德世低溫科技  深冷處理設備深冷處理機

一、深冷(leng)定(ding)義及(ji)原理

      深冷(leng)處理就是利用液氮(dan)（-196℃）作(zuo)為冷卻介質將(jiang)淬火后的金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)的冷卻過程繼續下去，達到遠低于室溫(wen)的某(mou)一(yi)溫(wen)度(du)，從而達到改(gai)善(shan)金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)的性(xing)(xing)能的目的。深(shen)冷處理技術(shu)是(shi)近年來(lai)興起的一(yi)種改(gai)善(shan)金(jin)屬(shu)工件性(xing)(xing)能的新工藝(yi)技術(shu)。對于金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)來(lai)說，原(yuan)子之間(jian)具有(you)正常的分布(bu)和吸引力，但是(shi)原(yuan)子運(yun)動(dong)(dong)的動(dong)(dong)能總是(shi)在一(yi)定程度(du)上打破原(yuan)子正常分布(bu)和吸引力，要消除這種原(yuan)子動(dong)(dong)能的不利影響(xiang)，深(shen)冷處理是(shi)目前有(you)效、經濟的技術(shu)手段。

      在深冷處理過程中，大(da)量(liang)的殘留奧氏體(ti)(ti)轉變為馬氏體(ti)(ti)，特別是過飽和的亞穩定馬氏體(ti)(ti)在從-196℃至(zhi)室(shi)溫過程中(zhong)會降低過飽和(he)度(du)，析(xi)出(chu)彌(mi)散、尺(chi)寸僅為20～60Å并與基(ji)體(ti)(ti)(ti)保持共格(ge)(ge)關系的超微(wei)(wei)細(xi)(xi)碳化(hua)物，可(ke)以使(shi)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)晶格(ge)(ge)畸變(bian)減少，微(wei)(wei)觀應(ying)力(li)降低，而(er)細(xi)(xi)小彌散(san)的碳化(hua)物在材料塑性(xing)(xing)(xing)變(bian)形時可(ke)以阻礙位錯運動(dong)，從而(er)強化(hua)基(ji)體(ti)(ti)(ti)組織。同時由于超微(wei)(wei)細(xi)(xi)碳化(hua)物顆(ke)粒析(xi)出，均勻分布在馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)上，減弱了(le)晶界脆化(hua)作(zuo)用(yong)，而(er)基(ji)體(ti)(ti)(ti)組織的細(xi)(xi)化(hua)既(ji)減弱了(le)雜(za)質元素在晶界的偏聚(ju)程度(du)，又(you)發揮了(le)晶界強化(hua)作(zuo)用(yong)，從而(er)改善了(le)高速鋼(gang)的性(xing)(xing)(xing)能，使(shi)硬(ying)度(du)、沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)(xing)都顯著提高。

      深冷技術的(de)改進效(xiao)果(guo)不(bu)限(xian)于工(gong)件(jian)表面(mian)，它(ta)滲入工(gong)件(jian)內(nei)部，體現的(de)是整體效(xiao)應(ying)，所以(yi)可對工(gong)件(jian)進行(xing)重磨，反復使用(yong)，而且(qie)對工(gong)件(jian)還有(you)減(jian)少(shao)淬火應(ying)力和(he)增強尺(chi)寸穩定性(xing)作用(yong)。

