專利名稱：一種去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金件的處理方法，具體涉及一種硬質(zhì)合金件表面涂層的處
理方法。
背景技術(shù)：
中國是世界上硬質(zhì)合金的生產(chǎn)大國，硬質(zhì)合金的生產(chǎn)消耗了大量的金屬鎢(W)、鈷 (Co)、鈦(Ti)、鎳(Ni)等重要的資源，導(dǎo)致該戰(zhàn)略資源日益貧乏的局面。因此，加強廢舊硬質(zhì)合金循環(huán)利用的研究，提高廢合金中鎢、鈷、鈦、鎳的回收率，實現(xiàn)回收料在高檔硬質(zhì)合金產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用顯得尤為重要。目前，硬質(zhì)合金件基本上都經(jīng)過了表面涂層處理，如未對表面涂層進行有效去除， 表面涂層物將直接混入回收的二次原料中，影響后期再生硬質(zhì)合金產(chǎn)品質(zhì)量。由于涂層薄膜與硬質(zhì)合金基體相互結(jié)合嚴(yán)密，粘結(jié)力強，并且涂層成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜、硬度高、抗氧化、耐磨及耐腐蝕等特點，又給去除硬質(zhì)合表面涂層帶來了很大的困難。國內(nèi)外相繼報道了一些去除涂層的方法。例如采用真空處理的方法對Tic、TiN硬質(zhì)合金涂層進行剝離；采用過氧化氫與草酸鉀堿性混合溶液和濃硫酸與高錳酸鉀混合溶液兩種剝離TiAlN涂層的方法。三氧化二鋁具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，難以溶解，現(xiàn)有技術(shù)一般采用碳酸鈉-硼砂混合溶劑或硝酸-硫酸混合酸在鉬金坩堝中進行高溫分解，實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)碳酸鈉-硼砂混合溶劑處理后，硬質(zhì)合金表面附著一層粘性極強的物質(zhì)，且硬質(zhì)合金經(jīng)高溫處理后形狀變化大， 硬質(zhì)合金基體表面損害嚴(yán)重；硝酸-硫酸混合酸與硬質(zhì)合金基體中的鈷反應(yīng)，導(dǎo)致鈷大量流失，目前對三氧化二鋁涂層的去除有效方法鮮見報道。因此，研究去除三氧化二鋁及其它涂層而不傷害硬質(zhì)合金基層的方法，具有積極的工業(yè)意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法， 它不僅能夠去除硬質(zhì)合金表面的三氧化二鋁，而且也能夠去除Tie、TiN, TiAlN等涂層，并且不傷害硬質(zhì)合金基體，硬質(zhì)合金中的鎢(W)、鈷(Co)、鈦(Ti)、鎳(Ni)等元素含量也不會下降，處理后的硬質(zhì)合金材料外表面結(jié)構(gòu)致密。本發(fā)明可以通過實施以下技術(shù)方案和工藝步驟來解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題
(1)將帶有涂層的硬質(zhì)合金件表面按常規(guī)清洗工藝進行清洗并烘干，待處理；
(2)在堿金屬氫氧化物固體粉末中加入0.01 0. 5質(zhì)量份熔點高于300°C的無機堿金屬鹽固體粉末，攪拌混合均勻；
(3)將堿金屬氫氧化物與無機堿金屬鹽混合物在石墨坩堝中加熱到300 900°C，再將已清洗干凈并烘干的帶有涂層的硬質(zhì)合金件浸入上述呈熔融狀態(tài)的堿金屬氫氧化物與無機堿金屬鹽混合物中，恒溫保持反應(yīng)時間5 180分鐘，并使硬質(zhì)合金件與熔融液充分接觸；
(4)取出上述硬質(zhì)合金件，待冷卻、清洗并烘干后，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金件。
3
為了獲得更佳的使用效果，本發(fā)明還可以實施下列技術(shù)措施上述堿金屬氫氧化物固體粉末為氫氧化鈉或氫氧化鉀固體粉末；上述熔點高于300°C的無機堿金屬鹽固體粉末為碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉、鉻酸鈉、硝酸鈉、碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀、鉻酸鉀、硝酸鉀中的一種或多種的組合；上述反應(yīng)溫度為600 800°C ；反應(yīng)溫度最佳為700°C ；上述反應(yīng)時間為10 80分鐘；反應(yīng)時間最佳為40分鐘；上述的使硬質(zhì)合金件與熔融液充分接觸是通過攪拌槳或/和搖動、振動石墨坩堝來實現(xiàn)；上述的常規(guī)清洗工藝為用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，再依次用純凈水、酒精超聲波清洗；上述的酒精超聲波清洗時間5-30分鐘。與其他去除硬質(zhì)合金表面涂層的方法相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1、生產(chǎn)成本低。本發(fā)明中涉及的反應(yīng)物均為常見藥品，條件要求寬松；
2、生產(chǎn)工藝簡單。本發(fā)明反應(yīng)工藝簡單，無需投入更多設(shè)備即能滿足工藝要求；
3、實用性強，適應(yīng)性高。本發(fā)明除適合硬質(zhì)合金件三氧化二鋁表面涂層的去除，還適合硬質(zhì)合金件其他表面涂層的去除。
圖1為實施例8處理后樣品能譜元素分析圖。
具體實施例方式實施例1
