作用。WC-Co硬質合金是鎢元素的主要用途之一，占鎢總消費量的60％左右。WC-Co硬質合金不僅具有良好的強度，還具有較為優異的韌性，被廣泛應用于油氣鉆井、地質勘探、礦山開采、軋輥、模具材料、切削工具、耐磨零件等領域，是當前用途最廣泛的工具材料之一。每年因合金腐蝕和磨損導致的報廢十分嚴重。廢舊硬質合金中鎢含量高，實現廢舊硬質合金的有效回收再利用不僅具有突出的經濟和社會效益，而且對保護鎢資源，控制資源的開采而產生的環境問題，促進鎢資源的綠色循環再利用具有重要的意義，是多年來國內外普遍關注的熱點領域。

目前，國內外普遍采用的廢舊硬質合金回收再利用的方法包括機械破碎法、鋅熔法、電化學處理法等。機械破碎法是采用機械作用力使廢舊合金強行破裂成細小的粉末，具有不改變廢料的化學組成且無需對鎢、鈷等組元進行分離的特點，但機械破碎法的效率較低；鋅熔法是在高溫下加入鋅，使鈷與鋅形成鋅鈷合金，隨后去除鋅，破碎研磨得到再生復合粉末，但是在氣態鋅回收過程中對操作工人及環境均有影響且較難徹底去除鋅；電化學處理法是在電場的作用下將粘結相金屬鈷溶于溶液中，再將剩下的WC骨架進行機械破碎，但這種方法的工藝設備復雜、投資成本及生產成本高。此外，目前傳統的廢舊合金回收再利用得到的再生粉末制備得到的合金性能差，附加值較低，嚴重限制了廢舊硬質合金回收再利用的發展。因此，廢舊硬質合金的再利用方法有待進一步開發改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種利用廢舊硬質合金制備板狀結構WC-Co復合粉末的方法和利用該方法制備得到的板狀結構WC-Co復合粉末，該方法具有工藝流程簡單，易操作，制備得到的板狀結構WC-Co復合粉末的板狀效果好、純度高、成分和粒度可調，可用于高性能板狀晶硬質合金的制備。

根據本發明的一個方面，本發明提出了利用廢舊硬質合金制備板狀結構WC-Co復合粉末的方法，根據本發明的具體實施例，該方法包括：(1)將廢舊硬質合金置于馬弗爐中進行氧化焙燒，以便得到鎢鈷氧化產物；(2)將所述鎢鈷氧化產物進行粉碎，以便得到鎢鈷復合氧化物粉末；(3)向所述鎢鈷復合氧化物粉末中添加鎢氧化物、鈷氧化物和碳中的至少一種，以便調節鎢、鈷和碳之間的含量配比達到預定值；(4)向步驟(3)所得混合物中加入無機鹽，并在惰性氣體保護下進行熔鹽反應，以便得到合成產物；以及(5)將所述合成產物進行漂洗，以便除去熔鹽顆粒，并獲得所述板狀結構WC-Co復合粉末。

本發明上述實施例的利用廢舊硬質合金制備板狀結構WC-Co復合粉末的方法相對工藝流程簡單，操作方便，可實現再生WC-Co復合粉末成分及粒度可調。同時，充分利用熔鹽反應及CoxWyC在游離碳存在下利于板狀結構WC生成的特點，實現低溫一步還原碳化制備再生板狀結構WC-Co復合粉末。并且采用該方法制備得到的板狀結構WC-Co復合粉末可以用于制備具有較高機械性能的板狀強化WC-Co硬質合金，進而顯著提高了廢舊硬質合金回收再利用的附加值。