铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺

在用粉末冶金工艺开发铁基粉末冶金零件过程中，传统的压制-烧结工艺制造的零件，一次压制密度一般在7.0g/cm3左右，即相对密度在90%左右，采用复压-复烧工艺和温压工艺制造的零件，相对密度一般都在92%～94%之间，即粉末冶金零件不可避免的存在着空隙，蒸汽处理一个很重要的目的就是封孔作用。

对于制冷压缩机用粉末冶金零件来说，蒸汽处理已经成为对其封孔，增加其气密性的好、经济的工艺，比如连杆式压缩机中的活塞，要求能承受1.5～3.0MPa的气体压力不发生泄漏，蒸汽处理封孔仅是渗铜封孔处理的15%和氟塑料封孔处理的30%左右。为进行蒸汽处理的零件在使用和放置过程中，环境中的水汽和一些腐蚀介质容易吸附在表面和入浸到内部，在不均匀组织之间产生微电池腐蚀，导致零件较容易的生锈和被腐蚀，蒸汽处理防腐蚀的有效期比化学发蓝处理明显增加。

蒸汽处理，即把铁基粉末冶金零件放置在加热炉中，在一定温度下，向炉中通入一定量的过饱和水蒸汽，在零件的周围就存在着大量水蒸汽，凡是接触到蒸汽的表面铁原子，包括外表面和连通空隙的内表面，就会发生氧化反应，生成一层氧化物膜，这层氧化物膜的主要成分是Fe3O4，Fe3O4属体心立方系，密度5.16g/cm3，故Fe3O4比铁的容积比大，使零件的内部连通空隙封闭，达到封孔的目的，增加零件的气密性。由于该氧化物膜和覆盖在零件的基体表面，非常致密牢固的黏附着，导致环境中的水汽和腐蚀介质难以进入零件内部，到达良好的防锈功能。由于Fe3O4的硬度很高，纯Fe3O4的洛氏硬度为50HRC左右，处理后的零件的表观硬度到达60HRB以上，有利于提高零件基体的表面硬度、耐磨性、抗磨损能力，抗拉强度也可以得到提高，蒸汽处理后，铁基材料的抗拉强度提高40-50%。

蒸汽处理后的零件，上乘的处理结果是铁基粉末冶金零件外观颜色呈现出非常光滑美观的蓝黑色金属光泽，这种颜色，人眼看上去是比较舒适的，在分拣、包装产品时，不容易产生视觉疲劳。蒸汽处理前后对零件尺寸影响不大，氧化物层深度可能在0.51～1.27mm，尺寸一般增加约0.005～0.01mm[10]，在技术和装置都没有苛刻的要求，企业较容易满足其处理条件，处理时对环境没有污染，能耗不高，经济环保。