蒸汽氧化处理概述

金属零件在饱和的水蒸汽中加热氧化，使表面生成一种与基体结合牢固、多孔、厚度在1-4μm的Fe3O4薄膜的工艺称为蒸汽处理。蒸汽处理的外观一般为蓝色或黑色光泽，可以改善产品的耐腐蚀性能。

01反应条件

铁如果在有氧的情况下加热，则会生成三种氧化物FeO、Fe3O4、Fe2O3。我们蒸汽处理希望得到的氧化膜是Fe3O4。反应方程式如下：

为了避免形成FeO、Fe2O3，需选择合适的氧化温度，并对蒸气含量进行控制，产品进炉后需要通入足够的氮气来置换炉内的空气。

氧化膜的厚度是取决于加热温度和保持时间，其对应影响关系，见图1、图2。

02设备介绍

图3 为公司目前常见的蒸汽氧化炉，配备水蒸汽管路、氮气管路、排气管路、不锈钢马弗。炉内通入高温蒸汽，对工件进行氧化处理。

典型工艺流程见图4，产品进炉后升温的同时，进行氮气置换，到达氧化温度后，保温一段时间，通入水蒸气进行氧化处理。为了使氧化层厚度更均匀，需要阶梯升温。

03工艺应用

蒸汽氧化处理应用实绩如下：

油泵接头，材料50Cr4，蒸汽阶段550℃x 120 min。处理结果：氧化层厚度2-3μm，外观呈深蓝色光泽，产品合格。参见图5产品外观、图6氧化层厚度。

04注意事项

为了保证蒸汽氧化处理品质，注意事项如下：

①.炉子的密封性。需确认并定期检查前门密封条、压紧装置、以及其他相关连接部位，确保密封。

②.通入蒸汽的时点。应将产品充分加热后，再向炉内通入水蒸汽，避免由于水蒸汽结露造成的氧化不良。

③.应提供合适的蒸汽压力，如果蒸汽压力过低，会导致液体水分增加，造成外观不良。

④.氧化膜厚度的检验。由于氧化层较薄、有脆性，在制样过程中通常需要在表面紧密包裹一层铜皮，来防止氧化膜崩落。