取牌號IC9350的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，再依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入5%質(zhì)量比例的碳酸鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至600°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為600°C的熔融液中恒溫SOmin時間，并需通過攪拌槳攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例2
取牌號GC3215的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入10%質(zhì)量比例的碳酸鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至750°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為750°C的熔融液中恒溫5min時間，并需通過搖動石墨坩堝保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例3
取牌號YBC252的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入1%質(zhì)量比例的硫酸鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至900°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為900°C的熔融液中恒溫5min時間，并需通過攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例4
取牌號IC9150的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入50%質(zhì)量比例的氯化鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至300°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為300°C的熔融液中恒溫ISOmin時間，并需通過攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例5
取牌號GC4235的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入15%質(zhì)量比例的硝酸鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至400°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為400°C的熔融液中恒溫150min時間，并需通過攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例6
取牌號GC3215的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，再依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入20%質(zhì)量比例的氯化鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至600°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為600°C的熔融液中恒溫40min時間，并需通過攪拌槳攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例7
取牌號GC4225的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入30%質(zhì)量比例的鉻酸鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至800°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為800°C的熔融液中恒溫IOOmin時間，并需通過攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例8
取牌號YBC152的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在固體氫氧化鈉中加入10%質(zhì)量比例的碳酸鈉固體、15%質(zhì)量比例的氯化鈉固體、5%質(zhì)量比例的硫酸鈉固體、5%質(zhì)量比例的鉻酸鈉固體、5%質(zhì)量比例的硝酸鈉固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至700°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為700°C的熔融液中恒溫40min時間，并需通過攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例9
將固體氫氧化鈉替換為固體氫氧化鉀，碳酸鈉替換為碳酸鉀，其他同實施例1。實施例10
將固體氫氧化鈉替換為固體氫氧化鉀，碳酸鈉替換為碳酸鉀，其他同實施例2。實施例11
將固體氫氧化鈉替換為固體氫氧化鉀，硫酸鈉替換為硫酸鉀，其他同實施例3。實施例12
