专利名称：一种铁基磨削废料的无污染再利用方法
技术领域：
本发明涉及一种对磨削或铣削加工时产生的铁基磨削废料进行无污染再利用处 理的方法，属于循环经济技术领域。
背景技术：
粉末冶金是用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成 形和烧结工艺来制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。铁粉作为粉末冶 金行业中一种重要的金属原料粉末，被广泛的应用。但随着科学技术的发展，对材料的要求 越来越高。使用纯铁粉制备的材料已经不能满足人们的需要。铁基预合金粉末成分和组织均勻，不仅能大大提高铁基粉末冶金材料的抗压、抗 弯强度，而且能降低其烧结温度、缩短烧结时间。因此，铁基预合金粉在粉末冶金制造业中 的应用越来越广泛。铁基预合金粉末的制备方法有化学共沉淀-共还原法、雾化法、机械 合金化法、电解法。化学共沉淀_共还原法可生产粒度在十微米以下的粉末，粉末具有良好 的流动性、压制性和烧结性能。但化学共沉淀-共还原法的生产工艺控制复杂、成本高、产 品价格贵；雾化法制备预合金粉末，是将合金粉末各元素的金属材料，先经过真空感应炉熔 炼，然后采用高压雾化介质水或气体通过雾化喷嘴将熔融金属流雾化粉碎，粉碎液滴经冷 却固化形成粉末。雾化法生产的预合金粉末合金化程度高、具有优异的烧结性能、产能大、 生产成本低，但粉末压制性能较差，粒度，杂质，含氧量的控制具有一定的随机性，难以保证 质量稳定。机械合金化法和电解法制备预合金粉末，也都存在局限性。因此，寻求一种工序 简单、成本低廉、无污染的制备铁基预合金粉的工艺是十分有意义的。铁基磨削料中通常含有大量的铁合金颗粒，但因加工过程中磨料、砂轮添加物与 铁合金颗粒相互嵌附，造成后续分选十分困难，不易被再利用。目前，我国的机械加工业和 冶金行业，把这些铁基磨削料当废料处理，既占用土地、污染环境，又造成了资源的极大浪 费。gliMi^iim'n (Self-propagating High-temperature Synthesis, if ^ SHS), 是利用化学反应自身放热制备材料的新技术。其原理是利用铝与氧化铁发生放热反应，依 靠放热反应可以维持反应进行，同时反应产物铁和氧化铝瞬时熔融，在离心力的作用下，比 重轻的氧化铝分布在钢管内表面，比重大的铁分布在钢管和陶瓷层中间并将钢管和陶瓷层 结合起来。常见的SHS内衬钢管的主要原料为Fe2O3粉、Al粉和部分添加剂。现有的SHS内衬钢管方向的研究和专利大多集中在添加剂的种类和加入量、 原料成本控制上。如中国专利90107244. 3公开了一种耐蚀耐磨陶瓷钢管制造技术，在 Al+Fe203 (或Fe3O4)物料中同时加入添加剂SiO2和一种或两种碱金属氧化物(在Na2O、 K2O, Li2O中选择)及一种或两种碱土金属氧化物RO(在MgO、CaO、BaO, ZnO中选择)；中 国专利200510136673. 0制备陶瓷复合钢管的原料包括主料Al、Fe2O3和辅料SiO2、长石精 粉、石英石精粉、萤石精粉，并且在原料中同时加入原料重量0. 5-1. 5%的Al2O3 ；中国专利 01139227. 4公开了一种陶瓷内衬钢管的制造方法，以酸渣料(铁矿选矿产生)与Al、SiO2为原料，在钢管内壁制备了致密的陶瓷镀层。向铁基磨削废料处理后得到的铁基预合金粉末中加入部分Al粉，混勻、干燥 后的混合粉末，可代替Fe2O3(或Fe3O4)粉料作为原料，用于SHS内衬钢管。与中国专利 90107244. 3和200510136673. 0的相比，大大降低了 SHS陶瓷内衬钢管的原料成本。与专 利01139227. 4相比，铁基预合金粉末具有比酸渣料的含铁量更高，成分更简单的特点；铁 基预合金粉末中还含有一定量的Al2O3和SiO2, Al2O3存在可以吸收热量而被熔化，可以控制 过高的温度，增加钢管陶瓷内衬厚度，防止钢管变形。