德世低溫科技  深冷處理設備深冷處理機

一,、深冷定義及原理

      深冷處理就是利用液氮（-196℃）作為冷卻介質將淬火后的金屬材料的冷卻過程繼續(xù)下去,，達到遠低于室溫的某一溫度,，從而達到改善金屬材料的性能的目的,。深冷處理技術是近年來興起的一種改善金屬工件性能的新工藝技術。對于金屬材料來說,，原子之間具有正常的分布和吸引力,，但是原子運動的動能總是在一定程度上打破原子正常分布和吸引力，要消除這種原子動能的不利影響,，深冷處理是目前有效,、經(jīng)濟的技術手段。

      在深冷處理過程中,，大量的殘留奧氏體轉變?yōu)轳R氏體,，特別是過飽和的亞穩(wěn)定馬氏體在從-196℃至室溫過程中會降低過飽和度，析出彌散,、尺寸僅為20～60Å并與基體保持共格關系的超微細碳化物,，可以使馬氏體晶格畸變減少，微觀應力降低,，而細小彌散的碳化物在材料塑性變形時可以阻礙位錯運動,，從而強化基體組織。同時由于超微細碳化物顆粒析出,，均勻分布在馬氏體基體上,，減弱了晶界脆化作用,，而基體組織的細化既減弱了雜質元素在晶界的偏聚程度，又發(fā)揮了晶界強化作用,，從而改善了高速鋼的性能,，使硬度、沖擊韌性和耐磨性都顯著提高,。

      深冷技術的改進效果不限于工件表面,，它滲入工件內部，體現(xiàn)的是整體效應,，所以可對工件進行重磨,，反復使用，而且對工件還有減少淬火應力和增強尺寸穩(wěn)定性作用,。

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二,、深冷技術的發(fā)展歷史

      在20世紀初，國外就開始研究用過度冷卻的方法改變鋼的組織和性能,。在1938年,，A II.LYJIREB首先提出高速工具鋼深冷處理的建議，并在理論上提出了冷到-80℃的理論根據(jù),。美國在20世紀50年代已經(jīng)開始深冷處理對金屬性能影響的研究,。60年代末，美國路易斯安娜理工大學機械工程系F.Barron教授對5種合金鋼52100,，D-2,，A-2，M-2和O-1進行了細致地研究,。通過對比深冷處理與未深冷處理的試樣發(fā)現(xiàn),，深冷處理后的硬度雖然增加有限，但其磨粒磨損抗力卻有顯著提高,。如經(jīng)-84℃處理后的試樣耐磨性比未處理的要提高2.0~6.6倍,，經(jīng)-190℃處理的試樣耐磨性比-84℃處理的還要提高2.6倍。實際生產中也證實了F.Barron的研究結論的正確性,。Dayton公司在其生產報告中明確指出：采用-310℃F處理的沖頭壽命可提高一倍,。美國材料開發(fā)有限公司于1966年10月，開始利用深冷處理方法來處理承受磨損的工具和零件,。70年代美國休斯航空公司,、通用動力公司、通用汽車公司,、Steelcase及日本Cannon等公司均使用深冷處理技術,，特別是Metarials Improvement Inc,則成為專門從事深冷處理的專業(yè)性公司。前蘇聯(lián)也是較早采用深冷處理技術來提高高速鋼刀具使用壽命的國家。

      20世紀80年代,，澳大利亞,、羅馬尼亞、德國,、新加坡、英國等國家的學者對深冷處理的工藝,、機理都做了一定的研究,，研究結果普遍認為深冷處理可使材料的性能明顯提高[2~8]。

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三,、 深冷技術原理

      對金屬材料進行深冷處理可以明顯改善其組織結構,，提高機械物理性能，其深冷處理效果是通過以下幾個方面達到的,。

（1）,、殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體

      殘余奧氏體，是金屬材料在淬火后留下的,，含量一般在13~45%之間,。*，殘余奧氏體是不穩(wěn)定結構,，限制了材料硬度和耐磨性,，在受冷受熱時會分解轉化，致使模具的體積發(fā)生膨脹與變形,，幾何尺寸不穩(wěn)定,。

      常規(guī)的淬火處理，冷至室溫后,，會留下相當數(shù)量的殘余奧氏體,，通過深冷處理，可以使殘余奧氏體基本轉變?yōu)轳R氏體,。根據(jù)相關部門檢測,，以深冷處理后殘余奧氏體僅存1-5%，其轉化率達到90~100%,，對于含碳量<0.3~0.4的鋼種,，深冷處理就可以實現(xiàn)殘余奧氏體的轉變

技術參數(shù)表

注：1,、控制方式:人工/智能(可接計算機)    2、液氮制冷。