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二、深冷技術(shu)的(de)發展歷史

      在20世紀(ji)初(chu)，國外就開始研(yan)究用過度(du)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(gong)具鋼深冷(leng)處理(li)的建議，并(bing)在理(li)論上提出了冷(leng)到-80℃的理論根(gen)據(ju)。美國在20世紀50年代(dai)已(yi)經開(kai)始深冷處理對金屬性能影響的研究。60年(nian)代末(mo)，美(mei)國路易斯安娜理工大學機(ji)械工程系F.Barron教授(shou)對(dui)5種(zhong)合(he)金鋼52100，D-2，A-2，M-2和O-1進(jin)行了細致地(di)研(yan)究(jiu)。通過對比深(shen)冷(leng)處(chu)(chu)理與(yu)未深(shen)冷(leng)處(chu)(chu)理的試樣發現，深(shen)冷(leng)處(chu)(chu)理后的硬(ying)度雖然增加(jia)有限，但其磨粒磨損抗(kang)力卻有顯著(zhu)提高。如經-84℃處(chu)理后(hou)的試(shi)樣耐磨性(xing)比未處(chu)理的要提高2.0~6.6倍，經(jing)-190℃處理的(de)試樣耐(nai)磨性(xing)比(bi)-84℃處(chu)理(li)的還要提高2.6倍(bei)。實際生產中也證實了F.Barron的研(yan)究結(jie)論的正確性。Dayton公(gong)司在其生產報告中明(ming)確(que)指出(chu)：采用-310℃F處理的沖頭壽命可提高一倍(bei)。美(mei)國材(cai)料(liao)開發(fa)有限公司于(yu)1966年10月，開始利用深冷處(chu)理(li)方法來(lai)處(chu)理(li)承受磨(mo)損的工具(ju)和零件。70年(nian)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(deng)公司均使用深冷處理技(ji)術，特別是Metarials Improvement Inc,則成為專(zhuan)門從(cong)事深(shen)冷(leng)處理(li)(li)的專(zhuan)業性(xing)公(gong)司。前蘇(su)聯也是(shi)較(jiao)早(zao)采用深(shen)冷(leng)處理(li)(li)技(ji)術(shu)來提高(gao)高(gao)速鋼刀具使用壽命的國家。

      20世紀(ji)80年代，澳(ao)大利(li)亞(ya)、羅馬尼亞(ya)、德國、新加坡(po)、英(ying)國等(deng)國家(jia)的(de)學者(zhe)對(dui)深冷處(chu)理(li)的(de)工藝、機(ji)理(li)都(dou)做了一(yi)定的(de)研究，研究結果普遍認(ren)為深冷處(chu)理(li)可(ke)使材料的(de)性能明顯提(ti)高(gao)[2~8]。

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三、 深冷(leng)技(ji)術原(yuan)理(li)

      對金屬(shu)材料進行深(shen)冷(leng)處理可(ke)以(yi)明顯改善其(qi)組(zu)織結構，提高機械(xie)物理性能，其(qi)深(shen)冷(leng)處理效(xiao)果是(shi)通過以(yi)下(xia)幾個方面達(da)到的(de)。

（1）、殘余奧氏體(ti)轉變為馬氏體(ti)

      殘(can)余奧氏體(ti)，是金屬材料在(zai)淬火后留下的，含量一(yi)般在(zai)13~45%之間。*，殘余(yu)奧氏體是不(bu)穩定結構，限制了材(cai)料硬度和耐磨性，在受冷受熱(re)時(shi)會(hui)分解(jie)轉化，致(zhi)使模具的體積發生膨脹與(yu)變(bian)形，幾何(he)尺(chi)寸不(bu)穩定。

      常規的淬(cui)火處理，冷至(zhi)室(shi)溫后，會留下相(xiang)(xiang)當(dang)數量的殘(can)余(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)，通(tong)過深冷處理，可以(yi)使(shi)殘(can)余(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)基本轉變(bian)為馬氏(shi)體(ti)(ti)。根據相(xiang)(xiang)關部(bu)門檢測，以(yi)深冷處理后殘(can)余(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)僅(jin)存1-5%，其轉(zhuan)化率達到90~100%，對于(yu)含碳(tan)量(liang)<0.3~0.4的(de)鋼(gang)種，深(shen)冷處理就可(ke)以實(shi)現(xian)殘(can)余奧氏體(ti)的(de)轉變

技術參數表(biao)

注：1、控(kong)制方(fang)式:人工(gong)/智能(可接(jie)計算機)    2、液氮(dan)制(zhi)冷。