深冷处理
硬质合金深冷处理技术
硬质合金深冷处理技术硬质合金是一种重型金属材料，多用于机械制造的零件及需要耐磨损、耐冲击、耐腐蚀和高强度的其他结构件。
当硬质合金用在工程机械和汽车制造等高度受挫的环境中时，其表面的强度、硬度和耐磨性会受到严重影响。
为了提高硬质合金表面的硬度和耐磨性，通常采用深冷处理技术。
深冷处理法是一种能够在金属表面形成硬化层并提高硬度和耐磨性的技术。
深冷处理包括通过冷却、冰点热处理等将金属表面加固的过程。
深冷处理技术利用特定温度，允许金属对自身原子结构施加压力，形成一层厚度很小的硬化层，从而提高金属表面的硬度和耐磨性。
深冷处理的典型步骤包括：涂装，清洗，预冷却，细化，冷却，稳定，回火和散热等。
首先，将硬质合金涂装以提高处理的均匀性和金属的耐磨性。
清洗处理主要包括去除油脂、尘埃和污垢，以及其他硬化表面外层上的物质。
接着，预冷却过程将硬质合金浸渍在特殊溶液中，以减少冷凝过程中表面气孔的发生。
接下来，细化处理将内部残留应力去除，用于延长金属部件的使用寿命和强化深冷处理的结果。
然后，硬质合金将经过冷却处理，这是深冷处理的重要步骤。
最后，稳定处理、回火和散热都是为了更好地提高硬质合金表面的硬度和耐磨性。
深冷处理是一项重要的工艺，无论是从技术上还是经济上来看，硬质合金表面硬化都可以显著改善硬质合金零件的性能和寿命。
特别是在今天家电、汽车、航空航天等行业对零部件性能的要求越来越高的情况下，深冷处理技术已成为硬质合金零件技术开发的重要手段之一。
深冷处理技术的进步在于它工艺简单、技术成熟、效率高，而且可以降低深冷处理的成本，同时有助于改善表面硬度和耐磨性的要求，确保零部件的质量。
因此，深冷处理技术的开发和改进对金属加工企业来说，是不可或缺的一部分。
刀具经过深冷理之后有哪些优势
刀具经过深冷理之后有哪些优势刀具经过深冷处理后可以获得许多优势。
下面将详细介绍深冷处理对刀具的影响以及带来的优势。
一、提高硬度和耐磨性深冷处理可以使刀具的晶体结构发生变化，从而提高其硬度和耐磨性。
冷却到极低温度会导致金属中的碳元素均匀沉积，并形成更稳定的碳化物。
这些碳化物在晶界和晶内生成，使得刀具表面更加硬度和耐磨。
通过深冷处理，刀具的寿命可显著延长。
二、提高刚性和稳定性深冷处理可以减少残余应力，并改善刀具的刚性和稳定性。
刀具在使用过程中受到热膨胀和热收缩的影响，可能导致变形和应力集中。
通过深冷处理，刀具内部的残余应力可以得到有效地消除，使刀具更加稳定，减少变形和应力集中的风险。
三、提高耐腐蚀性深冷处理可以增加刀具的抗腐蚀能力。
在深冷处理过程中，刀具表面会形成一层致密的氧化物保护层，能有效地防止刀具与环境中的氧、水等导致腐蚀的物质接触。
这种保护层可以提高刀具的耐腐蚀性，延长使用寿命。
四、减少磨损和缺陷深冷处理可以减少刀具的磨损和缺陷。
在切削过程中，刀具表面容易出现磨损、疲劳开裂等问题。
深冷处理可以有效地改善刀具的内部结构和组织状态，减少晶界、孪晶和缺陷的形成。
同时，深冷处理还可以提高刀具的抗冲击性能，减少碎裂和断裂的风险。
五、提高刀具的热稳定性深冷处理可以提高刀具的热稳定性。
在高温环境下，刀具容易出现软化、变形和失效等问题。
深冷处理能够改善刀具的热膨胀系数和热传导性能，使刀具能够承受更高温度的作用，保持良好的切削性能和稳定性。
六、提高刀具的切削性能深冷处理可以提高刀具的切削性能。
经过深冷处理的刀具表面更加光滑和均匀，能够减少与工件的摩擦阻力，降低切削力和热量积聚。
同时，深冷处理还可以改善刀具的切削刃和刃口的锐利度，提高切削质量和效率。
深冷处理工艺
