铁基粉末冶金零件蒸汽处理

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1、第15卷第4期2005年8月粉末冶金工业POWDERMETALLURGYINDUSTRYVol.15No.4Aug.2005铁基粉末冶金零件蒸汽处理中常见的质量问题及其解决措施夏永红(合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009)摘要:蒸汽处理作为粉末冶金零件的后续处理工艺,在零件的防锈功能和气密性处理等方面获得了广泛的应用。本文针对蒸汽防锈功能处理的生产实践中常见的质量问题,进行了分析和探讨。通过调整和控制蒸汽处理温度、蒸汽流量、处理时间等工艺参数,最终可使制品颜色均匀、表面光滑、呈兰黑色金属光泽,具备了优异的防锈功能。关键词:蒸汽处理;铁基P/M零件;F

2、e3O4膜;质量问题中图分类号:TF125.1文献标识码:A文章编号:1006-6543(2005)04-0029-04COMMONQUALITYPROBLEMSANDCOUNTERMEASURESOFSTEAMTREATMENTOFFERROUSP/MPARTSXIAYonghong(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:Asoneofpost-treatmentsofferrousP/Mparts,steamt

3、reatmentiswidelyusedforantirustingandgas-sealingprocessesThecommonqualityproblemsofsteamantirustedpartsareanalyzedByadjustingandcontrollingthetreatmenttemperature,steamflowrate,treatmenttimeandotherprocessfactors,thesteamtreatedferrousP/Mpartscanpossessuniformcolourandglassysurfacewi

4、thmetallicshine,anduniqueantirustfunctionKeywords:steamtreatment;P/Mparts;Fe3O4film;qualityproblems铁基零件蒸汽处理,由于其良好的防锈能力而得到了广泛应用。实际上,上乘的处理结果,能使制品外观呈十分美观的兰黑色金属光泽,表面光滑,摩擦系数降低,表观硬度提高。因而使零件具有减摩性能好,耐摩性能俱佳等优点。蒸汽处理的另一个作用,是铁的氧化物容积比(氧化物容积/氧化前金属容积)增大,零件尺寸稍有膨胀(0005~001mm)。利用该特性,使零件内部微细的连通孔隙表面之铁原子

5、氧化而将孔隙封闭。冰箱、空调中的大多数压缩机品种其关键零件如:活塞、阀片、缸体、缸盖等的封孔处理,就是采用这个原理实施的。在耐腐、耐高温、耐磨性方面,优于其他封孔处理方式。生产中这方面存在的问题将更多一些,在另文进行阐述。蒸汽防锈处理中,这几年我们从许多企业的现场作业中发现尚存在一些问题,出现许多不正常现象而影响制品质量。其中有些质量问题甚至客户也忽略了。下面,我们把常见的质量问题归纳为以下几点:(1)产品出炉后,外观虽呈兰黑色,但表面粗糙无光泽,严重的现象是表面附有一薄层黑色附着物。(2)产品表面呈暗红色,疏松易剥落,无防锈能力。收稿日期:2004-12-22

6、作者简介:夏永红(1965-),女(汉),安徽来安县人,高级实验师,主要从事粉末冶金工艺与性能检测等工作。&30&粉末冶金工业第15卷(3)产品表面局部呈银灰白色花斑状,似未发生氧化反应。(4)产品发脆,表观硬度提高很多,强度明显下降。蒸汽处理的原理和处理中发生的反应,已在许多技术书籍中作了介绍,但在实际应用中尚存在偏差。为了阐述上面所列举的问题,有必要将这些原理和反应以最简要的文字简述一遍,因为后面分析中将要反复应用这些原理和反应才能解释清楚,并在此基础上提出解决的办法。从图1中看到,于570量将发生下面三个可逆反应:a-T:3Fe+4H2O570570以下;

7、T-b:Fe+H2OT-c:3FeO+H2O上下和不同的蒸汽流Fe3O4+4H2FeO+H2Fe3O4+H2!?以上%H2O/%H2比值较低;570以上%H2O/%H2比值较高。图2的下半部位可以看成是图1的翻版,图2的上方,表示在不同气流平衡常数K(K=H2O/H2)下的可逆反应:2Fe3O4+H2O一步氧化成Fe2O3。另外,在温度于570程中,即570生态的Fe:4FeO?Fe3O4+Fe%蒸汽处理的成败,或者说表面质量好坏,取决于在蒸汽处理反应过程中,表面应生成连续且致密的Fe3O4氧化膜覆盖于基体表面。如果在处理过程中,还伴有其他氧化物的反应,则根据其

8、反应的先后和程度,导致出