Leistung von Wolframkarbid-Recycling

Das Recycling von Wolframkarbid (WC) aus Abfallambossen aus Hartlegierungen trägt nicht nur zur Nachhaltigkeit bei, sondern verbessert auch die Leistung des Materials in verschiedenen industriellen Anwendungen. Das Verfahren umfasst ein sorgfältiges Kugelmahlen und Sieben, wodurch feine, hochwertige WC-Partikel entstehen, die im Vergleich zu nativem Wolframkarbid einzigartige physikalische Eigenschaften aufweisen.

Vergleichende Analyse von rezykliertem und nativem Wolframkarbid

Partikelgröße und -verteilung:

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• Recyceltes Wolframkarbid: Nach der Gewinnung und Aufbereitung sind diese Partikel deutlich feiner, wobei ein erheblicher Anteil von 59,7% zwischen 1 und 2 μm liegt und die Durchschnittsgröße 1,54 μm beträgt. Die Verteilung ist auffallend eng und zeigt eine unimodale Verteilungskurve.
• Natives Wolframkarbid: Im Gegensatz dazu liegen die nativen Partikel im Durchschnitt bei 14,2 μm und weisen eine breitere, multimodale Verteilungskurve auf. Nach dem Kugelmahlen nähern sich jedoch sowohl die rezyklierten als auch die nativen WC-Partikel in ihrer Größe an, wobei die meisten Partikel in den Bereich von 0,5-1,0 μm fallen und ähnliche unimodale Verteilungen aufweisen.

Morphologische Unterschiede:

• Die recycelten Wolframkarbidteilchen weisen vollständige kristalline Formen mit glatten Kanten, einzelnen, dreieckigen und länglichen Formen auf. Dies deutet auf eine gleichmäßige Partikelverteilung und weniger interne Defekte hin.
• Umgekehrt sind native Wolframkarbidpartikel in der Regel unregelmäßige, große Aggregate mit undeutlichen Korngrenzen, die keine vollständigen kristallinen Strukturen aufweisen.

Leistungsmetriken

Strukturelle Integrität und Leistung:

• Das recycelte WC behält seine strukturelle Integrität besser bei, da die Kornstrukturen während des elektrolytischen Trennungs- und Sinterungsprozesses erhalten bleiben.
• Die aus recyceltem WC hergestellte WC-10Co-Legierung erreicht nicht nur die Leistung von nativen WC-Legierungen, sondern übertrifft diese sogar leicht in Bezug auf Biegefestigkeit, Schlagzähigkeit und Mehrfachschlagzähigkeit.

Bruchzähigkeit und Verschleißbeständigkeit:

• Die Bruchzähigkeit der recycelten WC-Legierung scheint derjenigen der nativen Legierung leicht überlegen zu sein.
• Tests zur Verschleißfestigkeit zeigen auch, dass die recycelte WC-Legierung im Vergleich zur nativen WC-Legierung YG10C (ISO K20) eine geringfügig höhere Verschleißfestigkeit aufweist.

Beobachtungen zur Mikrostruktur:

• Das Mikrogefüge der recycelten Legierung zeigt klare Korngrenzen und eine gleichmäßige Kornverteilung mit geringer Vernetzung.
• Die native WC-Legierung enthält zwar einige grobe WC-Körner, weist aber unscharfe Korngrenzen und ein ungleichmäßigeres Gefüge mit höherer Interkonnektivität auf.

Schlussfolgerung

Die detaillierte Analyse und der Vergleich zwischen recyceltem und nativem Wolframcarbid zeigen, dass durch das Recycling bestimmte Schlüsseleigenschaften von WC nicht nur erhalten bleiben, sondern möglicherweise sogar verbessert werden. Diese Ergebnisse unterstreichen die Machbarkeit des Recyclings als Methode zur Herstellung von Hochleistungs-Hartlegierungen für den Bergbau. Dieser Ansatz unterstützt nicht nur die ökologische Nachhaltigkeit, sondern bietet auch eine kostengünstige Alternative für Industrien, die auf Wolframcarbid angewiesen sind. Die Ergebnisse dieser Studie sprechen für eine breitere Anwendung und kontinuierliche Verbesserung der Recyclingverfahren in der Wolframkarbidindustrie, was zu bedeutenden Fortschritten in der Materialwissenschaft und bei technischen Anwendungen führen könnte.