深冷处理工艺及设备一、什么是深冷处理？深冷处理是将金属在-150℃下进行处理，使柔软的残余奥氏体几乎全部转变成高强度的马氏体，并能减少表面疏松，降低表面粗糙度的一个热处理后工序，当这个工序完成后，不仅仅是表面，几乎可以使整个金属的强度增加，耐磨性增加，韧性增加，其他性能指标改善，从而使得模具和刀具翻新数次后仍然具有高的耐磨性和高的强度，寿命成倍增加。
而未进行深冷处理的刀剪产品，翻新后寿命会显著降低。
深冷处理不仅应用于刀剪产品，而且能应用于制作刀剪产品的模具上，同样可以使模具寿命显著提高。
二、深冷处理的机理1、消除残余奥氏体：一般淬火回火后的残余奥氏体在8～20％左右，残余奥氏体会随着时间的推移进一步马氏体化，在马氏体转变过程中，会引起体积的膨胀，从而影响到尺寸精度，并且使晶格内部应力增加，严重影响到金属性能，深冷处理一般能使残余奥氏体降低到2％以下，消除残余奥氏体的影响。
如果有较多的残余奥氏体，强度降低，在周期应力作用下，容易疲劳脱落，造成附近碳化物颗粒悬空，很快与基体脱落，产生剥落坑，形成较大粗糙度的表面。
2、填补内部空隙，使金属表面积即耐磨面增大：深冷处理使得马氏体填补内部空隙，使得金属表面更加密实，使耐磨面积增加，晶格更小，合金成分析出均匀，淬火层深度增加，而且不仅仅是表面，使翻新次数增加，寿命提高。
3、析出碳化物颗粒：深冷处理不仅减少残余马氏体，还可以析出碳化物颗粒，而且可细化马氏体孪晶，由于深冷时马氏体的收缩迫使晶格减少，驱使碳原子的析出，而且由于低温下碳原子扩散困难，因而形成的碳化物尺寸达纳米级，并附着在马氏体孪晶带上，增加硬度和韧性。
深冷处理后金属的磨损形态与未深冷的金属显著不同，说明它们的磨损机理不同。
深冷处理可以使绝大部分残余奥氏体马氏体化，并在马氏体内析出高弥散度的碳化物颗粒，伴随着基体组织的细微化，这种改变无法用传统的金属学，相变理论来解释，也不是以原子扩散形式来进行的，一般 -150℃～－180℃下，原子已经失去了扩散能力，只能以物理学能量观点来解释，其转变机理目前尚未研究清楚。
什么是深冷处理？其作用和适用范围是什么？
什么是深冷处理？其作用和适用范围是什么？
什么是深冷处理？其作用和适用范围是什么？
深冷处理就是钢件淬火冷却到室温后，继续在O℃以下的介质中冷却的热处理工艺，也称为冷处理，是淬火过程的继续。
(1)深冷处理作用
最大限度减少残余奥氏体（微信公众号：hcsteel常温下的不稳定组织，容易引起尺寸变化等），以进一步提高工件淬火后的硬度和防止在使用过程中残余奥氏体的分解而引起的变形，同时强度、硬度和耐磨性都可得到不同程度的提高。
(2)深冷处理注意事项
高合金钢或高合金渗碳钢，因Mf点很低，冷处理需在-120℃以下进行，保温1～2h，冷处理后必须进行回火或时效处理，以获得更稳定的回火马氏体组织，并使残余奥氏体进一步转变和稳定化，同时使淬火应力及深冷应力充分消除。
(3)深冷处理适用范围
较适用于精度要求很高，必须保证其尺寸稳定性的工件，如量具等。
模具热处理是保证模具性能的重要工艺过程，对模具的以下性能有直接的影响。
①具的制造精度组织转变不均匀、不彻底及热处理形成的残余应力过大，造成模具在热处理后的加工、装配和模具使用过程中的变形，从而降低模具的精度，甚至报废。
③具的强度热处理工艺制定不当、操作不规范或设备状态不完好，
造成热处理模具强度（硬度）达不到设计要求。
④模具的工作寿命热处理造成的组织结构不合理、晶粒度超标等，导致主要性能如模具的韧性、冷热疲劳性能、抗磨损性能等下降，影响模具的工作寿命
①模具的制造成本作为模具制造过程的中间环节或最终工序，热
处理造成的开裂、变形超差及性能超差，大多数情况下会使模具报废，即使通过修补仍可继续使用，也会增加工时，延长交货期，提
