蒸汽发蓝工艺的探讨及应用

摘 要：蒸汽发蓝工艺可以解决常温发蓝和常规低温碱性发蓝中存在的问题，比如成分变动大、操作条件高、很难进行监控、劳动强度高等问题，蒸汽发蓝工艺比传统的低温碱性发蓝工艺的应用范围大的多，而且存在着膜层性能好、容易控制质量、操作很简单，没有污染、具有很高程度的自动化，适合批量生产等优点。本文对蒸汽发蓝工艺进行了探讨，并对蒸汽发蓝工艺的应用范围和效果进行了探讨。

关键词：蒸汽发蓝 工艺 应用

一、引言

在机械制造行业发蓝工艺的应用非常广泛，常温发蓝和低温碱性发蓝是最常用的俩种工艺，但是这俩种工艺存在着成分变动大、操作条件高、很难进行监控、劳动强度高、生产效率低等问题，所以蒸汽发蓝工艺就应运而生了，通过水蒸气和铁的相互作用，使得铁表面实现氧化处理的工艺就是蒸汽发蓝。在水蒸气浓度和不同的温度条件下，铁和水蒸气可以发生反应，在低于600℃的条件下进行连续的通水蒸气，反应的主要产物是向Fe3O4进行的，通过蒸汽发蓝工艺生成的氧化膜具有组织致密、可以在金属表面牢固的附着等优点。本文对蒸汽发蓝工艺及其应用进行了探讨。

二、蒸汽处理的工作原理

蒸汽发蓝的原理是根据水蒸气在不同的温度与浓度条件下和铁的不同化学反应进行的，主要是以下三种反应：

3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2

Fe+ H2O=FeO+ H2

3FeO+ H2O= Fe3O4+ H2

三、蒸汽发蓝工艺

1.蒸汽发蓝工艺的流程

蒸汽发蓝工艺的流程是这样的，第一步是装吊具，然后进行去油、清水冲洗、酸洗、在清水冲洗等过程，然后进行清洁的沸水冲洗，再对表面进行检测，最后进行装炉蒸汽处理和浸油处理。

2.工艺说明

2.1去油

在蒸汽发蓝工艺中，经常使用碱液去油，其配方是体积质量为5g/L的NaOH和30g/L的的Na2CO3以及水。在100℃的条件下进行去油，经过15分钟左右的时间将油去尽，在完成去油之后，使用流动的冷水进行漂洗，使余液被漂洗干净，时间不要少于30s。

2.2酸洗

酸洗的配方是体积分数为25%～35%的盐酸以及盐酸体积分数总量0.2%～0.5%的尿素，再加上适量的水，经过5s左右的酸洗，酸洗的目的是为了使金属表面活化。

2.3清洗

在对工件进行酸洗之后，要将工件表面的酸液去除掉，这个可以使用流动的冷水进行漂洗，然后再用清洁的沸水进行清洗，确保工件表面整洁干净，没有污面和水迹。

2.4蒸汽处理

在夹具内放入工件，要在炉温达到350～370℃的时候放入炉中。在15分钟后，进行通电加热，同时立即的通入水蒸气。这个时候，要将排气阀完全打开，要将进气的压力控制在0.02～0.03Mpa，这样可以保证炉膛内的空气被排除，在排气进行15分钟后，通过调节排气阀来使炉膛内的蒸汽压力被提高到0.03～0.05Mpa，也要将进气的压力提高到0.04～0.06Mpa。直接将颅内的温度升高到550℃左右，然后进行60～100分钟的保温，具体时间根据装炉量的大小进行确定。在保温的过程中要维持蒸汽压力不变。保温完成后，立马将排气阀打开，可以适当的提高进气的压力，同时断电，在炉内温度冷到300℃的时候停止蒸汽的输入，出炉空冷。

2.5浸油处理

在零件经过蒸汽处理结束后，将工件取出，并冷却到100℃左右后在浸入到机油中，浸油的时间维持4分钟左右。

四、氧化层性能的分析

我们对于氧化层的性能主要通过外观后表面的质量、膜层的厚度、防锈力、膜层耐蚀性、孔隙率和连续性等进行分析，我国质检总局也出台了和国际标准接轨的GB/T15519-2002标准，这个标准可以用于机械加工产品的氧化膜产品的检验。

五、蒸汽发蓝工艺的应用范围和效果

1.蒸汽发蓝工艺的应用范围

1.1可以通过蒸汽发蓝工艺处理的包括高合金工具钢刀具、高速钢、一般的低合金钢零件和没有经过淬火的中低温回火碳钢。

1.2蒸汽发蓝工艺还可以用于粉末冶金零件的防锈和填孔处理，能够使其硬度和抗压的强度得到提高。

1.3蒸汽发蓝工艺可以用于处理硅钢片，这样可以获得大而且非常均匀的电阻值，使的昂贵的绝缘漆能够节省下来。

1.4蒸汽发蓝工艺可以处理非钛合金的工件，有利于其防锈能力的提高。

1.5蒸汽发蓝工艺可以代替高速钢的回火，尤其是对成型的刀具特别适用。

2.蒸汽发蓝工艺的劳动强度、生产效率以及环保性

2.1劳动强度

蒸汽发蓝工艺是在蒸汽发蓝炉内完成蒸汽的处理过程的，设备可以对氧化的温度、炉膛的压力以及氧化的时间进行自动化控制，处理过程比传统碱性发蓝简单很多，劳动强度低。

2.2生产效率

蒸汽发蓝工艺是在蒸汽发蓝炉内完成蒸汽发蓝处理过程的，吊具的设计时根据工件的尺寸和结构完成的，安装工件的原则就是必须要利于蒸汽的畅通，同种规格的工件可以在同一个炉内完成批量的生产，不同规格的工件也可以在同一个炉内完成批量的生产，而且可以实现连续生产，操作过程较为简单，而且具有很高程度的自动化，控制质量比较容易，装炉量很大，非常适合大批量的生产，其生产效率比传统的碱性发蓝工艺高的多。

2.3环保性

蒸汽发蓝工艺的过程就是铁和水蒸气的作用，在这个过程中不会产生任何污染物，所以环保性很强。

3.蒸汽发蓝工艺的应用效果

3.1我国有许多工厂应用蒸汽发蓝工艺的，成功的应用于很多种材料的单件生产或者批量生产，证明应用效果非常好。

3.2因为蒸汽处理的装炉量很大，所以非常适用于批量生产，我们根据生产要求在蒸汽发蓝炉的控制柜上进行设定就可以，而且自动化程度很到，操作非常简便，控制质量很容易。

六、总结

经过时间与实践的证明，蒸汽发蓝工艺比传统的常温发蓝工艺和常规低温碱性发蓝工艺先进的多，可以解决传统发蓝工艺过程中存在的成分变动大、操作条件高、很难进行监控、劳动强度高等问题，而且蒸汽发蓝工艺还具有应用范围大的多，还存在着膜层性能好、容易控制质量、操作很简单，没有污染、具有很高程度的自动化，适合批量生产等优点。所以我们在各项材料的生产过程中要更好的应用蒸汽发蓝工艺。

参考文献

[1]葛瑞荣，周尚荣，刘诚.45钢蒸汽发蓝工艺及膜层性能研究.《热加工工艺》.2010年10期

[2]葛瑞荣，周尚荣，刘诚.蒸汽发蓝处理工艺的应用效果.《材料保护》.2010年11期