一种利用废钢轻薄料制备配重铁或零部件毛坯的方法与流程

本发明属于铸造技术领域，尤其涉及一种利用废钢轻薄料制备配重铁或零部件毛坯的方法。

背景技术：

传统的铸造方法均是采用金属(黑色金属)在1500～1650℃高温熔融，所得高温熔液经浇注、冷却、精整，生产出机械零部件毛坯，这种方法存在高能耗、高污染等问题。因此，国家取缔了1万吨规模以下的小型铸造厂。为了解决节能环保的问题和迎合我国《中国制造2025》发展战略目标，为了满足我国的装备制造业大发展对机械零部件日益剧增的需求，需要寻找一些节能减排低碳环保、简单高产高效经济机械零部件坯料制备的新技术，来武装和满足我国日益壮大的机械制造业对机械零部件的大量需求。

钢削、油桶、油漆桶、彩钢瓦、轿车外壳等轻薄废钢料应用于钢铁冶炼时，熔化麻烦，钢水收得率低，是钢铁冶炼炉料的鸡肋。

我国随着大型机械、机车、军舰、轮船、电梯等行业的大发展，其配套的配重铁块需求量也日益巨增。

由于配重铁块最重要的指标是密度和表面光洁度，对强度和化学成分指标不做严格的要求。因此，本发明提出一种原料来源广泛、价廉物美、高产高效、节能减排、高效经济的配重铁块、中低端机械零部件毛坯的制备新技术，具有广阔的发展空间和强大生命力。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种利用废钢轻薄料制备配重铁或零部件毛坯的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用废钢轻薄料制备配重铁或零部件毛坯的方法，步骤如下：

(1)原料加工

取废钢轻薄料，将其破碎成废钢颗粒或撕破至5-10mm片状，向0-50mm的废钢颗粒或5-10mm片状中加入其重量10-30％、粒度为20-30mm的石英砂进行混合，将混合料送入滚筒打磨机中进行滚动打磨后，再经过800-1200gs磁性强度的干式磁选机进行磁选—筛分，分离出氧化铁粉、杂质和石英砂，获得0-50mm的粒钢；

(2)一次压制

在压力为450-600mpa、温度为-10～35℃条件下，将步骤(1)所得0-50mm的粒钢压制成粗坯，粗坯密度为≥4.5t/m³；

(3)加热烧结

将步骤(2)的粗坯送入加热炉，在氮气保护下进行加热烧结，得热态粗坯；其中，烧结条件为：在30-60min内升温至1150-1200℃，并保温30-60min；

(4)二次压制

在压力为600-800mpa、温度为1100-1150℃条件下，将步骤(3)的热态粗坯压制成型，冷却后，得到密度为7.0-7.8t/m³、强度为50mpa以上的配重铁或零部件毛坯。

进一步，所述的废钢轻薄料为钢削、油桶、油漆桶、彩钢瓦、轿车外壳、自行车、摩托车、架子管或钢丝。

进一步，步骤(1)中，将废钢轻薄料破碎至粒度为0-100mm，筛分出50-100mm的废钢物料经过二次破碎机，筛分分级出粒度为0-50mm的废钢颗粒。

进一步，步骤(3)中所述的加热炉为马弗炉、隔焰式隧道窑、隔焰式梭式窑、隔焰式辊道窑或防氧化加热炉。

更进一步，所述的防氧化加热炉为本申请人的专利201721048615.7【一种管式防氧化加热炉】。

本发明的有益效果是：

1、原料来源广泛

将钢削、油桶、油漆桶、彩钢瓦、轿车外壳、洗衣机、电冰箱、自行车、摩托车、架子管、钢丝等废钢轻薄料很多破碎或撕破成干净的、且纯度较高的小废钢颗粒。

2、生产流程短、工序少、简单可靠

废钢轻薄料经破碎或撕破—冷压(一次压制)—加热烧结—热压(二次压制)，获得配重铁块或中低端机械零部件毛坯，生产流程短，工序少，工艺简单，容易操作且安全稳定。

3、制备机械零部件毛坯灵活

配重铁块的强度要求不高且密度低，二次热压成型容易，制备中低端机械零部件毛坯灵活。

4、生产运行成本低

本发明加工的配重铁、机械零部件毛坯成本低廉，且其加工量很少，单件产品生产成本是传统熔融铸造法的30％～50％，设备投资低，生产效率高，工序短，机械化，智能化操控高。

5、制品应用广泛

本发明加工的配重铁或机械零部件毛坯，因地制宜，完全可取代熔融铸造毛坯产品，还可应用于有色金属、耐磨合金材料等领域，应用领域非常广泛。

6、节能环保降碳

相比于传统的熔融铸造方法制备配重铁或中低端机械零部件毛坯，本发明更加节能且排放少，实现了经济高效和生态环保。

本发明开辟出一种生产配重铁块或机械零部件毛坯的新技术，有着深远的社会意义和广阔的发展空间，有强大的生命力。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

