一种硬质合金圆棒及其制备方法与流程

本发明属于硬质合金粉末加工，具体涉及一种硬质合金圆棒及其制备方法。

背景技术：

1、硬质合金具有高硬度和高耐磨性，被广泛用作刀具材料、模具材料和耐磨零件。随着硬质合金制品的用量增长，生产和使用过程中产生的大量废旧硬质合金的回收再利用成为重要的研究课题。锌熔法是目前回收硬质合金废料制备再生碳化钨粉末的主流技术之一，具有回收率高、成本较低等优点。

2、然而，锌熔法回收得到的再生碳化钨粉末往往存在表面氧化、杂质污染等问题，直接将其用于硬质合金的再生产，容易导致合金致密度下降、晶粒异常长大、力学性能差。此外，再生碳化钨粉末的表面状态复杂，颗粒表面存在化学吸附的杂质和氧化层，常规的物理清洗和简单化学处理难以有效去除。

3、现有技术中，对再生碳化钨粉末的净化处理多采用酸洗、碱洗或高温煅烧等方式，但酸洗碱洗容易引入新的杂质且废液处理困难，高温煅烧则可能加剧碳化钨的脱碳或氧化。同时，再加工过程中为了抑制烧结过程中的晶粒长大，通常需要添加vc、cr3c2等晶粒抑制剂，但由于再生硬质合金粉末表面杂质的存在，抑制剂的分布均匀性和作用效果往往不理想。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硬质合金圆棒及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种硬质合金圆棒的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、硬质合金废料进行锌熔处理，得到第一再生碳化钨粉末；

5、s2、第一再生碳化钨粉末与复合处理剂进行超声处理，得到第二再生碳化钨粉末；

6、s3、第二再生碳化钨粉末进行加热处理，得到第三再生碳化钨粉末；

7、s4、将第三再生碳化钨粉末与纯钴粉、抑制剂混合得到硬质合金再生混合料，压制成型、烧结处理，得到硬质合金圆棒。

8、作为本发明的进一步改进，所述复合处理剂的制备方法包括以下步骤：

9、d1、柠檬酸、三乙醇胺与聚乙二醇进行第一反应，得到柠檬酸混合液；

10、d2、柠檬酸混合液与钇盐进行第二反应，得到复合处理剂。

11、作为本发明的进一步改进，步骤d1中以摩尔比计，柠檬酸：三乙醇胺=1：0.3~1.0。

12、作为本发明的进一步改进，步骤d1中以质量比计，柠檬酸：聚乙二醇=100：2~6。

13、作为本发明的进一步改进，所述聚乙二醇包括聚乙二醇400。

14、作为本发明的进一步改进，所述第一反应在乙醇中进行。

15、作为本发明的进一步改进，所述第一反应的温度为60~100℃。

16、作为本发明的进一步改进，所述第一反应的时间为2~8h。

17、作为本发明的进一步改进，步骤d2中以摩尔比计，柠檬酸：钇盐=1：0.1~0.6。

18、作为本发明的进一步改进，所述钇盐选自硝酸钇、乙酸钇、硫酸钇中至少一种，优选为硝酸钇。

19、作为本发明的进一步改进，所述第二反应的ph值为6.0~8.0。

20、作为本发明的进一步改进，所述第二反应的温度为40~80℃。

21、作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述锌熔处理的温度为940~960℃。

22、作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述锌熔处理的时间为15~25h。

23、作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述第一再生碳化钨粉末中co含量为3.5~8.0wt%。

24、作为本发明的进一步改进，步骤s2中质量比第一再生碳化钨粉末：复合处理剂=100：15~35。

25、作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述超声处理的ph为7.5~9.0。

26、作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述超声处理的温度为60~90℃。

27、作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述超声处理的时间为1~6h。

28、作为本发明的进一步改进，步骤s3中所述加热处理的温度为400~600℃。

29、作为本发明的进一步改进，步骤s3中所述加热处理的时间为1~4h。

30、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述硬质合金再生混合料中总钴含量为6.5~10.5wt%。

31、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述硬质合金再生混合料中抑制剂含量为0.1~0.9wt%。

32、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述抑制剂选自vc、cr3c2中至少一种。

33、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述混合采用球磨的方式进行。

34、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述压制成型的压力为200~300mpa。

35、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述压制成型的保压时间为20~60s。

36、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述烧结处理在压力条件下进行。

37、作为本发明的进一步改进，步骤s4中所述烧结处理的温度为200~1500℃。

38、本发明还提供一种硬质合金圆棒，由上述任意一项所述制备方法制得。

39、本发明方案至少具有如下技术效果：

40、通过采用锌熔法对废料进行初步处理，高效回收碳化钨，再对所得再生碳化钨粉末进行超声及化学活化处理，利用复合处理剂有效去除其表面的氧化物与杂质，并均匀负载含钇活性粒子。最后，在烧结过程中利用纯钴液相的致密化粘结与抑制剂的协同作用有效抑制碳化钨晶粒异常长大，深度净化再生粉末，细化合金微观组织，显著提高再生硬质合金圆棒的硬度和抗弯强度，实现硬质合金废料的高值化利用。

1.一种硬质合金圆棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合处理剂的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤d1中：

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤d2中：

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中：

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中：

10.一种硬质合金圆棒，其特征在于，采用权利要求1~9任一项所述制备方法制得。