Prestazioni del riciclaggio del carburo di tungsteno

I frammenti di carburo di tungsteno puro recuperati utilizzando incudini in lega dura di scarto sono stati sottoposti a macinazione a sfere e setacciati attraverso un vaglio a 80 maglie (180 μm) per l'analisi della composizione e della distribuzione delle dimensioni delle particelle, che è stata poi confrontata con il carburo di tungsteno nativo. Le particelle di carburo di tungsteno recuperate sono più fini, con 59,7% nell'intervallo 1-2 μm, una dimensione media delle particelle di 1,54 μm e un intervallo di distribuzione stretto, che mostra una curva di distribuzione unimodale. D'altra parte, le particelle di carburo di tungsteno nativo con una dimensione media di 14,2 μm mostrano generalmente un intervallo di distribuzione più ampio e una curva di distribuzione multimodale. Tuttavia, dopo la macinazione a sfere, la composizione granulometrica e la dimensione media delle particelle di carburo di tungsteno nelle due miscele di leghe diventano molto simili. La prima ha 83% nell'intervallo 0,5-1,0 μm, con una dimensione media delle particelle di 0,4 μm, mentre la seconda ha 81,3% nell'intervallo 0,5-1,0 μm, con una dimensione media delle particelle di 0,41 μm. Entrambi presentano curve di distribuzione unimodali.

L'esperimento dimostra che, controllando il tempo di macinazione a umido e il rapporto sfera-materiale, è possibile regolare particelle di carburo di tungsteno di dimensioni diverse fino a raggiungere circa la stessa dimensione. Il confronto delle foto morfologiche dei due tipi di polveri di carburo di tungsteno rivela differenze significative. Il carburo di tungsteno recuperato ha forme cristalline complete, prevalentemente composte da singole particelle intatte, spesso sotto forma di forme triangolari e allungate dai bordi lisci, con una distribuzione relativamente uniforme delle particelle. Al contrario, il carburo di tungsteno nativo è costituito per lo più da aggregati irregolari di particelle di grandi dimensioni, con interfacce poco chiare tra i grani e privi di forme cristalline complete. Sulla base dei risultati sperimentali, si può concludere che i grani di carburo di tungsteno nelle leghe dure di scarto, dopo la separazione elettrolitica, si conservano intatti con una struttura più completa (grazie al processo di dissoluzione-precipitazione durante la sinterizzazione) e presentano meno difetti interni. Questa caratteristica contribuisce indubbiamente alla produzione di leghe dure da miniera ad alte prestazioni.

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La lega WC-10Co preparata con il carburo di tungsteno recuperato presenta una resistenza alla flessione, una tenacità all'urto e una resistenza agli urti multipli paragonabili a quelle della lega nativa di carburo di tungsteno contenente cobalto. Inoltre, vi sono indicazioni che la tenacità alla frattura della lega è leggermente superiore a quella della lega di carburo di tungsteno nativa, il che è degno di nota. I test di resistenza all'usura mostrano che la resistenza relativa all'usura della lega di carburo di tungsteno recuperata è leggermente superiore a quella della lega di carburo di tungsteno nativa YG10C (ISO K20).

Attraverso l'osservazione e il confronto della superficie di frattura, è emerso che i tipi di difetti che formano i siti di innesco della frattura nella lega di carburo di tungsteno recuperata sono principalmente porosità e inclusioni, che sono fondamentalmente gli stessi della lega di carburo di tungsteno nativa YG10C (ISO K20). Non sono stati osservati siti di innesco della frattura formati da carburo di tungsteno grossolano o da suoi aggregati. Inoltre, la microstruttura della lega di carburo di tungsteno recuperata presenta chiari confini dei grani, una distribuzione relativamente uniforme dei grani e una bassa interconnettività, mentre la lega di carburo di tungsteno nativa YG10C (ISO K20), oltre a contenere una piccola quantità di grani di carburo di tungsteno grossolani, presenta confini dei grani sfumati, una microstruttura non uniforme e una maggiore interconnettività.