粉末冶金燒結(jié)鐵基零件通常是多孔的。孔隙有兩種:一種是與表面相連的開孔,另一種是與表面不相連的孤立孔隙,這兩種孔隙的總和稱為總孔隙率。
水蒸氣不斷在所有開孔表面發(fā)生反應,導致零件氧化并增加重量,導致開孔率降低。在治療開始時,一些開放的毛孔變成孤立的毛孔。這些孤立的孔隙中沒有填充氧化鐵。一旦開孔被隔離,它們就不能再接觸淡水蒸汽。因此,這些孔隙表面的氧化層只能通過擴散來增厚。
1、處理溫度的影響
反應得到的氧化物組成的分布取決于反應溫度。如果溫度較低(低于570℃),F(xiàn)e3O4較多,但氧化層的形成速度很慢;如果溫度高(大于600°C),則大部分為FeO,而其生成速率卻很快。雖然高溫處理可以縮短反應時間并獲得相同表面膜厚的氧化層(例如:600℃VS500℃),但FeO的快速生長會迅速封閉零件表面的開孔,使蒸汽可滲透的面積變窄,即水蒸氣不能供給內(nèi)部孔隙,內(nèi)部孔隙表面沒有被充分氧化,只是增加了表面氧化層的厚度。因此,對于相同密度的零件,當反應時間相同時,高溫處理增加的重量低于低溫處理增加的重量。
2、處理時間的影響
氧化開始時,反應速度很快,但隨著氧化層厚度的增加,水蒸氣可以擴散到內(nèi)部反應 隨著量的減少,反應速度也減慢,大約兩小時后反應基本完成。
3、零件密度的影響
水蒸氣主要通過零件的內(nèi)部連接網(wǎng)絡擴散到內(nèi)部反應中。當零件的密度較高時,通孔的數(shù)量也較少。孔隙更容易變成閉孔,所以蒸汽處理的效果比低密度的差。
4、鐵粉種類的影響
在相同的蒸汽處理條件下,海綿鐵粉制成的零件比水霧化鐵粉制成的零件多孔。封閉程度很大。此外,海綿鐵粉制成的零件中產(chǎn)生的氧化鐵致密,組成精細;而由水霧化鐵粉制成的零件中的氧化鐵較厚,呈圓柱形,且多孔。當燒結(jié)密度增加時,孔隙封閉進行得更快。具有不規(guī)則顆粒形狀的海綿鐵粉具有較小的孔隙和較窄的孔隙之間的路徑。此外,其內(nèi)表面積比水霧化鐵粉大得多。