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(chu)理就是(shi)利(li)用液氮（-196℃）作為冷(leng)卻介質將淬(cui)火后(hou)的(de)(de)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)冷(leng)卻過程繼(ji)續(xu)下去(qu)，達到(dao)遠(yuan)低于室(shi)溫的(de)(de)某一(yi)(yi)溫度(du)，從而(er)達到(dao)改善金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)性能(neng)的(de)(de)目的(de)(de)。深冷(leng)處理技(ji)術是(shi)(shi)近年來興起(qi)的(de)(de)一(yi)(yi)種改善金(jin)屬(shu)工件(jian)性能(neng)的(de)(de)新工藝(yi)技(ji)術。對于金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)來說，原(yuan)子之間(jian)具(ju)有正(zheng)常的(de)(de)分(fen)布和吸引力(li)，但是(shi)(shi)原(yuan)子運動的(de)(de)動能(neng)總是(shi)(shi)在一(yi)(yi)定(ding)程度(du)上(shang)打破原(yuan)子正(zheng)常分(fen)布和吸引力(li)，要消除這(zhe)種原(yuan)子動能(neng)的(de)(de)不利(li)影響，深冷(leng)處理是(shi)(shi)目前有效、經濟(ji)的(de)(de)技(ji)術手段。

      在(zai)深冷(leng)處(chu)理(li)過程中，大量的殘留(liu)奧氏體(ti)轉變為馬(ma)氏體(ti)，特別是過飽和的亞穩定馬(ma)氏體(ti)在(zai)從-196℃至室溫(wen)過(guo)程(cheng)中會(hui)降低過(guo)飽和度，析出彌散、尺寸僅為20～60Å并與基體(ti)保持共格關系的(de)(de)超微(wei)細碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)，可(ke)(ke)以(yi)使馬(ma)氏(shi)體(ti)晶(jing)格畸變(bian)減(jian)少，微(wei)觀應(ying)力(li)降低，而(er)細小彌散的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)在(zai)材(cai)料(liao)塑性(xing)變(bian)形(xing)時可(ke)(ke)以(yi)阻礙位錯運動(dong)，從而(er)強(qiang)化(hua)基體(ti)組織(zhi)。同時由于超微(wei)細碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)顆粒析出，均勻分(fen)布(bu)在(zai)馬(ma)氏(shi)體(ti)基體(ti)上，減(jian)弱(ruo)了(le)(le)晶(jing)界脆化(hua)作用，而(er)基體(ti)組織(zhi)的(de)(de)細化(hua)既減(jian)弱(ruo)了(le)(le)雜質元素在(zai)晶(jing)界的(de)(de)偏聚程度(du)，又發揮了(le)(le)晶(jing)界強(qiang)化(hua)作用，從而(er)改(gai)善了(le)(le)高(gao)(gao)速鋼的(de)(de)性(xing)能，使硬度(du)、沖(chong)擊韌(ren)性(xing)和耐磨性(xing)都顯著提高(gao)(gao)。

      深冷(leng)技術的改進效果不限于工件表面，它滲入工件內部，體(ti)現(xian)的是整(zheng)體(ti)效應，所(suo)以可對工件進行(xing)重磨，反復使(shi)用(yong)，而且對工件還(huan)有減少(shao)淬(cui)火應力和增強尺寸穩定(ding)性(xing)作用(yong)。

