[发明专利]一种活塞产品的水蒸汽处理方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种水蒸汽处理方法，特别是一种活塞产品的水蒸汽处理方法。

背景技术

水蒸汽处理通常都作为粉末冶金类产品最终的一道生产工序，其主要作用是对粉末冶金产品进行封孔处理，处理出来的产品表面有一层兰黑色的物质，此物质就是均匀致密的Fe₃O₄。另外它还在产品内部把孔隙封住，当产品需要机械加工的时候，磨掉表面一层氧化物，其致密性还是完好的。活塞是轴对称并且顶部薄的深孔圆柱状产品，其内孔壁的厚度通常不一致。由于活塞产品是非均匀的，故在水蒸汽处理的时候，会出现局部漏气以及发红的问题，对活塞的品质造成不利的影响。

铁基产品与水蒸汽的反应是很复杂的，因为它们除了会生成Fe₃O₄，还有可能生成Fe₂O₃和FeO。铁与水蒸汽的反应受到温度、时间以及H₂O/H₂的压力比例的影响，这几个因素都会决定处理后的产品的质量。另外，在它们的反应后面阶段，也有可能继续发生其它反应。所以控制温度、时间以及水蒸汽的量是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高活塞产品的品质的水蒸汽处理方法。

具体地说，本发明的一个目的在于提供一种能够解决活塞产品在水蒸汽处理过程中出现漏气问题的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种能使芯部氧化层更均匀的活塞产品水蒸汽处理方法。

本发明的又一个目的在于提供一种能够解决活塞产品在水蒸汽处理过程中出现发红问题的方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现，并取得有益的技术效果：

一种活塞产品的水蒸汽处理方法，包括预处理、第一阶段处理和第二阶段处理，预处理包括升温通氮气一段时间后通水蒸汽，其特征在于：在第一阶段处理中，使活塞产品在520~530℃下与水蒸汽反应3.5h~4.5h；在第二阶段处理中，使活塞产品在580~590℃下与水蒸汽反应1.5~2.5h。在第一阶段处理中，传统工艺的处理时间较短，活塞芯部大孔隙的部位氧化层量比较少，不能完全覆盖住粉末冶金材料的孔隙。当检气密性的时候，高压气体就会从这些孔隙“钻”出来，把表层氧化层胀破，产品漏气。本发明的方法由于在该阶段处理时间较长，大孔隙的大部分或全部都被包覆住，所以高压气体不能“钻”出来，从而使芯部获得良好的气密性。在第二阶段处理中，传统工艺由于处理时间较长，所以表层氧化层比较厚。如果第一阶段就已经在表层深入50um的地方处堵塞，第二阶段就会在这些地方的表层处不断生成Fe₃O₄，造成有些地方看起来比较“肥大”。本发明的方法在缩短了此阶段的时间，表层氧化层较薄，但相对来说比较均匀、适中，气密性就良好。因此，采用本发明的方法能够解决活塞产品在水蒸汽处理过程中出现的漏气问题。

优选地，本发明的一种活塞产品的水蒸汽处理方法，其中预处理时通氮气时间为0.45-1h，通水蒸汽时间为0.4-0.7h，更优选地，预处理时通氮气时间为1h。在预处理阶段总时间不变的情况下，这个措施也就是缩短第一阶段之前通水蒸汽的时间，使得产品的整体温度趋向于比较均匀的时候，才与水蒸汽反应。温度从原来的450℃升到现在的500℃，保护时间从一般的0.5h增加到1h，尽量避免产品死角处的空气存留，减少高温氧化的几率，从而防止发红。

优选地，每层活塞产品之间加设有网板。活塞产品之间密密麻麻的堆叠容易阻碍水蒸汽的流通，当水蒸汽与其反应的时候，容易导致发红。加设网板后，每层活塞产品之间保持一定的间隔，从而使水蒸汽在每层活塞产品之间的流通顺畅，避免发红的现象。

优选地，所述网板孔的面积大于1cm²。网板孔面积增大，有利于水蒸汽的流通，更好地避免发红现象的发生。

优选地，所述网板为不锈钢网板。不锈钢网板耐水蒸汽腐蚀，在高温下不会与活塞反应，而且具有足够的支撑强度。

优选地，所述活塞产品之间间隔大于0.1cm。将活塞与活塞之间拨开一定的距离可以避免层叠现象，从而进一步避免发红现象。

优选地，上述任何一种技术方案中所用水蒸汽量为28-38 L/mm²·h。相对于法兰来说，一炉活塞产品的总重量、总表面积都要小，所以水蒸汽量可以酌情减少。水蒸汽的减少缩小了H₂O/H₂的比例，也降低了发红现象出现的几率。