德世低溫科技  深冷處理設備深冷處理機

一、深冷(leng)定義(yi)及原理

      深冷處(chu)理就是利(li)用液氮（-196℃）作為冷(leng)卻介質將(jiang)淬火(huo)后的(de)(de)金屬(shu)材(cai)(cai)料的(de)(de)冷(leng)卻過程(cheng)繼續(xu)下(xia)去，達到遠低于室溫(wen)的(de)(de)某一溫(wen)度(du)，從而(er)達到改(gai)善(shan)金屬(shu)材(cai)(cai)料的(de)(de)性能(neng)(neng)的(de)(de)目的(de)(de)。深冷(leng)處理技術是近年(nian)來興(xing)起(qi)的(de)(de)一種(zhong)改(gai)善(shan)金屬(shu)工(gong)件(jian)性能(neng)(neng)的(de)(de)新工(gong)藝技術。對于金屬(shu)材(cai)(cai)料來說，原子(zi)之(zhi)間具有正常的(de)(de)分布(bu)和(he)吸(xi)引力，但是原子(zi)運動的(de)(de)動能(neng)(neng)總是在一定程(cheng)度(du)上打破原子(zi)正常分布(bu)和(he)吸(xi)引力，要消(xiao)除這(zhe)種(zhong)原子(zi)動能(neng)(neng)的(de)(de)不利影響，深冷(leng)處理是目前有效、經(jing)濟的(de)(de)技術手段。

      在(zai)深冷(leng)處理(li)過程中，大量的(de)殘(can)留(liu)奧氏體轉變為(wei)馬氏體，特別是過飽和的(de)亞穩定(ding)馬氏體在(zai)從-196℃至室溫(wen)過程中(zhong)會降低(di)過飽和度，析(xi)出彌散、尺寸僅(jin)為20～60Å并與基(ji)(ji)(ji)體保持共格(ge)關系的超微細(xi)碳化(hua)(hua)物(wu)，可以(yi)使(shi)馬氏體晶(jing)格(ge)畸變(bian)減(jian)少，微觀應力降低，而(er)細(xi)小彌散的碳化(hua)(hua)物(wu)在材料塑性(xing)變(bian)形時可以(yi)阻礙位(wei)錯運動，從而(er)強化(hua)(hua)基(ji)(ji)(ji)體組織。同時由于超微細(xi)碳化(hua)(hua)物(wu)顆粒析出(chu)，均勻分布在馬氏體基(ji)(ji)(ji)體上，減(jian)弱了晶(jing)界(jie)(jie)脆化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)，而(er)基(ji)(ji)(ji)體組織的細(xi)化(hua)(hua)既(ji)減(jian)弱了雜質元(yuan)素在晶(jing)界(jie)(jie)的偏(pian)聚程度，又發(fa)揮了晶(jing)界(jie)(jie)強化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)，從而(er)改善了高速鋼的性(xing)能，使(shi)硬度、沖擊韌性(xing)和(he)耐磨性(xing)都(dou)顯著提高。

      深冷技(ji)術(shu)的改進效果不限于工(gong)件表(biao)面，它滲入工(gong)件內部，體現的是(shi)整體效應，所以可對工(gong)件進行重磨，反復(fu)使用，而且對工(gong)件還有減少(shao)淬火應力(li)和增強尺寸(cun)穩定性作用。

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二(er)、深冷技術(shu)的(de)發展歷史

      在(zai)20世紀初，國外就(jiu)開始研究(jiu)用(yong)過度冷卻(que)的(de)(de)方法改(gai)變(bian)鋼的(de)(de)組織(zhi)和性(xing)能。在1938年(nian)，A II.LYJIREB首先提出(chu)高速工具(ju)鋼深冷處(chu)理(li)的建議，并在(zai)理(li)論(lun)上(shang)提出(chu)了(le)冷到-80℃的理論根據。美國在(zai)20世紀50年代(dai)已經開(kai)始深(shen)冷處理對金屬性能影響的(de)研究。60年代(dai)末(mo)，美國路易斯(si)安娜理(li)工(gong)(gong)大學機械工(gong)(gong)程系(xi)F.Barron教授對5種(zhong)合金(jin)鋼52100，D-2，A-2，M-2和O-1進行了細(xi)致(zhi)地研究。通過對比深冷(leng)處理(li)與(yu)未深冷(leng)處理(li)的試樣發(fa)現，深冷(leng)處理(li)后的硬度雖然增加有限，但(dan)其(qi)磨粒磨損抗力卻有顯(xian)著(zhu)提(ti)高。如經-84℃處理后的試樣耐磨(mo)性比未處理的要提高2.0~6.6倍，經-190℃處理的試(shi)樣耐磨(mo)性比-84℃處理的還要提高(gao)2.6倍。實際(ji)生產中(zhong)也證實了F.Barron的(de)研究結論的(de)正(zheng)確性。Dayton公司在(zai)其生產報告中明確指出：采用-310℃F處理的沖頭壽命可(ke)提(ti)高一倍。美國材料開(kai)發有限公司于1966年10月，開(kai)始利用深冷處理方法來處理承受磨損的工具和(he)零件(jian)。70年代美國休斯航空公司、通(tong)用動(dong)力公司、通(tong)用汽車公司、Steelcase及日本Cannon等公司均使用深(shen)冷處理技術(shu)，特別是Metarials Improvement Inc,則(ze)成為專門從(cong)事深冷處理的(de)專業(ye)性(xing)公司。前蘇聯也是較早采用(yong)(yong)深冷處理技術來提(ti)高高速(su)鋼刀具使用(yong)(yong)壽命的(de)國家。

      20世紀80年代，澳大利亞(ya)、羅馬尼(ni)亞(ya)、德國(guo)、新加坡、英國(guo)等國(guo)家的(de)學者對深(shen)冷處(chu)理的(de)工藝、機理都做了一定(ding)的(de)研究，研究結果(guo)普(pu)遍認為深(shen)冷處(chu)理可(ke)使(shi)材料的(de)性能(neng)明顯提高[2~8]。

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三、 深冷技術原理

      對(dui)金屬材(cai)料進行深(shen)冷(leng)處理(li)可以(yi)明顯改善其組(zu)織結構，提(ti)高機械物(wu)理(li)性(xing)能，其深(shen)冷(leng)處理(li)效果是(shi)通過以(yi)下幾個方面達到的。

（1）、殘余奧氏體轉(zhuan)變為馬氏體

      殘余奧氏體，是金屬材(cai)料在淬火后留下的(de)，含(han)量一般在13~45%之間(jian)。*，殘余奧氏體是不穩定結構，限制了材料硬度和耐磨性(xing)，在受冷受熱時會(hui)分解轉(zhuan)化，致使模具的(de)體積發生膨脹(zhang)與變形，幾(ji)何尺(chi)寸不穩定。

      常(chang)規的(de)淬火處理，冷至室溫后，會留下相當數量(liang)的(de)殘(can)余(yu)奧氏體，通過深冷處理，可以使(shi)殘(can)余(yu)奧氏體基本轉變為馬氏體。根據相關部門檢測，以深冷處理后殘(can)余(yu)奧氏體僅(jin)存1-5%，其轉化率達到90~100%，對于含碳量(liang)<0.3~0.4的(de)(de)鋼種(zhong)，深冷處(chu)理就可以實(shi)現殘余奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)轉變

技(ji)術參數表

注：1、控(kong)制方式:人工(gong)/智能(可接計算機(ji))    2、液(ye)氮制冷。