188403. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kéményfémhulladék porítására
1 188 403 2 A találmány eljárásra vonatkozik, keményfém hulladék porítására, és különösen a felrakó hegesztéseknél használt porbeles elektróda töltőanyagának előállításánál alkalmazható igen előnyösen. Ismeretes, hogy az időszakonként jelentős menynyiségben képződő keményfém - szerszám hulladék, hatékony feldolgozása mindezideig nem valósult meg. A feldolgozási nehézségek a keményfém szövetszerkezeti felépítéséből adódnak, amely olyan jellegű, hogy rendkívül nagy keménységet és mechanikai szilárdságot biztosít és így a hulladék szerszámok nehezen törhetők és gyakorlatilag nem poríthatók. Ismeretes továbbá az is, hogy a felrakó hegesztéshez használt porbeles elektródák töltőanyagának ferrovolfrám por komponense a mátrix-anyag és a felrakott réteg közt a mikrorepedéseket megnyugtatóan nem küszöböli ki, a felrakott réteg keménysége is olyan értékű, hogy annak emelése az adott szerkezeti anyag értékét növelhetné, alkalmazási lehetőségeit pedig kibővíthetné. Találmányunk elé azt a célt tűztük ki, hogy olyan eljárást hozzunk létre keményfém hulladék porításába, amelynek révén a mátrix-anyag és a felrakott réteg homogén, mikrorepedésmentes egybeolvasztása megvalósítható, továbbá 20-25%-kal növekedik a felrakott réteg keménysége és ezáltal kopásállósága és élettartama is. Célul tüztük ki azt is, hogy a jelenleg ismert műszaki megoldáshoz képest az eljárás kisebb mértékű műszaki ráfordítással legyen megvalósítható. A kitűzött célnak a találmány értelmében olyan eljárással teszünk eleget, amely azzal jellemezhető, hogy a keményfém hulladékot plazma hevítésnek vetjük alá, melynek során annak eredeti CO tartalmát csökkentjük és a kötőanyagfázisban mikroméretü diszlokációkat, valamint vakanciákat hozunk létre, ezt követően a keményfém hulladékot 20 100 p, célszerűen 50 p szemcseméretre őröljük. A találmány alapja az a felismerés, hogy a plazma-hevítés után 20-100 p szemcseméretre őrölt keményfém hulladék por a felrakó hegesztésre használt porbeles elektródák töltőanyagának műszaki tulajdonságait nemvárt, előnyös módon befolyásolja. Úgy találtuk, hogy amennyiben a keményfém hulladék anyagot rövid idejű plazma-hevítésnek vetjük alá, amelynek eredményeként a kobalt kismértékű elgőzölgés következik be, ez néhány százalékkal csökkenti az eredeti Co-tartalmat, valamint a Co-kötőanyag fázisban mikroméretű anyagfolytonossági hibák (diszlokációk, vakanciák) képződnek. Az említett körülmények következtében csökken a Co-kötőanyag fázis adhéziós ereje és így a keményfém hulladék jól őrölhetővé, poríthatóvá válik. A kötőanyag-fázisban bekövetkező változásokkal egyidejűleg a karbidos kristályszövetben (afázis) is végbemennek bizonyos anyagszerkezeti átalakulások, amelyek közül az egyik legjelentősebb a kristály-szövet kismértékű eldurvulása. Az említett kristály-szemcsedurvulás következtében a 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 plazmahevítés után megőrölt keményfém hulladék por minősége nem felel meg teljes mértékben a porkohászati szerszámgyártás által előírt követelményeknek. Ezért felvetődik annak szükségessége, hogy új felhasználási területet keressünk az előállított keményfém-hulladék por számára. Az egyik olyan új alkalmazási terület lehet a felrakó hegesztés. A keményfém-hulladék porban a W karbid formájában van jelen, szemben a ferrovolfrámban található elemi állapottal. Ez a körülmény magyarázza a felrakott réteg jelentős keménység növekedését. A keményfém hulladékkal bevitt Co-tartalom a felrakott réteg szívósságát növeli. A ferrovolfrám alkalmazásához viszonyított kb. 40%-os költségcsökkenés a keményfém-hulladék por viszonylag egyszerű előállítási technológiájának az eredménye. Példaként egy átlagos összetételű keményfém hulladék por felrakó hegesztésnél való alkalmazását ismertetjük. A 20-100 p közötti szemcseméretű keményfémhulldék por összetétele a következő volt: W = 83,6% Si = 0,40% 0 5,81% S = 0,04% Co = 7,5% P = 0,016% Fe= 1,6% A fenti összetételű keményfém-hulladék port a felrakó hegesztéshez használt porbeles elektróda töltőanyagában használtuk fel a következő elegyösszeállításban: 120 g keményfém-hulladék por 30 g vaspor 12 g mészpor 4 g folypát A fenti elegyösszetételű port szalagacélból készült csőelektródákba adagoltuk. A szalagacél és a porkeverék töltőanyag súlyaránya a felvitt, rárakott rétegben 70-30%-nak adódott. A felrakást ívfény-hegesztéssel végeztük el, a következő műszaki paraméterekkel: üzemi feszültség 400 V áramerősség 32 A hegesztési sebesség 24 m/óra mátrix anyag ötvözetlen acél A felsorolt réteg kémiai összetételét spektrométeres analízissel határoztuk meg. Az analízis eredmény a következő volt: C = 0,87%; Mn = 0,66%; Sí = 0,55%; Cr = 0,10%; W = 13,6%; Co= 1,43%. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás keményfém hulladék porítására, különösen a porbeles hegesztő elektródák töltőanyagához történő alkalmazásra, azzal jellemezve, hogy a keményfém hulladékot plazma hevítésnek vetjük alá, melynek során annak eredeti Co-tartalmát csökkentjük és a kötőanyag fázisban mikroméretű diszlokációkat valamint vakanciákat hozunk létre s ezt követően a keményfém hulladékot 20-100 p célszerűen 50 p szemcseméretre őröljük. Ábra nélkül Kiadja az Országos Találmányi Hivatal A kiadásért felel: Himer Zoltán osztályvezető Szedte a Nyomdaipari Fényszedő Üzem (877648/09) 87—1775 Dabasi Nyomda, Budapest—Dabas Felelős vezető: Bálint Csaba igazgató
