導(dǎo)讀：冷處理所謂冷處理就是將淬火鋼深冷至室溫以下的處理方法。鋼件淬火后，再迅速將其冷卻到室溫以下的某一溫度，使淬火后的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，以增加鋼件硬度和尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝。冷處理實(shí)際上是淬火過(guò)程的繼續(xù)。也有稱(chēng)做低溫處理(或深冷處理)的。至于“冰冷處理”和“零下處理”這兩個(gè)名詞，不夠確切，建議不再繼續(xù)使用。就冷處理的溫度而言，即使在-190℃進(jìn)行處理仍有一定(一般為百分之幾)殘存的奧氏體被保留下來(lái)。因此，一般用-100～-80℃就足夠了。冷處理時(shí)間一般有30～90min就足夠了。

　　冷處理可有效防止置裂。當(dāng)鋼件急冷到常溫并在常溫下放置時(shí)，其殘存的奧氏體將緩慢向馬氏體轉(zhuǎn)化，由于這種轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力增加，最后就會(huì)開(kāi)裂。冷處理的主要工藝參數(shù)是：淬火工件在室溫停留的時(shí)間、冷處理溫度、深冷停留時(shí)間。

　　需冷處理的工件淬火后，允許在室溫停留的時(shí)間取決于鋼的Mc點(diǎn)溫度。Mc點(diǎn)在室溫以上者，奧氏體陳化穩(wěn)定敏感性強(qiáng)，工件淬火后如在室溫停留，將引起殘奧穩(wěn)定化，降低冷處理效果。Mc點(diǎn)在室溫以下者，室溫停留時(shí)，殘奧陳化穩(wěn)定的敏感性小，對(duì)冷處理效果影響不大。有人按室溫下陳化穩(wěn)定程度將鋼分為三類(lèi)：第一類(lèi)是陳化穩(wěn)定不敏感的材料，可以在室溫下停留一晝夜。如18CrNiW、12Cr2Ni4WA、W9Cr4V等;第二類(lèi)是具有中等敏感程度的材料，在室溫下不得超過(guò)2~3h，如W18Cr4V、CrMn、T12、GCr15、CrWMn等;第三類(lèi)是高敏感性材料，應(yīng)在淬火冷至室溫時(shí)立即進(jìn)行冷處理，如T8、T9、9CrSi等。

　　試驗(yàn)指出，冷處理效果主要取決于冷處理溫度和在室溫停留時(shí)間。冷處理溫度越低，室溫停留時(shí)間越短，效果越好。工件淬火后，在室溫停留不得超過(guò)半小時(shí)。

　　冷處理溫度取決于鋼的Mf點(diǎn)，一般工模具M(jìn)f點(diǎn)在-60℃左右，故冷處理溫度可選在-60℃~-80℃。一些高合金鋼和高合金滲碳鋼的Mf很低，約為-120℃~-180℃，因而冷處理溫度應(yīng)選定在-120℃~-180℃。冷處理是在制冷設(shè)備中進(jìn)行的，其中裝有制冷劑。

　　鋼的Mf點(diǎn)越低，冷處理效果越顯著。

　　在冷處理溫度的保持時(shí)間，以保證整個(gè)工件冷透為原則，主要決定于工件的幾何尺寸。因馬氏體是變溫形成，工件一旦達(dá)到冷處理溫度，轉(zhuǎn)變即告結(jié)束，無(wú)需“保溫”。成批裝料或工件尺寸較大時(shí)，需要一定的透冷時(shí)間，一般為0.5~1h。

　　需要強(qiáng)調(diào)的是：對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大、容易變形開(kāi)裂的工件，不要在溫度較高時(shí)直接進(jìn)入已達(dá)冷處理溫度的設(shè)備中，應(yīng)先淬火冷至室溫，裝入冷處理設(shè)備后，與設(shè)備一起逐漸至冷處理溫度，以減小應(yīng)力，避免變形開(kāi)裂。另外，冷處理之后，必須進(jìn)行回火或時(shí)效(保溫4~10h)，獲得穩(wěn)定的回火馬氏體組織，并使少量的殘奧進(jìn)一步轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定化，以消除淬火應(yīng)力。

　　淬火零件如有殘留沃斯田鐵(注: 沃斯田鐵即奧氏體)，硬度會(huì)降低并發(fā)生擱置變形，因此需要施行深冷處理使殘留沃斯田鐵(下文簡(jiǎn)稱(chēng)為殘奧)麻田化(注：麻田化即使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變)。

　　但施行深冷處理有時(shí)會(huì)發(fā)生深冷裂痕(Subzero Crack)。淬火后立刻深冷處理或有脫碳層時(shí)就會(huì)發(fā)生。

　　深冷處理以淬火后即刻施行為原則。淬火后常溫?cái)R置愈久，沃斯田鐵安定化(注：沃斯田鐵安定化即奧氏體穩(wěn)定化)則殘奧之麻田化愈困難。但淬火后立即深冷處理，由于淬火引起之應(yīng)力與殘奧麻田化引起之應(yīng)力相重疊而發(fā)生與淬火裂痕相同之深冷處理裂痕。