一种利用废钢轻薄料制备电梯配重铁的方法，步骤如下：

(1)原料加工

取废钢轻薄料—油桶，采用350型废钢粉碎机将其破碎至粒度为0-80mm，筛分出50-80mm的废钢物料经过二次破碎机，筛分分级出粒度为0-50mm的废钢颗粒；再向0-50mm的废钢颗粒中加入其重量的20％、粒度为20-30mm的石英砂进行混合；将混合料送入￠2200mm滚筒打磨机中进行滚动打磨后，再经过800-1200gs磁性强度的干式磁选机进行磁选和筛分，分离出氧化铁粉、泥土等杂质和石英砂，获得粒度为3-50mm的粒钢；

(2)一次压制

取28±0.5kg、粒度为3-50mm的粒钢，将其加入3600t液压机的模具内，模具四周尺寸比配重铁块各小10mm，在压力为600mpa、-5℃条件下，将粒钢压制成粗坯，粗坯密度为4.8t/m³；

(3)加热烧结

将步骤(2)的粗坯送入隔焰式梭式窑，在氮气保护下进行加热烧结，得热态粗坯；其中，烧结条件为：在30min内升温至1180℃，并保温40min；

(4)二次压制

将步骤(3)的热态粗坯放入5200t的模具内，在压力为620mpa、温度为1150℃条件下，压制成型，氮气保护冷却至200℃，得到密度为7.68t/m³、强度为57mpa的电梯配重铁。

实施例2

一种利用废钢轻薄料制备高铁电源拉线线坠的方法，步骤如下：

(1)原料加工

取废钢轻薄料—轿车外壳等机车废钢，采用350型废钢粉碎机将其破碎至粒度为0-80mm，筛分出50-80mm的废钢物料经过二次破碎机，筛分分级出粒度为0-50mm的废钢颗粒；再向0-50mm的废钢颗粒中加入其重量25％、粒度为20-30mm的石英砂混合；将混合料送入￠2200mm滚筒打磨机中进行滚动打磨后，经过800-1200gs磁性强度的干式磁选机进行磁选，分离出氧化铁粉、泥土等杂质和石英砂，筛分分级出粒度为1-30mm的粒钢；

(2)一次压制

取25±0.5kg、粒度为1-30mm的粒钢，将其加入3600t液压机的￠300mm模具内，在压力为580mpa、25℃条件下，将粒钢压制成粗坯，粗坯密度为5.2t/m³；

(3)加热烧结

将步骤(2)的粗坯送入隔焰式梭式窑，在氮气保护下进行加热烧结，得热态粗坯；其中，烧结条件为：在40min内升温至1180℃，并保温50min；

(4)二次压制

将步骤(3)的热态粗坯放入5000t的￠310mm模具内，在压力为650mpa、温度为1160℃条件下，压制成型，氮气保护冷却至200℃，得到密度为7.75t/m³、强度为60mpa的高铁电源拉线线坠，几何尺寸￠310mm×45.6mm。

实施例3

一种利用废钢轻薄料制备电机壳端盖的方法，步骤如下：

(1)原料加工

取45^#钢的机械部件机加工下来的钢削，采用撕破机将其撕破至5-10mm片状，向5-10mm片状中加入其重量18％、粒度为20-30mm的石英砂混合；将混合料送入球磨机打磨30min后，经过800-1200gs磁性强度的干式磁选机进行磁选，分离出氧化铁粉、泥土等杂质和石英砂，再筛分出粒度为2-6mm的粒钢；

(2)一次压制

取20±0.5kg、粒度为2-6mm的粒钢，将其加入3600t液压机的模具内，模具规格为￠180×120mm(中间留有￠90mm的孔)，在压力为600mpa、0℃条件下，将粒钢压制成粗坯，粗坯密度为5.9t/m³；

(3)加热烧结

将步骤(2)的粗坯送入硅碳棒马弗炉，在氮气保护下进行加热烧结，得热态粗坯；其中，烧结条件为：在50min内升温至1200℃，并保温60min；

(4)二次压制

将步骤(3)的热态粗坯放入3600t的模具内(模具规格为￠190×130mm，内孔￠80mm)，在压力为700mpa、温度为1150℃条件下，压制成型，氮气保护冷却至200℃，得到密度为7.79t/m³的电机壳端盖。

实施例4

一种利用废钢轻薄料制备球磨机用耐磨球的方法，步骤如下：

(1)原料加工

取mn16部件机加工的钢削，采用撕破机将其撕破至5-10mm片状，向5-10mm片状中加入其重量20％、粒度为20-30mm的石英砂混合；将混合料送入球磨机打磨30min后，经过800-1200gs磁性强度的干式磁选机进行磁选，分离出氧化铁粉、泥土等杂质和石英砂，筛分分级出粒度为2-6mm的粒钢；

(2)一次压制

取13.5±0.2kg、粒度为2-6mm的铁球状原料，将其加入3600t液压机的模具内，模具￠120mm，在压力为600mpa、10℃条件下，将粒钢压制成粗坯，粗坯密度为5.5t/m³；

(3)加热烧结

将步骤(2)的粗坯送入硅碳棒马弗炉，在氮气保护下进行加热烧结，得热态粗坯；其中，烧结条件为：在50min内升温至1200℃，并保温40min；

(4)二次压制

将步骤(3)的热态粗坯放入3000t的模具内，模具￠150mm，在压力为680mpa、温度为1150℃条件下，压制成型，氮气保护冷却至550℃后，再进行水淬，得到密度为7.8t/m³、表面硬度hrc为58的球磨机用耐磨球。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。