SiO2有利于降低Al2O3初晶相结晶温 度，增加陶瓷熔体存在时间，促进气相逸出，从而提高陶瓷层的质量。结构零件主要是参与机械运转，在运转中承受拉伸、压缩、扭曲、冲击等综合应力， 并与对偶零件发生相互摩擦等作用。粉末冶金技术作为一种少、无切削加工技术，正在大量 生产此类结构零件，以铁粉极其合金粉作为主要原料生产的结构零件，即是铁基结构零件， 是粉末冶金机械零件中产量最大，品种最多，应用面最广的一类制品。目前，大多数文献和专利的研究集中在改进合金配方，以上述的方法来制备预合 金粉末，如中国专利200710098524. 9公开了一种高性能激光焊接用铁基预合金化粉末的 制备方法，采用沉淀_前驱体还原法和机械合金化法制备了铁基预合金化粉末。也有一些 学者试图从降低成本角度，对现有制备方法进行改进。如中国专利200510048519. 8公开了 一种制备预合金粉的方法，将合金材料在-50°C -198°C条件下进行深度冷冻处理，然后 将经过深度冷冻处理的合金，在气体保护鄂式破碎机中粉碎至直径3 5cm大小的块状，再 进入气体保护带筛球磨机中，磨至所需粒度，此发明的方法可用较低的加工成本获得预合 金粉末，其加工成本仅为金属材料的1. 1 1. 3倍。以废料为原料来制备钴基预合金粉末， 如中国专利200910043135. 5公开了一种利用回收的合成金刚石废弃粉末触媒等再生金属 为主要原料，补充适量的金属钴和铁后进行电解、氢气还原制备钴预合金粉末的方法。目前 未见以铁基磨削废料为原料来制备铁基预合金粉末的方报道。本发明将铁基磨削废料进行处理得到铁基预合金粉，用于粉末冶金结构件，具有 原料来源广、成本低、利于冶金副产物绿色循环再利用的特点。有很好的经济和社会效益。磁力研磨就是将磁场应用于传统的研磨技术而开发出来的一种新工艺。利用磁性 磨料在外加磁场的作用进行精密研磨的一种加工工艺。它拥有其它研磨技术所没有的优 点，如可以对模具的三维自由表面进行研磨，对复杂工件的表面进行抛光等，同时它还具有 在加工当中工件升温变形小、加工精度高、加工效率高等优点，因此磁力研磨技术具有广阔 的应用前景。磁性磨料主要由基体和磨粒构成。在现有的磁性磨料方向的文献或专利报道中，研究者采用的原料基本上都为铁 磁性材料和磨料。中国专利200710075464. 9制备磁性磨料的主要原料为钢针(直径为 0. 5mm 2mm、长度为5_ 20mm)、钢球(直径为0. 5mm 2mm)、陶瓷粉(刚玉、高岭土、硅 微粉)，这种方法使用的原料成本较高。中国专利200810031570. 1公开了一种磁性磨料的 制备方法，使用的原料为颗粒状的磁性材料作为内核包裹有一层陶瓷层或一层塑料层。由 此构成的磁性磨料使用时，由于其磁性材料包裹有一层非磁性材料而提高了磁力研磨加工 磁性材料的去除效率，并在一定程度上解决了磨粒细化与残留的问题。与传统磁性磨料相 比，残留现象大大减少，磨粒刷的加工性能大大改善，并可显著提高磁力研磨对磁性材料的 加工效率。中国专利00136573. 8公开了一种利用热压烧结法制备磁性磨料的方法，使用的
4原料为铁粉、棕刚玉粉、白刚玉粉、CBN和金刚石微粉等超硬磨料。以铁基磨削废料为原料 来制备磁性磨料的方法未见报道。热喷涂是一种表面强化技术，利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将 粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身或压缩空气 以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。热喷涂粉末在整个热喷涂材料中占据十分重要的地位。目前热喷涂粉末的制备主 要有两种方法，一种是按配方将各种元素的粉末混勻后直接喷涂。一种是先将各种配料制 成合金，然后将合金进行雾化处理，得到可用于热喷涂的粉末。