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二、深冷技術的發展歷史

      在20世紀初，國(guo)外就開(kai)始研究用過度冷卻的(de)方法改變鋼(gang)的(de)組織和性能。在1938年，A II.LYJIREB首先提出高速工具鋼(gang)深冷(leng)(leng)處(chu)理的建議，并在理論上(shang)提出了冷(leng)(leng)到-80℃的理論(lun)根(gen)據(ju)。美國(guo)在(zai)20世紀50年代已經開始(shi)深冷處理(li)對(dui)金屬(shu)性能影響的研(yan)究。60年代末(mo)，美國(guo)路易(yi)斯安娜理工大學機(ji)械工程系F.Barron教授(shou)對5種合金(jin)鋼(gang)52100，D-2，A-2，M-2和(he)O-1進行了(le)細致地(di)研究。通過對比深冷(leng)處理與未深冷(leng)處理的試樣發現，深冷(leng)處理后的硬度雖然(ran)增加有限，但其磨(mo)粒磨(mo)損抗力卻有顯(xian)著提(ti)高(gao)。如經(jing)-84℃處理(li)后的試(shi)樣(yang)耐磨性比(bi)未處理(li)的要提高2.0~6.6倍(bei)，經-190℃處理的試樣(yang)耐磨性(xing)比(bi)-84℃處理的還要提高2.6倍。實(shi)際生產中(zhong)也證實(shi)了F.Barron的研究(jiu)結(jie)論的正(zheng)確性。Dayton公(gong)司在(zai)其(qi)生(sheng)產報告中明(ming)確指(zhi)出：采(cai)用-310℃F處理的沖(chong)頭(tou)壽命可提高一倍。美國材料(liao)開(kai)發有限公司于(yu)1966年10月，開(kai)始利(li)用深(shen)冷處理方法(fa)來(lai)處理承受磨損的(de)工具和(he)零件。70年代美(mei)國休(xiu)斯航空公司(si)、通用動力公司(si)、通用汽車公司(si)、Steelcase及(ji)日本Cannon等公司(si)均(jun)使用深冷(leng)處(chu)理技術，特別(bie)是Metarials Improvement Inc,則(ze)成為專(zhuan)門從事(shi)深(shen)冷處理的(de)專(zhuan)業性公司(si)。前蘇聯也是(shi)較早采用(yong)深(shen)冷處理技術來提高高速(su)鋼(gang)刀(dao)具使(shi)用(yong)壽(shou)命的(de)國家。

      20世紀(ji)80年代，澳大(da)利(li)亞、羅馬尼亞、德國(guo)、新加坡、英國(guo)等國(guo)家的(de)學者對(dui)深(shen)冷處理(li)的(de)工藝、機理(li)都做了(le)一定的(de)研究，研究結果(guo)普(pu)遍認(ren)為深(shen)冷處理(li)可使材料的(de)性能明顯提高[2~8]。

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三、 深冷技術原理(li)

      對(dui)金屬材(cai)料(liao)進行深冷(leng)處理可以明顯改善其組織(zhi)結構(gou)，提高機械物理性能，其深冷(leng)處理效果(guo)是(shi)通過以下幾個(ge)方面(mian)達(da)到的。

（1）、殘余奧氏體轉變為馬氏體

      殘余奧氏體(ti)，是(shi)金屬材料在淬(cui)火后留下的(de)，含量一般在13~45%之間。*，殘余奧(ao)氏體(ti)是(shi)不(bu)穩定結(jie)構，限(xian)制了材料(liao)硬(ying)度和耐磨性，在受(shou)冷(leng)受(shou)熱時會(hui)分解轉化，致使(shi)模具的體(ti)積(ji)發(fa)生膨脹與變形，幾何尺寸不(bu)穩定。

      常規的(de)(de)淬火處(chu)理，冷(leng)(leng)至室溫后，會留下相當數量的(de)(de)殘(can)(can)余奧氏(shi)體，通過深(shen)冷(leng)(leng)處(chu)理，可以(yi)使殘(can)(can)余奧氏(shi)體基本轉變為馬氏(shi)體。根(gen)據相關部(bu)門檢測(ce)，以(yi)深(shen)冷(leng)(leng)處(chu)理后殘(can)(can)余奧氏(shi)體僅存1-5%，其(qi)轉化率達到90~100%，對于(yu)含碳量<0.3~0.4的鋼(gang)種，深冷(leng)處理就可以(yi)實現殘余奧(ao)氏體的轉變(bian)

技術參數表

注：1、控(kong)制方式:人工/智能(可接計算(suan)機)    2、液氮(dan)制冷。