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超低温深冷处理|深冷表面处理|深冷处理技术应用

深冷处理

超低温深冷处理（cryogenic treatment）指物料需要在 -50°C 至-230°C 的环境下作处理。适用于所有金属或非金属物料，如合金、碳化物、塑胶 (尼龙与铁氟龙)、铝、陶瓷等。

深冷处理简介

超深冷科技：当金属在热处理加硬至冷却过程中, 其中的合金与碳产生溶解并结合及扩散形成奥氏体( Austenite ), 在冷却过程时, 由于低温产生压制而形成马氏体( Martensite ), 而由于马氏体的最终转变点 ( Mf ) 非常低, 例如: W18Cr4V ( 高速工具钢 ) 的 Mf 点为超过 -190°C, 因此淬火冷却到室温会残留大量奥氏体, 因而降低金属的硬度、耐磨性和使用寿命, 同时因为奥氏体的不稳定易发生组织转变而导致的体积变化，造成金属碎裂, 再者, 还有许多物理性能特别是热性能和磁性下降。

深冷处理科学性

由于奥氏体在低温环境下非常不稳固及分解, 使原来的缺陷 ( 微孔及内应力集中的部份 ) 产生塑性流动而变成组织细化, 因此只要将金属置于超低温环境下, 其中的奥氏体会转化成马氏体, 内应力因而消除。

在超低温时由于组织体积收缩, Fe 晶格常数缩细而加强碳原子析出的驱动力, 于是马氏体的基体析出大量超微细碳化物, 这些超微细结晶体会使物料的强度提高, 同时增加耐磨性与刚性。

超低温度可转移金属原子的运能, 使原子之间不能扩散分开从而使原子结合更紧密。

超深冷处理作用：

提升工件的硬度及强度

保证工件的尺寸精度

提高工件的耐磨性

提高工件的冲击韧性

改善工件内应力分布

提高疲劳强度

提高工件的耐腐蚀性能

提高生产力

深冷处理的国内外情况

金属深冷处理处理起源于一百多年的瑞士，当时人们发现经过冰雪冷藏的工具可以使用更长时间，瑞士军刀、钟表、吉列刀片都是当时这种工艺的受益者。20世纪60年代开始，美国、苏联、日本等国家开始对金属深冷技术的研究，大量的试验发现深冷处理有效的延长了工具的寿命。二十世纪80年代，美国的若干个专业化深冷公司，如3xistruments&Toling、Material Improvement和Ame cry等，分别对刀具、磨具、齿轮、特殊弹簧、硬质合金、高速钢、钴基合金进行了冷处理，实验结果表明，深冷处理对于上述材料零件的使用寿命有显著的作用，可以提高5～10倍不等。

国内的研究在20世纪中叶展开了，利用酒精+干冰进行了模具、量具、工具的尺寸稳定性试验和应用。90年代，各院所开始对高速钢、模具钢、硬质合金等材料进行了充分的研究分析，研究表明，深冷处理对提高这些材料耐磨性、韧性、硬度、尺寸稳定性、耐腐蚀性都起到不同程度的作用。