使用済み超硬合金の高温処理プロセス

超硬合金の高温処理は、特別に設計された高温炉で行われます。廃合金は保護ガス雰囲気中で1800℃以上の高温処理が施されます。このプロセス中に、バインダー金属として使用されるコバルトが液化して沸騰し、合金が変形し、体積が大幅に膨張します。合金の構造は多孔質で蜂の巣状になり、超硬合金は壊れやすく、加工しやすくなります。高温処理中に合金中に大量の液相が現れ、原子の拡散が促進され、WCの溶解と析出が促進されます。 WC 粒子は急速に成長し、1 ～ 2 μm から数十、さらには数百μm まで増加します。さらに、WC の再結晶中に結晶粒構造の欠陥が除去され、WC の結晶構造がより完全になります。同時に、合金にもともと含まれている微量の他の金属、非金属不純物、有害な不純物が除去されます。

合金の粒径は、高温処理温度の上昇とともに急速に増加します。しかし、処理温度が一定の場合、処理時間を延長しても合金粒径の増大に大きな影響はありません。合金の粒径は処理温度と高温処理後の保持時間により変化します。高温処理プロセスを制御する鍵となるのは、処理温度の制御です。ただし、処理温度は必ずしも高ければ高いほど良いというわけではありません。処理温度が高すぎると、まず高温装置の耐用年数に影響を及ぼします。第二に、合金内の液相が多すぎ、Co 相の揮発が増加し、WC 骨格が崩壊し、合金がるつぼと一体化し、洗浄や破壊が困難になります。一般的に高温処理工程は2000℃程度に制御され、2時間保持することが望ましいとされています。