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超深冷處理具體流程是怎么樣的？
閱讀：3100 發(fā)布時(shí)間：2022-8-15
對(duì)于深冷處理技術(shù)，其處理工藝是決定處理效果的關(guān)鍵。深冷處理工藝中的關(guān)鍵影響因素主要包括：深冷處理方式、升降溫速度、回火前處理或者回火后處理、保溫時(shí)間、深冷次數(shù)等。
1、深冷處理方式
可分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接放入液氮中，處理溫度為-150℃。該方法的缺點(diǎn)是熱沖擊性大，有時(shí)甚至造成工件開(kāi)裂。氣體法是通過(guò)液氮的汽化潛熱和低溫氮?dú)馕鼰醽?lái)制冷，處理溫度達(dá)-196℃，處理效果較好。
3、升降溫速度
目前，對(duì)深冷升、降溫速度主要有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為深冷的升降溫速度不能太快，即不贊成將工件直接浸入液氮中，因?yàn)榧だ鋵?dǎo)致工件內(nèi)部的應(yīng)力增大，易造成工件的變形或開(kāi)裂。如日本的“深冷急熱法”，工件淬火后不馬上進(jìn)行冷處理，而是先放入水浴，再放入處理槽中在-80℃或-180℃下進(jìn)行冷處理，保溫一段時(shí)間后立即放人60C熱水浴中，使試樣快速回溫以減小內(nèi)應(yīng)力，然后選用不同溫度回火1h。
另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為應(yīng)快速冷卻或升溫，這樣會(huì)使奧氏體更易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，且直浸冷卻速率比油淬慢，不易引起材料的變形或開(kāi)裂。如前蘇聯(lián)的“沖擊法”，將被處理的工件直接快速地放入液氮中，深冷到所需的溫度后保溫5~30min，然后取出放在室溫下，待其恢復(fù)到室溫后，再在200~500℃的油中回火1h。該方法明顯地提高了高速鋼刀具的使用壽命。
3、回火前處理或者回火后處理
按回火工藝的順序，深冷處理可分為回火后深冷處理與回火前深冷處理。研究表明：回火前深冷能較大地提高工件的可加工性，回火后深冷能大幅度提高工件的力學(xué)性能。對(duì)于受沖擊載荷較大、易彎曲的模具，應(yīng)進(jìn)行回火后深冷，而對(duì)于要求硬度高、動(dòng)載荷較大的模具，則進(jìn)行回火前深冷。回火后深冷能使硬度較低的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^硬的、更穩(wěn)定的、耐磨性和耐熱性更高的馬氏體。
對(duì)于20鋼而言，采用回火后深冷處理對(duì)其硬度、強(qiáng)度提高不明顯，因?yàn)橹械吞间摯慊鸷髿埩魥W氏體的數(shù)量較少，回火后會(huì)形成殘留奧氏體穩(wěn)定相。對(duì)于T8鋼、3Cr2W8V鋼和9SiCr鋼，采用回火后深冷處理能顯著提高強(qiáng)度，但沖擊韌度下降；采用回火前深冷處理，118鋼的硬度、韌性不變而抗彎強(qiáng)度提高，3Cr2W8V鋼的硬度、強(qiáng)度、韌性均提高，9SiCr鋼的硬度提高不明顯，但沖擊韌度提高近兩倍。
4、深冷處理的時(shí)間
深冷處理時(shí)間的長(zhǎng)短，主要應(yīng)考慮被處理工件的導(dǎo)熱性、體積、冷透所需的時(shí)間及殘留奧氏體的轉(zhuǎn)化穩(wěn)定情況等因素，不必考慮奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變速度。很多學(xué)者認(rèn)為，深冷處理時(shí)間長(zhǎng)的要比短的效果好，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間深冷可以使鋼中的殘留奧氏體充分地轉(zhuǎn)變及更有利于碳化物粒子的形成，轉(zhuǎn)變完成后，材料的硬度不會(huì)再有明顯的變化。工件尺寸越小，完成轉(zhuǎn)變所需的時(shí)問(wèn)越短，所以日前深冷處理時(shí)問(wèn)一般取24h以上，也有些單位取48h以上。
5、深冷處理的次數(shù)
一般認(rèn)為經(jīng)二次深冷處理，如前蘇聯(lián)采用的“熱循環(huán)穩(wěn)定處理法”。因?yàn)榻?jīng)二次深冷處理可以最大限度地改善材料的力學(xué)性能，重復(fù)第一次的變化，即細(xì)小碳化物的析出、馬氏體針（片）的細(xì)化以及殘留奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變；經(jīng)二次深冷處理后，材料的組織將不再發(fā)生變化。材料不同，深冷處理溫度也不同，材料硬度的增加也就不一樣，但有一點(diǎn)可以肯定，深冷處理不會(huì)降低材料的原有硬度。