热喷涂合金粉末主要包括镍 基、铁基和钴基合金粉，按不同的涂层硬度，分别应用于机械零部件的修理和防护。镍基自熔性合金粉末是以镍元素为基体，添加铬、硼、硅、碳、铜、钼等元素组成，合 金粉末熔点低，自熔性好，具有耐蚀、耐磨、耐热、抗氧化等性能，是目前使用最广泛的一种 自熔性喷焊合金粉末。铁基预合金粉末分为两种，一种是不锈钢型，含有较多的镍和铬元 素；另一种是高铬铸铁型，含有较高的铬和碳元素。钴基自熔性合金粉末是以钴元素为基 体，添加铬、锡、镍、硼、硅等元素组成，具有优越的高温性能，良好的红硬性、耐磨性和抗氧 化性能。表1为目前常见的镍基、铁基热喷涂合金粉末的化学成分。表1常见的镍基、铁基热喷涂合金粉末的化学成分 经铁基磨削废料处理后得到铁基预合金粉末中加入部分Ni6tl，混勻后作为热喷涂 的原料粉末，相比目前常用的原料粉末主要有三个特点1、铁基预合金粉末中含有大量的 铁合金颗粒，相比经过合金化处理后制备的热喷涂粉末，节省了成本；2、铁基预合金粉末中 含有部分细小的磨料，在磨削加工时磨料颗粒与铁基颗粒相互嵌附而掉落，相比其他热喷 涂原料后加入的磨料，铁基预合金粉末中的磨粒在喷涂后的涂层中分布更均勻，使涂层具 有良好的耐磨性，同时节省了成本；3、添加的M6tl粉末中含有低熔点的元素硼、硅等，对铁 基预合金粉末是一个有益的补充，使喷涂后的涂层与基体结合更好。相比使用纯M6tl粉末 作为热喷涂原料更加经济。
发明内容
本发明目的在于提供一种铁基磨削废料的无污染再利用方法。是将铁基磨削废料经过前期处理后，得到可用于SHS内衬钢管、粉末冶金结构件、磁性研磨、热喷涂的铁基预 合金粉末。本发明需要解决的技术问题是铁基磨削废料中油脂成份的去除、铁基预合金粉 末的处理、铁基预合金粉末的利用方向。具体方法包括以下步骤(1)除油将铁基磨削废料用表面活性剂除去铁基磨削废料中的油脂成份；(2)热处理经除油的铁基磨削废料在200°C 800°C下进行热处理后，进行干燥、 有机物脱除及回收，得到铁基预合金粉末；(3)筛分将铁基预合金粉末进行-40 +400目筛分；(4)再利用根据SHS内衬钢管、粉末冶金结构件、磁性研磨、热喷涂对的要求，对 粉末分别进行铝粉配比、合批、磨料配比、Ni6tl粉末配比等处理。所述步骤(1)中除油所用的表面活性剂是辛丁酯磺酸钠，添加量为铁基磨削废料
量的 3%。所述步骤(4)中的铁基合金粉末与铝粉的配比为3 1 5 1，用于SHS内衬钢管。所述步骤(4)中的铁基合金粉末进行合批后，经过压制、烧结用于粉末冶金 结构件，所述合批比例按重量百分比计为_240 +400目的铁基合金粉末为20% 45%, -160 +240目的铁基合金粉末为30% 60%，-80 +160目的铁基合金粉末为 10% 15%，-40 +80目的铁基合金粉末为5% 10%。所述步骤(4)中的铁基合金粉末进行磨料配比用于磁性研磨，所述磨料为氧化 铝、碳化硅中的任一种或其混合物，磨料与铁基预合金粉末的质量比为1 4 1 8。所述步骤(4)中的铁基合金粉末与Ni6tl粉末配比质量比为4 1 6 1，混合 后的粉末用于热喷涂。本发明优点是1.用流程简单的方法处理铁基磨削废料，得到铁基预合金粉末，具有原料来源广 泛、成本低廉的特点。2.本发明得到的铁基预合金粉末无需进行完全分选就可以在后续工艺中完全利 用，降低了处理成本，同时具有利用无二次污染、循环再利用率高、用途广泛的特点。3.本发明将铁基磨削废料处理后得到的铁基预合金粉作为粉末冶金结构件的生 产原料，具有原料来源广、成本低、利于冶金副产物绿色循环再利用的特点，具有很好的经 济和社会效益。4.本发明将铁基磨削废料进行处理得到的铁基合金粉，代替Fe2O3作为SHS内衬 钢管的主要原料，大大降低了原料成本。同时铁基合金粉末中含有一定量的Al2O3和SiO2, 在SHS内衬钢管制备过程中Al2O3由于吸收热量而被熔化，因而可以抑制过高的反应温度， 从而起到增加钢管陶瓷内衬厚度，防止钢管变形的作用。