一种铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺制造技术

一种铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺，步骤：将待处理的零件装入蒸汽处理炉，并通入氮气气氛保护；升温至低温渗透温度后保温，同时通入水蒸气进行蒸汽处理，在保温过程中每隔一定时间进行抽真空处理，要求相对大气压真空度低于

【技术实现步骤摘要】
一种铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺


[0001]本专利技术属于铁基粉末冶金零件的表面防护
，涉及一种铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺
。

技术介绍

[0002]汽车发动机
、
齿轮箱和空调压缩机等产业的升级，对铁基粉末冶金零件耐磨
、
气密性要求不断提高，现有蒸汽处理工艺制备效率低，零件易磨损
、
时常漏气，已无法满足现有工业的需求，如何在低成本条件下实现铁基蒸汽处理零件性能的提升成为目前亟待解决的问题
。
[0003]蒸汽处理工艺是将过热水蒸气与铁基材之间产生的化学反应，由下式表示：
[0004]3Fe+4H2O
＝＝
Fe3O4+4H2[0005]其中
Fe3O4的生成是影响铁基粉末冶金零件硬度
、
耐磨性
、
气密性的关键因素，而温度
、
气氛
(
水蒸气
、
氢气比例
)、
装炉量能够极大地影响蒸汽处理工艺的进程
。
从化学方程式中可以观察到，水蒸气与氢气的消耗与生成比例为
1:1
，当蒸汽处理炉内氢气累计到一定浓度后，反应动力学过程将被减缓，极大影响制备效率
。
现有蒸汽处理工艺是在特定温度下直接不断向炉内通入水蒸气进行氧化反应，并直接通过旁通排出炉内气体，炉内水蒸气
、
氢气比例并不可控，且由实际生产过程可知，该排气方式并不能有效排出炉内氢气，蒸汽处理反应速率会随着时间逐渐下降
。
除此之外，氢气无法顺畅排出炉体，也会引起蒸汽处理层内缺陷，导致膜层质量下降
。
[0006]因此，需要研发出一种新的铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺，满足制备效果高
、
耐磨性和气密性好的要求
。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种操作简单
、
效率高的铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺，处理后的零件表面蒸汽处理层均匀致密，有效提高零件的耐磨性和气密性
。
[0008]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
[0009]1)
将待处理的零件装入蒸汽处理炉，并通入氮气气氛保护；
[0010]2)
升温至低温渗透温度后保温，同时通入水蒸气进行蒸汽处理，在保温过程中每隔一定时间进行抽真空处理，要求相对大气压真空度低于
‑
10kPa
，并再次通入水蒸气进行蒸汽处理，循环次数
≥1
次；
[0011]3)
接着升温到蒸汽处理层形成温度后保温，在保温过程中每隔一定时间进行抽真空处理，要求相对大气压真空度低于
‑
10kPa
，并再次通入水蒸气进行蒸汽处理，循环次数
≥1
次；
[0012]4)
蒸汽处理结束后再次通入氮气，待冷却取出
。
[0013]进一步，所述步骤
2)
的低温渗透温度为
480
～
530℃。
[0014]进一步，所述步骤
3)
的蒸汽处理层形成温度为
530
～
600℃。
[0015]进一步，根据零件的使用要求，可以单独实施步骤
2)
或步骤
3)。
[0016]最后，所述步骤
2)、
步骤
3)
中的抽真空处理的间隔时间为
10
～
60
分钟
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0018](1)
相比于现有蒸汽处理工艺，本专利技术的蒸汽处理工艺制得的蒸汽处理涂层表面致密，膜厚均匀，表现出较大的压应力，同时具有较低的摩擦系数
(
油润滑摩擦系数约为
0.11)
和磨损率，能够有效提升蒸汽处理层的耐磨和耐疲劳特性，可延长此类零件寿命；
[0019](2)
本专利技术的蒸汽处理工艺能够及时将产生的氢气排出，促使反应不断正向进行，相比于传统蒸汽处理工艺制备效率更高，蒸汽处理层质量全方位提升；
[0020](3)
本专利技术的蒸汽处理工艺操作简单，可通过对现有设备的简单改造实现设备升级，适合大批量生产，可形成执行性强的标准化流程；
[0021]本专利技术工艺简单
、
易操作，在保持成本优势的前提下，大大提升蒸汽处理工艺的制备效率，处理后的零件表面蒸汽处理层致密均匀，有效改善零件的耐磨性
、
气密性
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供的蒸汽处理工艺的流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例1制得的蒸汽处理层的表面形貌图；
[0024]图3为本专利技术实施例1制得的蒸汽处理层的截面金相图；
[0025]图4为本专利技术实施例1制得的蒸汽处理层的
XRD
应力测试结果图谱；
[0026]图5为本专利技术实施例1制得的蒸汽处理层在油润滑工况下的摩擦系数曲线；
[0027]图6为本专利技术实施例1制得的蒸汽处理层在油润滑工况下的磨痕形貌；
[0028]图7为本专利技术实施例2制得的蒸汽处理层的截面金相图
。
[0029]图8为本专利技术比较例1制得的蒸汽处理层的表面形貌图；
[0030]图9为本专利技术比较例1制得的蒸汽处理层的截面金相图；
[0031]图
10
为本专利技术比较例1制得的蒸汽处理层的
XRD
应力测试结果图谱；
[0032]图
11
为本专利技术比较例1制得的蒸汽处理层在油润滑工况下的摩擦系数曲线；
[0033]图
12
为本专利技术比较例1制得的蒸汽处理层在油润滑工况下的磨痕形貌；
[0034]图
13
为本专利技术比较例2制得的蒸汽处理层的截面金相图
。
具体实施方式
[0035]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述
。
[0036]本专利技术的蒸汽处理工艺流程如图1所示
。
[0037]实施例1：
[0038](1)
将待处理零件装炉，并通入氮气气氛保护；
[0039](2)
升温到
500℃
后保温，通入水蒸气进行蒸汽处理，在保温过程中每隔
30
分钟进行一次真空处理，要求相对大气压真空度低于
‑
15kPa
，并再次通入水蒸气进行蒸汽处理，循环次数2次，共一个半小时；
[0040](3)
再次升温到
560℃
后保温，在保温过程中每隔
30<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁基粉末冶金零件的蒸汽处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)
将待处理的零件装入蒸汽处理炉，并通入氮气气氛保护；
2)
升温至低温渗透温度后保温，同时通入水蒸气进行蒸汽处理，在保温过程中每隔一定时间进行抽真空处理，要求相对大气压真空度低于
‑
10kPa
，并再次通入水蒸气进行蒸汽处理，循环次数
≥1
次；
3)
接着升温到蒸汽处理层形成温度后保温，在保温过程中每隔一定时间进行抽真空处理，要求相对大气压真空度低于
‑
10kPa
，并再次通入水蒸气进行蒸汽处理，循环次数
≥1
次；
4)
蒸汽处理结束后再次通入氮气，待冷却取出
。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱烨彪，包崇玺，陈志东，
申请(专利权)人：东睦新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：