超深冷处理(cryogenic treatment)指物料需要在 -190°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。
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。
金属深冷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。
深冷处理的作用:
1.提升工件的硬度及强度
2.保证工件的尺寸精度
3.提高工件的耐磨性
4.提高工件的冲击韧性
5.改善工件内应力分布,提高疲劳强度
6.提高工件的耐腐蚀性能
国内现在有冷处理、冰冷处理(-78℃以内)、深冷处理(-130℃——-180℃)、超深冷处理(-180℃——-196℃)等叫法。
国外通常是用sub-zero、Cryogenic Treatment、Deep Cryogenic Treatment等叫法。
随着科技的发展,将来一定会用到更低的温度来做冷处理,例如液氦深冷。建议通通叫深冷处理,但前面加工艺温度,就像我们说880℃淬火、1050℃淬火一样。