Fundamentos del Tratamiento con Vapor

Al proceso de tratamiento con vapor es la oxidación controlada de metales para producir una capa delgada de óxido en la super cie de un componente. Este proceso se puede utilizar para proporcionar un componente con mayor resistencia a la corrosión, mejor resistencia al desgaste, mayor dureza super cial, un acabado super cial atractivo y, en el caso de materiales porosos como polvo de metal, sellar la porosidad de la pieza y aumentar la densidad.

Como cualquier proceso térmico, la relación de tiempo, temperatura y atmósfera es fundamental para el éxito del proceso de tratamiento con vapor.

Al procesar un componente ferroso, el primer paso en el proceso es calentar el componente en el aire a una temperatura superior a 300ºF. Una “regla de oro” típica es calentar la parte por encima de 700ºF antes de exponerla al vapor para asegurarse de que toda la carga de las piezas esté por encima de 300ºF. Si un componente ferroso está expuesto a vapor por debajo de 300ºF, el vapor de agua oxidará el hierro para formar Fe2O3 en la superficie de la pieza. El Fe2O3 muestra inconsistencias rosadas en el color de la superficie de la pieza. Las inconsistencias en el color de la superficie pueden indicar una posible reducción en el rendimiento de la capa de óxido del componente.

Una vez a 700ºF, el componente entra en contacto con vapor seco, lo que significa que cualquier condensado como resultado de la refrigeración con vapor mientras pasa entre la caldera y la unidad de tratamiento de vapor puede fluir a un desagüe y no a la unidad de tratamiento de vapor.

El vapor de agua en el vapor comenzará a reaccionar con el hierro en la pieza para formar Fe3O4. Este es un óxido de hierro que es de color azul.

Si el vapor no está seco, el agua líquida reaccionará con el hierro en la superficie de la pieza para formar una forma muy densa de Fe2O3 en la superficie de la pieza, que aparece como una decoloración roja en la superficie de la pieza. También puede producirse una decoloración marrón si se permite que el aire entre en contacto con el componente ferroso en presencia del vapor.

Las partes ferrosas continúan siendo calentadas a una temperatura de ~ 1000ºF. Es a esta temperatura que se optimizan la reacción y la velocidad de reacción para la formación de Fe3O4 por vapor de agua. El tiempo que los componentes se mantienen a 1000ºF en el vapor es una función de la aplicación. Aplicaciones como el sellado requieren que la pieza esté en el vapor seco a ~ 1000ºF por ~ 60 minutos; mientras que otras aplicaciones, como la resistencia a la corrosión o la dureza, solo pueden requerir un tiempo de retención de ~ 30 minutos para lograr el resultado deseado.

El paso final en el proceso de tratamiento de vapor es permitir que el componente salga de la unidad de tratamiento de vapor. Aunque el componente aún está muy caliente, la exposición al aire libre generalmente no es un problema. Muchos productores recogen la pieza en un recipiente y les permite enfriarse naturalmente.

Figura 1. Componentes tratados con vapor de hierro

Figura 2. Historial térmico de una pieza tratada con vapor

Figura 3. Esquema de la formación de óxido deseada

Abbott Furnace Company: Steam Treatment Fundamentals
Figure 2. Thermal History of a Steam Treated Part
Figure 3. Schematic of the Desired Oxide Formation

HORNOS DE TRATAMIENTO DE VAPOR

Abbott Furnace fabrica hornos de tratamiento de vapor altamente eficientes para el tratamiento de vapor continuo. Los hornos de tratamiento de vapor de banda de malla continua de Abbott Furnace Company proporcionan una alternativa viable a los métodos de proceso por lotes. Contáctenos si tiene una aplicación de tratamiento con vapor que requiera un alto rendimiento.

Solicitar Información