锌熔法回收废旧硬质合金的研究进展

介绍了锌熔法回收废旧硬质合金的原理及影响因素,讨论了锌熔法回收废旧硬质合金存在的问题以及解决方法。重点介绍了锌熔法回收涂层类废旧硬质合金的研究进展,分析了存在的问题,对未来锌熔法回收废旧硬质合金的发展提出了建议。

锌熔法回收硬质合金质量分析

系统分析了锌熔法回收硬质合金的生产工艺及锌熔粉末质量，查明了再生硬质合金质量不稳定的原因及杂质来源，并提出了相应的改进措施。

TiAlN涂层对锌熔法回收废涂层硬质合金的影响

为研究TiAlN涂层对锌熔法回收废涂层硬质合金的影响,采用锌熔法在880℃温度下回收废TiAlN涂层WC-Co基硬质合金,分析了回收中TiAlN涂层被突破的过程,讨论了Zn、TiAlN涂层与基体之间的相互作用机制,探讨了TiAlN涂层在回收料WC粉末中的存在形式。研究结果表明,锌熔法回收过程无涂层硬质合金仅需保温6h即基本被熔散,而TiAlN涂层硬质合金在相同条件下需保温9h才能基本被熔散,这主要是因为涂层的阻碍作用。在回收过程中溶解和扩散不是涂层的主要失效机制;熔融Zn主要通过裂纹进入硬质合金而与Co发生反应;涂层、基体材料之间热膨胀系数不同引起的应力是合金表面裂纹形成及扩展的主要原因。EDS结果显示回收粉末中有涂层元素,仍有片状TiAlN涂层存在于回收WC粉末中。

锌熔法处理一次铝硅合金工艺中回收锌的研究

针对一次铝硅合金,采用锌熔析法降低合金中杂质含量,熔析后得到锌铝硅合金和锌铝硅铁渣;再通过真空蒸馏脱除其中的锌,生成铝硅合金和铝硅铁合金渣,同时锌返回锌熔析工序循环利用。当系统压强5 Pa以下、蒸馏温度1273 K时,铝硅合金中锌含量为0.11%,锌挥发率达到99.9%以上;系统压强5 Pa以下、蒸馏温度973 K时,铝硅铁渣中锌含量低于0.5%,锌挥发率达到99.6%以上。

稀土氧化物对再生YG8硬质合金性能的影响

以锌熔法回收的WC-Co粉末为原料,采用常规硬质合金生产工艺制备添加不同含量Y2O3和Nd2O3的再生YG8硬质合金,并对其进行密度、硬度、抗弯强度以及断口形貌检测分析,探讨了稀土氧化物对硬质合金的强化机理。结果表明,添加Y2O3的硬质合金钴磁值升高,添加Nd2O3的钴磁值降低;稀土氧化物Y2O3和Nd2O3对硬质合金密度、硬度影响均不大,添加量为0.5%时,硬度达到最大,分别为89.5、89.3 HRA;抗弯强度随着稀土氧化物含量的增加明显提高,添加0.7%Y2O3和0.7%Nd2O3的硬质合金抗弯强度分别达2 200、2 102.8 MPa,比未添加稀土氧化物的再生YG8硬质合金提高了22.2%和16.8%;添加Y2O3的硬质合金细小晶粒的比例更大,粗大WC晶粒得到更大程度的细化,且分布更加均匀,韧窝状形貌更加明显,分布更加集中。

超大型锌熔炉

锌熔法回收废残硬质合金工艺具有成本较低、质量较好的特点，但传统锌熔炉的单产量小、能耗高、锌残留量较大、设备维修保养难度大。株洲迪远硬质合金工业炉有限公司与美方合作采用专利技术，在工作原理和设备结构等方面对锌熔炉做了创新性的改进，成功研发了ZMF500型（500kg/炉）和ZMF1000型两种规格的超大型锌熔炉。该炉不仅提高了产能和产品质量，还大幅度降低了能耗。单台产能280吨／年以上，锌残留量低于0．01％（质量分数），锌的循环利用率超过98．5％，能耗不足3．0kW·h／kg；设备自动化程度高、清洁度高、运行稳定可靠。

废硬质合金价格上扬

近年来由于钨精矿价格上涨,使得钨的中间制品;APT、兰钨、钨粉和 WC 粉的价格也在不断上涨,与此相应的金属钴、钴的氧化物和钴粉价格也在猛涨,使得许多硬质合金企业的生产成本不断上升。许多企业为了降低成本,增添了"锌熔法"或者"电溶法"回收废硬质合金生产线。

我国硬质合金再生产业现状与发展

由于钨资源不可再生,硬质合金的再生已成为钨资源循环利用的主要途径和实现可持续发展的重要手段。我国硬质合金再生方法的产业化和技术创新已取得了显著的进步和发展,但与国外优势企业还存在明显差距,关键技术、无序竞争、再生合金质量标准、原料价格波动以及国家政策的支持成为制约硬质合金再生产业发展的关键,建议集中力量突破关键技术,规范行业竞争,建立再生合金质量标准,针对性的出台促进硬质合金再生产业的激励政策。