[发明专利]一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种硬质合金的制备方法，特别是一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法。

背景技术：

随着社会的不断发展，工业现代化越来越高，采掘业的不断发展使得硬质合金的消耗也越来越大，充分利用有限的钨资源也显得越来越重要。在利用废钨钴合金制备硬质合金方面，目前所普遍采用的电解法或锌融法回收废钨钴合金制备成WC和Co混合料，再经湿磨、干燥、压制成型、真空烧结等工序生产钨钴硬质合金，由于电解法或锌融法在废过程中不可避免地带入了锌等杂质，所以其制品孔隙度高，抗弯强度低，韧性较差,强度和显微硬度不能相匹配，综合性能较低，尤其是合金的高温硬度和高温强度不高，抗冲击和抗热塑变能力较差，难适合在高温环境下工作，优质硬质合金制备对其原料WC粉(即碳化钨粉)的粒度有严格的要求，不仅仅要求WC粉的显微结构好，结晶完整，粒度粗大均匀，而且其聚集程度不能太高。这也正是目前国内WC生产商不能批量生产优质粗晶WC粉末的主要原因之一；由于聚集体的结合松紧程度不一，因而加大了优质硬质合金的制造难度，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上难做到高度的统一。 

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，通过其制备的硬质合金的WC平均晶粒度达到3.0～4.6μm，抗弯强度达到3000～3600MPa，硬度HRA87.5～90.0，可实现合金强度和显微硬度的良好匹配，使硬质合金制品在耐磨性和韧性上达到高度的统一，提高了合金的综合使用性能。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的是：一种利用废钨钴合金制作粗晶硬质合金截齿的制备方法，它由废旧钨钴硬质合金采用高温煅烧、破碎、球磨、过筛、配料、湿磨、干燥、掺成形剂、制粒、压制成型、真空低压一体化烧结十一个工艺步骤完成；

高温煅烧：将废钨钴硬质合金清理干净后，用石墨器皿装上置于真空炉中加热到1800℃~2200℃进行煅烧处理；

破碎：将煅烧好的废钨钴硬质合金进行机械破碎，破碎后钨钴合金混合料颗粒度较粗，还不能直接作原料使用，所以又叫初步破碎； 

球磨：将初步破碎后的废钨钴硬质合金装入球磨机中进行进一步的球磨成粉，以达到工艺使用要求；

过筛：将球磨后废钨钴硬质合金粉用180目的过目筛进行筛分；

配料：将筛分后的废钨钴硬质合金粉按工艺、牌号的不同要求将研磨好的废钨钴硬质合金粉中碳化钨和钴的质量之比为85~94:6~15的混合粉（通过添加碳化钨或钴量调配成85~94:6~15）；

湿磨：将配比好的的混合料加入球磨介质及硬质合金球置于球磨机内进行混合研磨；其碳化钨和钴混合料、球磨介质、硬质合金球的质量配比为：钨钴硬质合金粉:球磨介质:硬质合金球=3.25:1:16.25；

干燥：将混合研磨好的粉料按工艺要求过滤后置于真空干燥器内加热以蒸发球磨介质，使混合料保持干燥；

掺成形剂：将混合干燥好的混合料按比例掺入石蜡或PEG成形剂使混合料成形，其混合料与石蜡或PEG成形剂的比例为：混合料:石蜡或PEG成形剂=98:2；

制粒：将成形的混合粉料制成设计要求尺寸大小的颗粒状，以提高粉末的流动性能；

压制成型：将颗粒状粉料压制成所需要形状的压坯；

真空低压一体化烧结：将压制好的压坯摆放在石墨器皿上，置于真空低压一体化烧结炉中脱蜡、真空和加热烧结成硬质合金；在烧结过程中，于1000℃通入甲烷与氢气质量比为0.6~3:97~99.4混合气体的正碳烧结工艺70~120分钟修正合金的碳量，从而使废碳化钨生产的硬质合金的碳量达到平衡的目的，真空低压一体化烧结的最高温度为1450～1480℃。

本发明的优选技术方案是：所述废钨钴合金真空高温处理温度为1800℃~2200℃。

本发明进一步的优选技术方案是：所述烧结时在1000℃通入甲烷与氢气质量比为0.6~3:97~99.4混合气体，烧结时通混合气体的时间为70~120分钟。

本发明更进一步的优选技术方案是：所述真空低压一体化烧结的最高温度为1440～1460℃。