SiO2有利于降低Al2O3初晶相结晶 温度，增加陶瓷熔体存在时间，促进气相逸出，提高陶瓷层的质量。5.以铁基磨削废料为原料来制备磁性磨料的方法未见报道。本发明将铁基磨削废 料进行处理后得到的铁基合金粉末作为制备磁性磨料的原料，相比目前各种制备方法具有 明显的价格优势。6.本发明向铁基磨削废料经处理后得到的铁基合金粉末中加入部分Ni6tl粉末， 混勻后作为热喷涂的原料粉末，相比目前常用的热喷涂原料主要有三个优点(1)铁基合金粉末中含有大量的铁合金颗粒，相比经过合金化处理后制备的热喷涂粉末，节省了成本; (2)铁基合金粉末中含有部分细小的磨料，在磨削加工时磨料颗粒与铁基颗粒相互嵌附而 掉落，相比其他热喷涂原料后加入的磨料，铁基合金粉末中的磨粒在喷涂后的涂层中分布 更均勻，使涂层具有良好的耐磨性，同时节省了成本；(3)添加的M6tl粉末中含有低熔点的 元素硼、硅等，对铁基合金粉末是一个有益的补充，使喷涂后的涂层与基体结合更好。相比 使用纯M6tl粉末作为热喷涂原料更加经济。说明书附1是铁基预合金粉末静态磁滞回线和基本磁化曲线。
具体实施例实施例1 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%= 81. 6%的铁基合金粉末。实施例2:将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 3。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中800°C下烘烤0. 5h，得到TFe%= 70. 2%的铁基合金粉末。实施例3 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤21!，得到1 6%=81.6%的铁基合金粉末，经 筛分得到-40 +400目铁基合金粉末。将还原剂Al粉与筛分后的铁基合金粉末以质量比 为1 3的比例混合均勻；将混合粉末作为SHS内衬钢管的原料装入Φ 80mm、壁厚4mm、长 150mm的钢管内，将钢管固定在制管机上，开动制管机，用钨丝点燃物料。反应结束后，钢管 内壁形成了表面光滑、无裂纹的陶瓷镀层。实施例4 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 3。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中800°C下烘烤0. 5h，得到TFe%= 70. 2%的铁基合金粉末，经 筛分得到-40 +400目铁基合金粉末。将还原剂Al粉与筛分后的铁基合金粉末按质量比 为1 4的比例混合均勻；将混合粉末作为SHS内衬钢管的原料装入Φ 80mm、壁厚4mm、长 150mm的钢管内，将钢管固定在制管机上，开动制管机，用钨丝点燃物料。反应结束后，钢管 内壁形成了表面光滑、无裂纹的陶瓷镀层。实施例5 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%= 81. 6%的铁基合金粉末。经 筛分得到-200 300目铁基合金粉末。将还原剂Al粉与筛分后的铁基合金粉末按质量比为1 5的比例混合均勻。将混合粉末作为SHS内衬钢管的原料装入Φ 80mm、壁厚4mm、长 150mm的钢管内，将钢管固定在制管机上，开动制管机，用钨丝点燃物料。反应结束后，钢管 内壁形成了表面光滑、无裂纹的陶瓷镀层。实施例6 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%= 81. 6%的铁基合金粉末。经 筛分后得到不同粒度的铁基合金粉末。然后将上述不同粒径的铁基合金粉末按如下质量 百分比进行合批_40 +80目的铁基合金粉末为5%，-80 +160目的铁基合金粉末为 10 %，-160 +240目的铁基合金粉末为50 %，-240 +400目的铁基合金粉末为35 %。