TY - BOOK

T1 - Konzepte zur Optimierung des Hartmetallrecyclings

AU - Ebner, Tamara

N1 - nicht gesperrt

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Die einzigartigen Eigenschaften der Hartmetalle basieren auf der Kombination der Härte des Wolframkarbids und der Duktilität des Bindermetalls. Die daraus resultierende hohe Verschleiß- und Druckfestigkeit führt dazu, dass diese Verbundwerkstoffe ein unerlässliches Instrument der metallverarbeitenden High-Tech-Industrien bilden. Wolfram und Cobalt stellen die wichtigsten Grundbausteine der zur Zerspanung eingesetzten Werkzeuge dar. Diese Elemente gehören der Gruppe der kritischen Rohstoffe an, wodurch dem Recycling von Hartmetallen am Ende ihres Produktlebenszyklus besondere Bedeutung zukommt. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung eines ganzheitlichen Recyclingkonzeptes für beschichtete Hartmetallwerkzeuge, welches ökologische, ökonomische und strategische Prozessoptimierungen ermöglicht. Der Zinkprozess ist als relativ einfache und umweltfreundliche Technologie ein idealer Ausgangspunkt für weiterführende Verfahrensoptimierungen. Durch eine nasschemische Vorbehandlung der Schrotte lassen sich Hartstoffbeschichtungen von der Oberfläche der Werkzeuge abtragen. Dieser vorgeschaltete Beizschritt ermöglicht den Einsatz beschichteter Hartmetallreststoffe in diese nachhaltige Verwertungsroute und verbessert somit auch die Qualität des hergestellten Pulvers. Um eine umfassende Recyclingstrategie zu schaffen, erfolgte die Entwicklung eines Aufbereitungsverfahrens für die aus der Entschichtung resultierenden flüssigen Reststoffe. Dieser Prozess erlaubt die Reduktion von gelösten Komponenten und deren Anreicherung in einem festen Rückstand. Da der exakte Ablauf der Phasenausbildung in der ersten Stufe des Zinkprozesses bisher nicht vollständig geklärt ist, stellt ein weiteres Bestreben dieser Arbeit die Untersuchung der Ausbildung von intermetallischen Verbindungen zwischen Zn und Co dar. Diesem vereinfachten System wurde ein weiteres Binderlegierungselement hinzugefügt, um dessen Einfluss auf das Wachstum der Phasen zu evaluieren. Diese Grundlagenforschungen sollten fundiertes Wissen über den Mechanismus des ersten Schritts dieser Recyclingtechnologie liefern, wodurch die Basis für einen breiteren Einsatz dieses nachhaltigen Prozesses geschaffen wird. Eine Weiterentwicklung der Aufbereitung von gesinterten Karbiden führt zu einer Erhöhung der Ressourceneffizienz und wirkt zukünftigen Versorgungsengpässen entgegen, wobei dies vor allem für die kritischen Rohstoffe Wolfram und Cobalt maßgeblich ist. Die in dieser Arbeit angeführten Strategien zur Optimierung des Hartmetallrecyclings bilden eine Grundlage für Verbesserungen der Sekundärrohstoffwirtschaft von W und Co, woraus sich ein wertvoller Beitrag zum sorgsamen und nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen ergibt.

AB - Die einzigartigen Eigenschaften der Hartmetalle basieren auf der Kombination der Härte des Wolframkarbids und der Duktilität des Bindermetalls. Die daraus resultierende hohe Verschleiß- und Druckfestigkeit führt dazu, dass diese Verbundwerkstoffe ein unerlässliches Instrument der metallverarbeitenden High-Tech-Industrien bilden. Wolfram und Cobalt stellen die wichtigsten Grundbausteine der zur Zerspanung eingesetzten Werkzeuge dar. Diese Elemente gehören der Gruppe der kritischen Rohstoffe an, wodurch dem Recycling von Hartmetallen am Ende ihres Produktlebenszyklus besondere Bedeutung zukommt. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung eines ganzheitlichen Recyclingkonzeptes für beschichtete Hartmetallwerkzeuge, welches ökologische, ökonomische und strategische Prozessoptimierungen ermöglicht. Der Zinkprozess ist als relativ einfache und umweltfreundliche Technologie ein idealer Ausgangspunkt für weiterführende Verfahrensoptimierungen. Durch eine nasschemische Vorbehandlung der Schrotte lassen sich Hartstoffbeschichtungen von der Oberfläche der Werkzeuge abtragen. Dieser vorgeschaltete Beizschritt ermöglicht den Einsatz beschichteter Hartmetallreststoffe in diese nachhaltige Verwertungsroute und verbessert somit auch die Qualität des hergestellten Pulvers. Um eine umfassende Recyclingstrategie zu schaffen, erfolgte die Entwicklung eines Aufbereitungsverfahrens für die aus der Entschichtung resultierenden flüssigen Reststoffe. Dieser Prozess erlaubt die Reduktion von gelösten Komponenten und deren Anreicherung in einem festen Rückstand. Da der exakte Ablauf der Phasenausbildung in der ersten Stufe des Zinkprozesses bisher nicht vollständig geklärt ist, stellt ein weiteres Bestreben dieser Arbeit die Untersuchung der Ausbildung von intermetallischen Verbindungen zwischen Zn und Co dar. Diesem vereinfachten System wurde ein weiteres Binderlegierungselement hinzugefügt, um dessen Einfluss auf das Wachstum der Phasen zu evaluieren. Diese Grundlagenforschungen sollten fundiertes Wissen über den Mechanismus des ersten Schritts dieser Recyclingtechnologie liefern, wodurch die Basis für einen breiteren Einsatz dieses nachhaltigen Prozesses geschaffen wird. Eine Weiterentwicklung der Aufbereitung von gesinterten Karbiden führt zu einer Erhöhung der Ressourceneffizienz und wirkt zukünftigen Versorgungsengpässen entgegen, wobei dies vor allem für die kritischen Rohstoffe Wolfram und Cobalt maßgeblich ist. Die in dieser Arbeit angeführten Strategien zur Optimierung des Hartmetallrecyclings bilden eine Grundlage für Verbesserungen der Sekundärrohstoffwirtschaft von W und Co, woraus sich ein wertvoller Beitrag zum sorgsamen und nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen ergibt.

KW - Hartmetall

KW - Recycling

KW - Prozessoptimierung

KW - cemented carbides

KW - recycling

KW - process optimisation

M3 - Dissertation

ER -