高模具的制造成本。
铝合金深冷处理工艺
铝合金深冷处理工艺铝合金深冷处理工艺是一种常用于提高铝合金材料性能的热处理方法。
通过在低温下进行处理，可以改变铝合金材料的组织结构和机械性能，提高其硬度和强度，并提高其耐腐蚀性和磨损性能。
本文将介绍铝合金深冷处理的原理、工艺步骤及其在实际生产中的应用。
一、铝合金深冷处理的原理铝合金深冷处理是通过将铝合金材料置于低温环境中，使其凝固过程得以延长，从而在晶体内形成更细小的晶粒。
这样可以有效地提高材料的强度和硬度。
在深冷处理过程中，铝合金材料会经历两个阶段的凝固。
首先，室温下的液体相先凝固，形成初级晶核。
然后，在继续降低温度的过程中，液固相变完成，并使初级晶核进一步增长，形成更细小的晶粒。
最终，铝合金材料在低温下完全凝固，并获得更高的强度和硬度。
二、铝合金深冷处理工艺步骤铝合金深冷处理通常包括以下几个步骤：1.材料准备：首先需要准备好要进行深冷处理的铝合金材料。
常见的铝合金材料包括铝硅合金、铝镁合金和铝钛合金等。
2.预处理：材料需要经过清洗和退火等预处理步骤，以去除表面的油污和氧化物，并保证材料的均匀性。
3.冷却：材料被放置在特定的冷却介质中，如液氮或液氩中，以降低其温度。
冷却速度需要根据材料类型和要求进行控制。
4.深冷处理：经过冷却后，材料需要保持在低温环境中一段时间，以允许晶粒的再生长和晶格的再排列。
时间的长短取决于材料的类型和处理的要求。
5.驰放：处理过程完成后，材料需要从深冷环境中取出，并迅速恢复到室温。
这样可以避免由于温度变化过快而引起的应力和变形。
6.后处理：深冷处理后的材料可能需要进行退火和强化等后处理工艺，以进一步改善其性能。
三、铝合金深冷处理的应用铝合金深冷处理广泛应用于航空航天、汽车、电子和建筑等领域。
其主要应用包括以下几个方面：1.提高硬度和强度：深冷处理可以使铝合金材料的晶粒细小化，从而提高材料的硬度和强度。
这对于某些要求高强度和轻量化的应用场合，如航空航天和汽车制造等领域非常重要。
深冷处理工艺的详细介绍
深冷处理工艺的详细介绍嘿，朋友们！今天咱来唠唠深冷处理工艺。
你可别小瞧了这玩意儿，它就像是给材料施了一场神奇的魔法！咱先说说深冷处理是啥。
简单来讲，就是把东西放到超级冷的环境里冻一冻。
这可不是随便冻冻哦，那温度低得吓人呢！想象一下，大冬天你在外面冻得瑟瑟发抖，而深冷处理可比那冷多啦！那为啥要搞这个深冷处理呢？哎呀，好处可多啦！经过深冷处理的材料，就像是经过了一番特训，变得更结实、更耐用啦！比如说一些工具吧，经过深冷处理后，那质量杠杠的，用起来顺手极了，不容易坏。
这就好比一个人经过艰苦训练，变得更强壮、更厉害啦！而且哦，深冷处理还能改善材料的性能呢。
就像给汽车加了更好的机油，跑得更快更稳。
这可真是个神奇的过程，把普通的材料变得不普通啦！深冷处理的过程也挺有意思的。
把材料小心翼翼地放进去，然后就等着温度慢慢降下来。
这时候啊，就好像材料在里面睡大觉，等睡醒了就变得不一样啦！是不是很有趣？不过，这可不是随随便便就能做好的哦。
得掌握好温度、时间这些关键因素。
温度太低了不行，太高了也不行，时间太长太短都不合适。
这就像做饭一样，火候掌握不好，菜就不好吃啦！咱再说说深冷处理在不同领域的应用吧。
在工业上，那可是大显身手啊！让那些零件啥的质量更好，机器运行更顺畅。
在一些高科技领域，深冷处理也是必不可少的呢，能让产品性能更上一层楼。
你说，这深冷处理工艺是不是很牛？它就像一个隐藏在幕后的高手，默默为我们的生活和工业发展贡献着力量。
反正我觉得啊，深冷处理工艺真的是太神奇、太重要啦！咱可得好好利用它，让它为我们创造更多的价值。