合 批后的粉末经过压制、烧结(氢气气氛下)后，得到了粉末冶金结构件。实施例7:将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%= 81. 6%的铁基合金粉末。经 筛分后得到不同粒度的铁基合金粉末。然后将上述不同粒径的铁基合金粉末按如下质量 百分比进行合批_40 +80目的铁基合金粉末为5%，-80 +160目的铁基合金粉末为 15%，-160 +240目的铁基合金粉末为40%，-240 +400目的铁基合金粉末为40%。合 批后的粉末经过压制、烧结(氢气气氛下)后，得到了粉末冶金结构件。实施例8 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 3。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗 涤好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%=81.6%的铁基合金粉末。 经筛分后得到不同粒度的铁基合金粉末。然后上述不同粒径的铁基合金粉末按如下质量 百分比进行合批_40 +80目的铁基合金粉末为10%，-80 +160目的铁基合金粉末为 10 %，-160 +240目的铁基合金粉末为60 %，-240 +400目的铁基合金粉末为20 %。合 批后的粉末经过压制、烧结(氢气气氛下)后，得到了粉末冶金结构件。实施例9 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为100 3。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗 涤好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤21!，得到1 6%=81.6%的铁基合金粉末。 经筛分后得到不同粒度的铁基合金粉末。然后上述不同粒径的铁基合金粉末按如下质量 百分比进行合批_40 +80目的铁基合金粉末为10%，-80 +160目的铁基合金粉末为 15%，-160 +240目的铁基合金粉末为30%，-240 +400目的铁基合金粉末为45%。合 批后的粉末经过压制、烧结(氢气气氛下)后，得到了粉末冶金结构件。实施例10 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为50 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤好 的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%= 81. 6%的铁基预合金粉末。铁基磨削废料处理后得到的铁基预合金粉末中同时含有制备磁性磨料所需的两大主要原料 铁磁性粉、磨料(A1203、SiC)，在外加磁场下铁基预合金粉末具有良好的磁性能，如
图1所 示。因此，只需根据需要向合金粉末中加入部分大颗粒的磨料即可加工成磁性磨料，相比目 前各种制备方法采用的原料具有明显的价格优势。经筛分得到+140目的铁基合金粉末，与磨料粉+400目的Al2O3粉末按质量比为 4 1的比例混合均勻。然后以无水乙醇为介质，在混粉机里将混合粉末湿混2h。湿混完成 后的粉末干燥后，向其中加入粘接剂环氧树脂和固化剂聚酰胺树脂。环氧树脂的加入量为 铁基合金粉末与Al2O3粉总重量的1/3，聚酰胺树脂的加入量为环氧树脂加入量的1/3。将 铁基合金粉末、Al2O3粉、环氧树脂和聚酰胺树脂的混合物搅拌均勻后压制成块状。压块常 温下的固化时间为24h。待压块充分固化后，将其粉碎得到磁性磨料。