Leistung von Wolframkarbid-Recycling

Die reinen Wolframkarbidfragmente, die mit Hilfe von Ambossen aus Hartlegierungsabfällen zurückgewonnen wurden, werden zur Analyse der Partikelgrößenzusammensetzung und -verteilung kugelgemahlen und durch ein 80-Maschen-Sieb (180 μm) gesiebt, das dann mit dem nativen Wolframkarbid verglichen wird. Die zurückgewonnenen Wolframkarbidpartikel sind feiner, mit 59,7% im Bereich von 1-2 μm, einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1,54 μm und einem engen Verteilungsbereich, der eine unimodale Verteilungskurve aufweist. Andererseits weisen die nativen Wolframkarbidpartikel mit einer durchschnittlichen Größe von 14,2 μm im Allgemeinen einen breiteren Verteilungsbereich und eine multimodale Verteilungskurve auf. Nach dem Kugelmahlen sind die Zusammensetzung der Teilchengröße und die durchschnittliche Teilchengröße von Wolframcarbid in den beiden Legierungsmischungen jedoch sehr ähnlich. Ersteres hat 83% im Bereich von 0,5-1,0 μm, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,4 μm, während letzteres 81,3% im Bereich von 0,5-1,0 μm hat, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,41 μm. Beide weisen unimodale Verteilungskurven auf.

Das Experiment zeigt, dass durch Steuerung der Nassmahldauer und des Kugel-Material-Verhältnisses Wolframkarbidpartikel unterschiedlicher Größe auf annähernd dieselbe Partikelgröße eingestellt werden können. Ein Vergleich der Morphologiefotos der beiden Arten von Wolframkarbidpulvern zeigt deutliche Unterschiede. Das zurückgewonnene Wolframcarbid weist vollständige kristalline Formen auf, die überwiegend aus intakten Einzelteilchen bestehen, oft in Form von glattkantigen dreieckigen und länglichen Formen, mit relativ gleichmäßiger Teilchenverteilung. Im Gegensatz dazu besteht das native Wolframcarbid meist aus unregelmäßigen großen Partikelaggregaten mit unklaren Grenzflächen zwischen den Körnern und ohne vollständige kristalline Formen. Aus den Versuchsergebnissen lässt sich schließen, dass die Wolframkarbidkörner in Abfall-Hartlegierungen nach der elektrolytischen Abtrennung intakt und mit einer vollständigeren Struktur erhalten bleiben (aufgrund des Auflösungs-Ausfällungsprozesses während des Sinterns) und weniger innere Defekte aufweisen. Diese Eigenschaft trägt zweifellos zur Herstellung von Hochleistungs-Hartlegierungen für den Bergbau bei.

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Die mit dem zurückgewonnenen Wolframkarbid hergestellte WC-10Co-Legierung weist eine vergleichbare Biegefestigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Mehrfachstöße auf wie die native kobalthaltige Wolframkarbidlegierung. Darüber hinaus gibt es Anzeichen dafür, dass die Bruchzähigkeit der Legierung derjenigen der nativen Wolframkarbidlegierung leicht überlegen ist, was bemerkenswert ist. Verschleißfestigkeitstests zeigen, dass die relative Verschleißfestigkeit der wiederhergestellten Wolframkarbidlegierung etwas höher ist als die der nativen Wolframkarbidlegierung YG10C (ISO K20).

Durch die Beobachtung und den Vergleich von Bruchflächen wird festgestellt, dass die Arten von Defekten, die Bruchstellen in der wiederhergestellten Wolframkarbidlegierung bilden, hauptsächlich Porosität und Einschlüsse sind, die im Grunde die gleichen sind wie in der nativen Wolframkarbidlegierung YG10C (ISO K20). Es werden keine Bruchstellen beobachtet, die durch grobes Wolframkarbid oder dessen Aggregate gebildet werden. Darüber hinaus weist das Gefüge der wiedergewonnenen Wolframkarbidlegierung klare Korngrenzen, eine relativ gleichmäßige Kornverteilung und eine geringe Interkonnektivität auf, während die native Wolframkarbidlegierung YG10C (ISO K20) abgesehen von einer geringen Menge an groben Wolframkarbidkörnern unscharfe Korngrenzen, ein ungleichmäßiges Gefüge und eine höhere Interkonnektivität aufweist.