你难道不想试试这神奇的深冷处理工艺吗？。
深冷处理的工艺操作过程
深冷处理的工艺操作过程一、入炉温度1．深冷处理应在工件淬火冷却到室温后，立即进行，以免在室温停留时间过长引起奥氏体热稳定化2．冷处理温度一般-60~-80ºC，钢碳及合金元素含量（质量分数）越高，Mf越低，深冷处理温度越低二、冷却方法1．工件不直接放入保温冷却液（如酒精和干冰混合液）中，而应放入充入空气的低温箱中冷却2．对于形状复杂、尺寸较大的工件应随设备一起由室温降至处理温度以防工件开裂三、保温时间1．马氏体转变主要在连续冷却过程中，单件冷处理达到温度后，转变结束即可出炉2．装炉量多时，为保证工件心部都达到冷处理温度，故应在冷处理温度保温1~3h四、温度回升1．冷处理结束后，工件从冷处理设备中取出，在空气中回升到室温，并及时擦拭工件表面结霜，涂以防锈油2．未到室温不能进行回火，达到室温后应及时回火，以防开裂五、低温回火冷处理后的工件应在160~180ºC温度回火2h深冷处理主要是采用液态氟为冷却剂（-196摄氏度），利用气化潜热的快速冷却方式，将淬火后的模具冷至-120摄氏度以下，并保持一段时间。
深冷处理的效果主要有：残余奥氏体几乎可全部转变成马氏体；材料组织细化并可析出微细碳化物；耐磨性比未深冷处理的模具高2--7倍，比普通冷处理的模具高1--8倍。
为了防止深冷处理时产生开裂，深冷处理前须在100摄氏度热水中进行一次回火，并且深冷处理在50——60摄氏度的热水中快速升温，由于表面膨胀而收到减小应力的效果。
深冷处理可提高耐磨性外，还可作为稳定模具尺寸的一种处理方法简单地说吧，这是为了消除淬火件中的残余奥氏体。
工件在淬火的时候，奥氏体转化成马氏体，体积会膨胀，从而产生压力。
压力的存在会阻止剩余的奥氏体向马氏体转化。
因而会有一部分奥氏体不能转变，从而保存下来。
残余奥氏体的存在不仅会降低工件的强度，而且会在以后的使用中，由于受到外来应力，诱发马氏体相变，从而导致工件尺寸变化。
为了消除残余奥氏体，从理论上讲有两种方法，其一是释放应力，其二是降低温度，即所谓的冷处理。
模具钢深冷处理技术
模具钢深冷处理技术
模具钢深冷处理是指将模具钢经过低温淬火（通常在-80℃~-120℃）和回火等工艺处理后，使其有力学性能达到设定要求的一种技术。
模具钢深冷处理的主要目的是使模具钢材料中的基体原子和析出物的晶体结构达到最佳状态，从而提高其强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
模具钢深冷处理的主要工艺流程如下：首先，采用负温度保温的方法将模具钢材料冷却到指定的低温（通常在-80℃~-120℃），然后保持一段时间，其时间长短取决于材料的厚度以及目标力学性能，最后采用回火的方法将模具钢调节到所需要的尺寸和成形性能。
深冷处理的温度
深冷处理的温度
深冷处理是一种金属热处理工艺，通过将金属材料冷却到极低温度下进行处理，以改善其力学性能、提高其耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀性等。
深冷处理的温度通常在零下几十度至零下两百摄氏度之间，具体取决于不同的材料和工艺要求。
对于一些常见的金属材料，如碳钢、合金钢、不锈钢等，深冷处理的温度通常在零下80℃至零下120℃之间。
在这个温度范围内，金属材料的内部结构会发生明显的变化，从而改善其力学性能。
另外，对于一些特殊的金属材料，如钛合金、铝合金等，深冷处理的温度可能会有所不同。
例如，铝合金的深冷处理温度通常在零下50℃至零下150℃之间，而钛合金的深冷处理温度则通常在零下150℃至零下200℃之间。
