金屬零件在飽和的水蒸汽中加熱氧化，使表面生成一種與基體結(jié)合牢固、多孔、厚度在1-4μm的Fe3O4薄膜的工藝稱為蒸汽處理。蒸汽處理的外觀一般為藍(lán)色或黑色光澤，可以改善產(chǎn)品的耐腐蝕性能。

01反應(yīng)條件

鐵如果在有氧的情況下加熱，則會(huì)生成三種氧化物FeO、Fe3O4、Fe2O3。我們蒸汽處理希望得到的氧化膜是Fe3O4。反應(yīng)方程式如下：

為了避免形成FeO、Fe2O3，需選擇合適的氧化溫度，并對蒸氣含量進(jìn)行控制，產(chǎn)品進(jìn)爐后需要通入足夠的氮?dú)鈦碇脫Q爐內(nèi)的空氣。

氧化膜的厚度是取決于加熱溫度和保持時(shí)間，其對應(yīng)影響關(guān)系，見圖1、圖2。

02設(shè)備介紹

圖3 為公司目前常見的蒸汽氧化爐，配備水蒸汽管路、氮?dú)夤苈贰⑴艢夤苈贰⒉讳P鋼馬弗。爐內(nèi)通入高溫蒸汽，對工件進(jìn)行氧化處理。

典型工藝流程見圖4，產(chǎn)品進(jìn)爐后升溫的同時(shí)，進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，到達(dá)氧化溫度后，保溫一段時(shí)間，通入水蒸氣進(jìn)行氧化處理。為了使氧化層厚度更均勻，需要階梯升溫。

03工藝應(yīng)用

蒸汽氧化處理應(yīng)用實(shí)績?nèi)缦拢?/span>

油泵接頭，材料50Cr4，蒸汽階段550℃x 120 min。處理結(jié)果：氧化層厚度2-3μm，外觀呈深藍(lán)色光澤，產(chǎn)品合格。參見圖5產(chǎn)品外觀、圖6氧化層厚度。

04注意事項(xiàng)

為了保證蒸汽氧化處理品質(zhì)，注意事項(xiàng)如下：

①.爐子的密封性。需確認(rèn)并定期檢查前門密封條、壓緊裝置、以及其他相關(guān)連接部位，確保密封。

②.通入蒸汽的時(shí)點(diǎn)。應(yīng)將產(chǎn)品充分加熱后，再向爐內(nèi)通入水蒸汽，避免由于水蒸汽結(jié)露造成的氧化不良。

③.應(yīng)提供合適的蒸汽壓力，如果蒸汽壓力過低，會(huì)導(dǎo)致液體水分增加，造成外觀不良。

④.氧化膜厚度的檢驗(yàn)。由于氧化層較薄、有脆性，在制樣過程中通常需要在表面緊密包裹一層銅皮，來防止氧化膜崩落。