实施例11 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为50 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤好 的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%= 81. 6%的铁基合金粉末。经筛 分得到+140目的铁基合金粉末，与磨料粉+400目的SiC粉(400目)按质量比为5 1的 比例混合均勻。然后以无水乙醇为介质，在混粉机里将混合粉末湿混2h。湿混完成后的粉 末干燥后，向其中加入粘接剂环氧树脂和固化剂聚酰胺树脂。环氧树脂的加入量为铁基合 金粉末与SiC粉总重量的1/3，聚酰胺树脂的加入量为环氧树脂加入量的1/3。将铁基合金 粉末、SiC粉、环氧树脂和聚酰胺树脂的混合物搅拌均勻后压制成块状。压块常温下的固化 时间为24h。待压块充分固化后，将其粉碎得到磁性磨料。实施例12 将铁基磨削废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠混合均勻，其质量比为铁基磨削废 料辛丁酯磺酸钠为50 1。混合均勻后，向混合粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤 好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到TFe%= 81. 6%的铁基合金粉末。经 筛分得到+140目的铁基合金粉末，与磨料粉+400目的SiC粉(400目)、+400目的Al2O3粉 (400目)混合均勻，其质量比为铁基合金粉末SiC粉Al2O3粉为20 2 1。然后以 无水乙醇为介质，在混粉机里将混合粉末湿混2h。湿混完成后的粉末干燥后，向其中加入粘 接剂环氧树脂和固化剂聚酰胺树脂。环氧树脂的加入量为铁基合金粉末与Al2O3粉总重量 的1/3，聚酰胺树脂的加入量为环氧树脂加入量的1/3。将铁基合金粉末、Al2O3粉、SiC粉、 环氧树脂和聚酰胺树脂的混合物搅拌均勻后压制成块状。压块常温下的固化时间为24h。 待压块充分固化后，将其粉碎得到磁性磨料。实施例13 将45钢钢板切割成30mmX 15mmX4mm的钢块，首先使用喷砂法去除钢板表面的氧 化层，然后清洁钢板的表面。经过除锈、清洁后的钢板作为热喷涂的基体待用。将铁基磨削 废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠按质量比为100 1的比例混合均勻。混合均勻后，向混合 粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到 丁 6%=81.6%的铁基合金粉末。经筛分得到-200 300目的铁基合金粉末。将-200 300目的铁基合金粉末与Ni6tl粉末按质量比为4 1的比例混合均勻。以铁基合金粉末与 M6tl粉的混合粉末为热喷涂的喷料，采用超音速喷涂(HVOF)法喷在基体钢板上。喷涂完成后，钢板表面形成了结合良好的喷涂层。实施例14 将45钢钢板切割成30mmX 15mmX4mm的钢块，首先使用喷砂法去除钢板表面的氧 化层，然后清洁钢板的表面。经过除锈、清洁后的钢板作为热喷涂的基体待用。将铁基磨削 废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠按质量比为100 1的比例混合均勻。混合均勻后，向混合 粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到 丁 6%=81.6%的铁基合金粉末。经筛分得到-200 300目的铁基合金粉末。将-200 300目的铁基合金粉末与Ni6tl粉末按质量比为5 1的比例混合均勻。以铁基合金粉末与 M6tl粉的混合粉末为热喷涂的喷料，采用超音速喷涂(HVOF)法喷在基体钢板上。