　　欲防止深冷處理裂痕，最好在深冷處理前作100~130℃之輕回火(注：輕回火應(yīng)為低溫短時(shí)回火)。亦即使殘奧稍微安定化并減輕淬火應(yīng)力后再施行深冷處理。如此可以近乎完全防止深冷處理裂痕發(fā)生。但仍然有5%左右之安定化殘奧存留。然而因安定之故，具有吸收沖擊之功用。所以在深冷處理前作100℃熱水回火為其關(guān)鍵所在。對(duì)于復(fù)雜形狀之機(jī)件，施行深冷處理時(shí)更不得遺漏此種100℃熱水回火步驟。

　　由深冷溫度(-80℃或-180℃)回復(fù)至室溫時(shí)，一般為放置于空氣中，均以為自深冷溫度緩慢回復(fù)到室溫才好。其實(shí)，最好的方法是自深冷溫度投入水中。

　　自深冷溫度投入水中并非急冷。看似急冷實(shí)為急熱。-80℃之深冷溫度投入室溫(20℃)之水中等于100℃之急熱。水中投入等于水中加熱之理由在此。因此非但不會(huì)開(kāi)裂，反而有消除深冷處理應(yīng)力之益處，深冷處理急冷之應(yīng)力剛好為深冷處理急熱之應(yīng)力所抵消。

　　自深冷溫度投入水中之方法謂之深冷急熱法(up-hillqueneh)。淬火至自高溫向低溫急冷，而深冷急熱法正好與其相反為自低溫向高溫急熱。深冷溫度愈低，則深冷急熱法愈有效。以投入熱水取代投入水中更為有效。

　　利用液態(tài)氮(-196℃)之深冷處理，亦即超深冷處理之配合將成為新的低溫?zé)崽幚矸椒ā?/span>

　　淬火應(yīng)力因深冷處理而擴(kuò)大，因此必須在深冷處理前減輕淬火應(yīng)力。即淬火后并非直接作深冷處理，最好先投入100℃之熱水作1小時(shí)之回火，回火溫度如提升至200℃則效果更好，約可消處50%之淬火應(yīng)力，事先回火可使殘奧安定化。當(dāng)有脫碳層時(shí)會(huì)引起深冷處理裂痕，最好先將其除去，當(dāng)然最好是于淬火時(shí)不使其發(fā)生脫碳。此外，如測(cè)試淬火硬度留下壓痕時(shí)會(huì)引起殘留應(yīng)力而發(fā)生裂痕。因此于深冷處理前應(yīng)盡量避免硬度試驗(yàn)，否則，于試驗(yàn)后應(yīng)先經(jīng)100℃之熱水回火后再做深冷處理。

　　德捷力深冷處理技術(shù)是近年來(lái)興起的一種改善金屬工件性能的新工藝。所謂深冷處理，就是用液氮(-196℃)作為冷卻介質(zhì)將淬火后的金屬材料的冷卻過(guò)程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成能使鋼變硬、增強(qiáng)的馬氏體，從而改善金屬材料性能。深冷處理后能明顯的提高金屬工具的耐磨性、韌性和尺寸穩(wěn)定性，使工件的使用壽命成倍的提高。

　　工作溫度：+200～-196℃可任意設(shè)定

　　箱內(nèi)最低溫度：≤-196℃

　　大降溫速度：≥50℃/min

　　控溫精度：升溫、降溫、恒溫±1℃

　　溫度場(chǎng)均勻性：±1℃

　　深冷處理技術(shù)是近年來(lái)興起的一種改善金屬工件性能的新工藝。所謂深冷處理，就是用液氮(-196℃)作為冷卻介質(zhì)將淬火后的金屬材料的冷卻過(guò)程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成能使鋼變硬、增強(qiáng)的馬氏體，從而改善金屬材料性能。深冷處理后能明顯的提高金屬工具的耐磨性、韌性和尺寸穩(wěn)定性，使工件的使用壽命成倍的提高。

　　深冷處理技術(shù)的改進(jìn)效果是滲入處理件的內(nèi)部(整體效應(yīng))，因?yàn)椴粌H限于表面，所以對(duì)刃具進(jìn)行重磨再用時(shí)不會(huì)使工件的改性效果失效，對(duì)工件的形狀和尺寸不但不會(huì)引起變化，而且還有增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性和減小淬火應(yīng)力的作用;工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，耗電量少，不受工件形狀和尺寸限制，操作簡(jiǎn)便;無(wú)任何環(huán)境污染，是安全的環(huán)保型技術(shù)。深冷技術(shù)一出現(xiàn)，就引起了科學(xué)研究界和工業(yè)界的高度重視，在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用于刃具、量具、模具、以及精密零件，如油泵的油嘴、發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪軸、軋輥、閥門(mén)、齒輪、彈簧等工件的改性。深冷改性技術(shù)的應(yīng)用正逐步得到企業(yè)界的高度重視，發(fā)展非常迅速在美國(guó)、前蘇聯(lián)、日本等國(guó)，不但把深冷技術(shù)應(yīng)用于高速鋼、軸承鋼、模具鋼，用來(lái)提高材料的耐磨性、強(qiáng)韌性和整體使用壽命，同時(shí)還利用深冷處理技術(shù)對(duì)鋁合金、銅合金、硬質(zhì)合金、塑料、橡膠、瀝青、玻璃等進(jìn)行深冷改性處理，同樣也大大改善了均勻性、尺寸穩(wěn)定性、提高了使用壽命。

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