[发明专利]一种将直接还原铁粉经过短流程热挤压／轧制形成型材的方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种将直接还原铁粉经过短流程热挤压／轧制形成型材的方法。本发明的工艺流程为直接还原铁粉—冷等静压—加热烧结—热挤压/轧制—钢材制品。本发明原料来源广泛，生产流程短，投资少，占地面积小，能够提高和稳定钢材制品质量，生产运行成本低，所得热压铸制品应用广泛，获得的普碳钢、合金钢多品种钢材或机械零部件毛坯，具有能耗低，无污染，节能环保降碳，高产高效低耗。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种将直接还原铁粉经过短流程热挤压/轧制形成型材的方法。

背景技术

国际上的钢材生产，一般是采用高炉炼铁—转炉(电弧炉)炼钢—连铸 (铸锭)—热轧的方法，这种生产方法已有200多年的历史，如今看来，此法具有投资大、占地面积广、工序繁琐、流程长、污染严重等问题。因此，国家近年提倡大力发展直接还原铁、非焦炼铁及短流程炼钢等新的冶炼工艺技术的应用。

为了解决节能环保和产能过剩等问题，国家出台了压缩2亿吨的钢产能；取缔了1万吨规模以下的小型铸造厂等相关政策，而随着我国《中国制造 2025》发展战略目标的提出，我国的装备制造业也必然会要大力发展，到新中国成立一百年时，综合实力进入世界制造强国前列，其钢材、机械零部件、特钢的需求量也会更大，所以，更有必要发展低成本高效的钢铁材料、机械零部件、特钢更新的、前沿的、规模化、经济高效的新生产工艺技术，来武装和满足我国日益壮大和强大的机械制造业。

粉末冶金压件制品发展历史很长，制备的机械零部件具有独特的成份和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少/无切削工艺，应用也越来越广泛。粉末冶金技术已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。但当今的粉末冶金工艺的制品成本很高，一般在8000～20000元/吨，成本很高，粉末冶金制品一般只能生产单件重量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。近几十年，其技术的优化、开拓发展缓慢，粉末冶金制品虽然有很大优势和特点，但其成本和价格也很昂贵，也是制约其技术发展的主要问题。

本人申报公开的《2017103207981一种利用冶金固废、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》和《2017104472768一种粉状铁矿直接还原铁热压煅轧材/机械零部件制品的方法》发明专利，可以将机械零部件的指标提升一个很大的空间，但仍然需要进一步优化和完善，实现规模化、大量化、智能化生产和加工钢铁材料及机械零部件等制品。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种将直接还原铁粉经过短流程热挤压/轧制形成型材的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种将直接还原铁粉经过短流程热挤压/轧制形成型材的方法，步骤如下：

(1)原料配制

采用TFe97-99％、ηFe≥98.5％、C≤0.5％、细度5～74μm的直接还原铁粉，加入直接还原铁粉重量0.5-0.75％的增塑剂和0-35％的配加粉，均匀混合30-120min，得混料；

(2)冷等静压钢坯

在-20～40℃下，将步骤(1)的混料加入冷等静压模具中，采用液压机上模冲和液压机下模冲分别从两头相对以冷等静压进行挤压，冷等静压挤压的压力为780-900MPa/cm²；混料被冷挤压成钢坯，再由液压机上模冲将形成的钢坯挤出冷等静压模具；

(3)加热烧结

将步骤(2)的钢坯加入加热窑炉中进行加热烧结，控制加热温度为 1050-1400℃，保温30-120min，得热钢坯；

(4)热挤压/轧制成材