喷涂完成 后，钢板表面形成了结合良好的喷涂层。实施例15 将45钢钢板切割成30mmX 15mmX4mm的钢块，首先使用喷砂法去除钢板表面的氧 化层，然后清洁钢板的表面。经过除锈、清洁后的钢板作为热喷涂的基体待用。将铁基磨削 废料与表面活性剂辛丁酯磺酸钠按质量比为100 1的比例混合均勻。混合均勻后，向混合 粉末中加水后充分搅拌、洗涤。将洗涤好的磨削废料捞出后在烘箱中200°C下烘烤2h，得到 丁 6%=81.6%的铁基合金粉末。经筛分得到-200 300目的铁基合金粉末。将-200 300目的铁基合金粉末与Ni6tl粉末按质量比为6 1的比例混合均勻。以铁基合金粉末与 M6tl粉的混合粉末为热喷涂的喷料，采用超音速喷涂(HVOF)法喷在基体钢板上。喷涂完成 后，钢板表面形成了结合良好的喷涂层。
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权利要求
一种铁基磨削废料的无污染再利用方法，包括除油、热处理、有机物脱除及回收、筛分、配料、混料，其特征在于以铁基磨削废料为原料，经除油、热处理、筛分后，得到铁基合金粉末，对得到的铁基合金粉末进行处理后用于SHS内衬钢管、粉末冶金结构件、磁性研磨、热喷涂。
2.根据权利要求1所述的铁基磨削废料的无污染再利用方法，其特征在于包括以下 步骤(1)除油将铁基磨削废料用表面活性剂除去铁基磨削废料中的油脂成份；(2)热处理经除油的铁基磨削废料在200°C 800°C下进行热处理后，进行干燥、有机 物脱除及回收，得到铁基合金粉末；(3)筛分将铁基合金粉末进行-40 +400目筛分；(4)再利用根据SHS内衬钢管、粉末冶金结构件、磁性研磨、热喷涂对原料的要求，对 铁基合金粉末分别进行铝粉配比、合批、磨料配比、Ni60粉末配比处理。
3.根据权利要求2所述的铁基磨削废料的无污染再利用方法，其特征在于所述步骤 (1)中除油所用的表面活性剂是辛丁酯磺酸钠，添加量为铁基磨削废料量的 3%。
4.根据权利要求2或3所述的铁基磨削废料的无污染再利用方法，其特征在于所述 步骤(4)中的铁基合金粉末与铝粉的配比为3 1 5 1，用于SHS内衬钢管。
5.根据权利要求2或3所述的铁基磨削废料的无污染再利用方法，其特征在于所述 步骤(4)中的铁基合金粉末进行合批后，经过压制、烧结用于粉末冶金结构件，所述合批比 例按重量百分比计为_240 +400目的铁基合金粉末为20% 45%，-160 +240目的铁 基合金粉末为30% 60%，-80 +160目的铁基合金粉末为10% 15%，-40 +80目的 铁基合金粉末为5% 10%。
6.根据权利要求2或3所述的铁基磨削废料的无污染再利用方法，其特征在于所述 步骤(4)中的对铁基合金粉末进行磨料配比用于磁性研磨，所述磨料为氧化铝、碳化硅中 的任一种或其混合物，所述磨料与铁基预合金粉末的质量比为1 4 1 8。
7.根据权利要求2或3所述的铁基磨削废料的无污染再利用方法，其特征在于所述 步骤(4)中的铁基合金粉末与Ni6tl粉末的配比按质量比计为4 1 6 1，混合后的粉 末用于热喷涂。
全文摘要
本发明提出一种铁基磨削废料的无污染再利用方法，涉及循环经济技术领域，特别涉及冶金行业铁基磨削废料绿色循环再利用技术。本发明所述的铁基磨削废料回收再利用方法，包括除油、热处理、筛分、配比，得到的铁基合金粉末可用于SHS内衬钢管、粉末冶金结构件、磁性研磨、热喷涂。本发明的铁基合金粉末回收率95％以上，具有原料来源广、成本低、无二次污染、循环再利用率高、粉末用途广泛的特点。
文档编号B22F7/04GK101898247SQ20101023053
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者刘波, 张深根, 李彬, 潘德安, 田建军 申请人:北京科技大学