粉末冶金燒結(jié)鐵基零件通常是多孔的??紫队袃煞N: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(yīng),導(dǎo)致零件氧化并增加重量,導(dǎo)致開孔率降低。在治療開始時(shí),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(kuò)散來增厚。
1、處理溫度的影響
反應(yīng)得到的氧化物組成的分布取決于反應(yīng)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(yīng)時(shí)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(huì)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(duì)于相同密度的零件,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間相同時(shí),高溫處理增加的重量低于低溫處理增加的重量。
2、處理時(shí)間的影響
氧化開始時(shí),反應(yīng)速度很快,但隨著氧化層厚度的增加,水蒸氣可以擴(kuò)散到內(nèi)部反應(yīng) 隨著量的減少,反應(yīng)速度也減慢,大約兩小時(shí)后反應(yīng)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(luò)擴(kuò)散到內(nèi)部反應(yīng)中。當(dāng)零件的密度較高時(shí),通孔的數(shù)量也較少??紫陡菀鬃兂砷]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?xiàng)l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(xì);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(dāng)燒結(jié)密度增加時(shí),孔隙封閉進(jìn)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。