炭化タングステンのリサイクル性能

廃硬質合金アンビルを用いて回収した純粋な炭化タングステン片をボールミル粉砕し、80メッシュ(180μm)のスクリーンでふるい分け、粒度組成と分布分析を行い、ネイティブな炭化タングステンと比較した。回収された炭化タングステン粒子はより微細で、1～2μmの範囲に59.7%、平均粒径は1.54μm、分布範囲は狭く、単峰性の分布曲線を示した。一方、平均粒径14.2μmのネイティブな炭化タングステン粒子は、一般に分布範囲が広く、多峰性の分布曲線を示す。しかし、ボールミリング後、2つの合金混合物中の炭化タングステンの粒度組成と平均粒径は非常に類似したものになる。前者は83%が0.5～1.0μmの範囲にあり、平均粒径は0.4μm、後者は81.3%が0.5～1.0μmの範囲にあり、平均粒径は0.41μmである。どちらも単峰性の分布曲線を示す。

この実験は、湿式粉砕の時間とボールと材料の比率を制御することで、異なるサイズの炭化タングステン粒子をほぼ同じ粒径に調整できることを示している。2種類の炭化タングステン粉末の形態写真を比較すると、大きな違いがあることがわかる。回収された炭化タングステンは、完全な結晶形状を有し、主に無傷の個々の粒子で構成され、多くの場合、滑らかなエッジの三角形や細長い形状で、比較的均一な粒子分布を持っています。対照的に、ネイティブな炭化タングステンは、ほとんどが不規則な大きな粒子の凝集体から構成され、粒間の界面が不明瞭で、完全な結晶形状を欠いている。実験結果に基づくと、電解分離後の廃棄物硬質合金中の炭化タングステン粒は、（焼結時の溶解-析出プロセスにより）より完全な構造でそのまま保存され、内部欠陥が少ないと結論づけることができる。この特性は、間違いなく高性能の鉱山用硬質合金の製造に貢献している。

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回収された炭化タングステンを用いて調製されたWC-10Co合金は、コバルトを含む本来の炭化タングステン合金と同等の曲げ強さ、衝撃靭性、および多重衝撃に対する耐性を示す。さらに、この合金の破壊靭性は、本来の炭化タングステン合金の破壊靭性よりもわずかに優れていることが示唆されており、これは注目に値する。耐摩耗性試験では、回収タングステンカーバイド合金の相対的な耐摩耗性は、ネイティブなタングステンカーバイド合金YG10C（ISO K20）のそれよりもわずかに高いことを示しています。

破壊面の観察と比較により、回収された炭化タングステン合金の破壊開始部位を形成する欠陥の種類は、主に気孔と介在物であり、基本的にネイティブ炭化タングステン合金YG10C(ISO K20)と同じであることがわかった。粗大な炭化タングステンやその凝集体によって形成された破壊開始部位は観察されない。さらに、回収された炭化タングステン合金の微細組織は、明確な粒界、比較的均一な粒分布、および低い相互結合性を示すのに対し、ネイティブ炭化タングステン合金YG10C（ISO K20）は、少量の粗大な炭化タングステン粒を含む以外に、不鮮明な粒界、不均一な微細組織、および高い相互結合性を有する。