將固體氫氧化鈉替換為固體氫氧化鉀，氯化鈉替換為氯化鉀，其他同實施例4。實施例13
將固體氫氧化鈉替換為固體氫氧化鉀，硝酸鈉替換為硝酸鉀，其他同實施例5。實施例14
將固體氫氧化鈉替換為固體氫氧化鉀，氯化鈉替換為氯化鉀，其他同實施例6。實施例15
將固體氫氧化鈉替換為固體氫氧化鉀，10%質(zhì)量比例的碳酸鈉固體替換為10%質(zhì)量比例的碳酸鉀固體、15%質(zhì)量比例的氯化鈉固體替換為15%質(zhì)量比例的氯化鉀固體、5%質(zhì)量比例的硫酸鈉固體替換為5%質(zhì)量比例的硫酸鉀固體、5%質(zhì)量比例的鉻酸鈉固體替換為5%質(zhì)量比例的鉻酸鉀固體、5%質(zhì)量比例的硝酸鈉固體替換為5%質(zhì)量比例的硝酸鉀固體，其他同實施例8。實施例16
取牌號YBC152的廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片一枚，用丙酮洗去附著的表面油污、金屬切屑等，依次用純凈水、酒精超聲波清洗后，放入烘干箱內(nèi)烘干。在50%質(zhì)量比例的固體氫氧化鈉和50%質(zhì)量比例的固體氫氧化鉀混合物中中加入 5%質(zhì)量比例的碳酸鈉固體、5%質(zhì)量比例的碳酸鉀固體、7. 5%質(zhì)量比例的氯化鈉固體、7. 5% 質(zhì)量比例的氯化鉀固體、1%質(zhì)量比例的硫酸鈉固體、1%質(zhì)量比例的硫酸鉀固體、1%質(zhì)量比例的鉻酸鈉固體、1%質(zhì)量比例的鉻酸鉀固體、2%質(zhì)量比例的硝酸鈉固體、2%質(zhì)量比例的硝酸鉀固體，混合均勻。將固體混合物在石墨坩堝中升溫，至700°C熔化，然后將廢舊硬質(zhì)合金涂層刀片浸入在溫度為700°C的熔融液中恒溫40min時間，并需通過攪拌保證熔融氫氧化鈉與硬質(zhì)合金充分反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后取出刀片，清洗烘干，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金刀片。實施例1權(quán)利要求
1.一種去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其工藝步驟為(1)將帶有涂層的硬質(zhì)合金件表面按常規(guī)清洗工藝進行清洗并烘干，待處理；(2)在堿金屬氫氧化物固體粉末中加入0.01 0. 5質(zhì)量份熔點高于300°C的無機堿金屬鹽固體粉末，攪拌混合均勻；(3)將堿金屬氫氧化物與無機堿金屬鹽混合物在石墨坩堝中加熱到300 900°C，再將已清洗并烘干的帶有涂層的硬質(zhì)合金件浸入上述呈熔融狀態(tài)的堿金屬氫氧化物與無機堿金屬鹽混合物中，恒溫保持反應(yīng)時間5 180分鐘，并使硬質(zhì)合金件與熔融液充分接觸；(4)取出上述硬質(zhì)合金件，待冷卻、清洗并烘干后，得到涂層被去除干凈的硬質(zhì)合金件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其特征在于所述的堿金屬氫氧化物固體粉末為氫氧化鈉或氫氧化鉀固體粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其特征在于所述熔點高于300°C的無機堿金屬鹽固體粉末為碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉、鉻酸鈉、硝酸鈉、碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀、鉻酸鉀、硝酸鉀中的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其特征在于所述的反應(yīng)溫度為600 800°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其特征在于所述的反應(yīng)最佳溫度為700°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其特征在于所述的反應(yīng)時間為10 80分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其特征在于所述的反應(yīng)時間最佳為40分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法，其特征在于所述的使硬質(zhì)合金件與熔融液充分接觸是通過攪拌槳或/和搖動、振動石墨坩堝來實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除硬質(zhì)合金件表面涂層的方法。本發(fā)明以強堿為反應(yīng)物，在高熔點強堿鹽的作用下控制反應(yīng)物的熔點，進而控制反應(yīng)溫度，使熔融態(tài)的強堿僅與硬質(zhì)合金表面涂層反應(yīng)，而不與硬質(zhì)合金基體材料發(fā)生反應(yīng)。采用本發(fā)明的方法，不僅能夠去除硬質(zhì)合金表面的三氧化二鋁，也能夠去除TiC、TiN、TiAlN、AlCrSiN等涂層，并且不傷害硬質(zhì)合金基體，處理后的硬質(zhì)合金材料外表面結(jié)構(gòu)致密，硬質(zhì)合金中的鎢(W)、鈷(Co)、鈦(Ti)、鎳(Ni)等元素含量也不會下降。
文檔編號C23F1/44GK102392249SQ20111038278
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者劉陽, 尹樺, 譚敦強, 郭銳, 陸德平, 陸磊 申請人:江西省科學(xué)院應(yīng)用物理研究所