[发明专利]一种利用冶金固废、直接还原铁粉和再生铁粉通过热压铸形成高强度机械部件的方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种利用冶金固废直接还原铁粉和再生铁粉热压铸高强度机械部件的方法，将钢削金属粉、还原铁粉和钢渣铁渣粉混合均匀，制得混合金属粉；混合金属粉加热至650‑860℃，在惰性气体氛围保护下，加入液压机的模具内，将模具内的混合金属粉刮平，经一次或二次热压铸，取出压件，覆盖石灰粉或煤粉进行保护暖冷4‑6h，制得密度为6.5‑7.8t/m³的高强度机械部件。本发明制得热压铸制品完全可替代绝大部分铸铁、铸钢机械部件制品，热压铸制品是一种原料来源广泛、工序简单、成本低廉、节能环保、循环经济的一种热压铸制备方法，开辟出机械部件制备的一个新行业或新领域。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种利用冶金固废直接还原铁粉和再生铁粉热压铸高强度机械部件的方法。

背景技术

我国虽然铁矿资源分布广泛，但低贫细难选铁矿资源(鲕状赤铁矿、羚羊石矿、褐铁矿、镜铁矿、赤铁矿、菱铁矿等难选矿；钒钛磁铁矿(海砂)、硼铁矿、锰铁矿、铬铁矿、红土镍矿等复合矿)分布却占97％以上，至今没有得到很好的开发和利用，造成资源闲置和浪费，反而，钢厂每年还需要进口大量的高品位铁矿石，进口依赖程度占钢厂铁矿石总消耗量的85％以上，并且每年也会有大量的氧化铁皮，只作为普通铁矿粉进行烧结使用，没有发挥其独有的特长优势，浪费了资源。

气割渣主要来源于钢结构及钢铁采用气割切割过程中，气割枪的燃烧温度，喷出高速切割氧气流，使切口处金属剧烈燃烧并将燃烧后的金属氧化物吹除实现工件分离，使铁在纯氧中的燃烧过程而不是熔化过程生产出渣块，它主要包括：气焊渣，氧化铁，氧化皮。

钢材锻造、热轧热加工及冷拔丝时，由于钢铁和空气中氧的反应，常会大量形成氧化铁皮，属于钢铁冶金固体废弃物，氧化铁皮的主要成分是Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO。还有硫酸渣、氧化铝赤泥、铜渣、镍渣、铅锌渣、铬渣(含六价铬)、冶金污泥(灰)等含铁废料。

全国每年生产氧化铁皮约1000万吨左右，每年还有几千万吨含铁废料产生，如果不及时处理，会造成堆积，浪费资源。

我国是机械生产大国，机械加工部件会生产大量的钢削(刨花)、铁削、桶罐箱等轻薄料，均被压块送到钢铁公司，作为轻薄料废钢使用，没有得到很好的综合利用。

我国每个钢铁公司均有大量的钢渣、铁渣、水渣铁，经破碎、磁选回收大量的金属铁粉或粒子钢，经过简单压制，可作为钢厂的废钢轻薄料使用，也没有得到有效的处理。

我国是机械生产大国，也是铸铁、铸钢大国，均采用冲天炉、化铁炉、高炉或感应炉对生铁、废钢等加热熔融，再进行铸造，不但需要消耗焦炭，而且能耗较高，也造成环境污染。因此，国家计划取缔年规模1万吨以下的小型铸造厂。因此，铸造市场也逐渐存在废钢积压，铸件难买等问题。

因此，开发利用好各种冶金固废(轧钢、锻造、冷拔丝生产的氧化铁皮、气割渣甚至是铁精矿粉及各种难选铁矿等含铁氧化物)的应用，生产出各种机械部件制品，具有重要的意义。

粉末冶金压制的制品已经取得机车等行业的广泛认可，我国粉末冶金制品在汽车、摩托车等领域的应用量越来越广大，已经达到5％～8％；但粉末冶金制品的成本很高，一般在8000～20000元/吨，甚至10000元/吨以上，成本很高，粉末冶金制品一般只能用于单件重量1～2kg以下，尚无法生产几十公斤、甚至1吨重的较大型部件。因此，低端、中端机械部件尚无法采用粉末冶金制品替代，需要开发出加工成本低、节能环保、循环经济的部件制品，以满足机械配件、配重铁、五金等行业的广泛应用。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种利用冶金固废直接还原铁粉和再生铁粉热压铸高强度机械部件的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用冶金固废直接还原铁粉和再生铁粉热压铸高强度机械部件的方法，步骤如下：