需要注意的是，深冷处理的温度对于金属材料的性能有很大的影响。
如果温度过低，可能会导致金属材料过度脆化；如果温度过高，则可能会影响其改善效果。
因此，在进行深冷处理时，需要根据不同的材料和工艺要求选择合适的温度。
深冷处理工艺
深冷处理工艺及设备一、什么是深冷处理？深冷处理是将金属在-150℃下进行处理，使柔软的残余奥氏体几乎全部转变成高强度的马氏体，并能减少表面疏松，降低表面粗糙度的一个热处理后工序，当这个工序完成后，不仅仅是表面，几乎可以使整个金属的强度增加，耐磨性增加，韧性增加，其他性能指标改善，从而使得模具和刀具翻新数次后仍然具有高的耐磨性和高的强度，寿命成倍增加。
而未进行深冷处理的刀剪产品，翻新后寿命会显著降低。
深冷处理不仅应用于刀剪产品，而且能应用于制作刀剪产品的模具上，同样可以使模具寿命显著提高。
二、深冷处理的机理1、消除残余奥氏体：一般淬火回火后的残余奥氏体在8～20％左右，残余奥氏体会随着时间的推移进一步马氏体化，在马氏体转变过程中，会引起体积的膨胀，从而影响到尺寸精度，并且使晶格内部应力增加，严重影响到金属性能，深冷处理一般能使残余奥氏体降低到2％以下，消除残余奥氏体的影响。
如果有较多的残余奥氏体，强度降低，在周期应力作用下，容易疲劳脱落，造成附近碳化物颗粒悬空，很快与基体脱落，产生剥落坑，形成较大粗糙度的表面。
2、填补内部空隙，使金属表面积即耐磨面增大：深冷处理使得马氏体填补内部空隙，使得金属表面更加密实，使耐磨面积增加，晶格更小，合金成分析出均匀，淬火层深度增加，而且不仅仅是表面，使翻新次数增加，寿命提高。
3、析出碳化物颗粒：深冷处理不仅减少残余马氏体，还可以析出碳化物颗粒，而且可细化马氏体孪晶，由于深冷时马氏体的收缩迫使晶格减少，驱使碳原子的析出，而且由于低温下碳原子扩散困难，因而形成的碳化物尺寸达纳米级，并附着在马氏体孪晶带上，增加硬度和韧性。
深冷处理后金属的磨损形态与未深冷的金属显著不同，说明它们的磨损机理不同。
深冷处理可以使绝大部分残余奥氏体马氏体化，并在马氏体内析出高弥散度的碳化物颗粒，伴随着基体组织的细微化，这种改变无法用传统的金属学，相变理论来解释，也不是以原子扩散形式来进行的，一般 -150℃～－180℃下，原子已经失去了扩散能力，只能以物理学能量观点来解释，其转变机理目前尚未研究清楚。
齿轮深冷处理建议
深冷处理cryogenic treatment深冷处理是工件淬火后继续在液氮或液氮蒸气中冷却的工艺，深冷处理主要是采用液态氟为冷却剂（-196摄氏度），利用气化潜热的快速冷却方式，将淬火后的模具冷至-120摄氏度以下，并保持一段时间。
深冷处理的效果主要有：残余奥氏体几乎可全部转变成马氏体；材料组织细化并可析出微细碳化物；耐磨性比未深冷处理的模具高2--7倍，比普通冷处理的模具高1--8倍。
为了防止深冷处理时产生开裂，深冷处理前须在100摄氏度热水中进行一次回火，并且深冷处理在50——60摄氏度的热水中快速升温，由于表面膨胀而收到减小应力的效果。
深冷处理可提高耐磨性外，还可作为稳定模具尺寸的一种处理方法，但成本可能也较高，这对于高精度的齿轮有必要，一般精度7-9级没有比要。
深冷处理后，公法线及内孔的尺寸会变化，请各位做处理时，要注意哦，一定要给后续工序留量加工，深冷过程中精密尺寸可能会缩小。
但是深冷出理本来就在精加工前进行的，对尺寸的影响很小（与热处理相比）。
深冷处理主要视用材而定，例如：我们曾用18Cr2Ni4WA的材料做行星机构的太阳轮轴，本身较细，要求耐磨性好，耐用度高，除了在设计时充分考虑增加变位系数外，在热处理工艺上渗碳氮后要求在12小时内做深冷处理，这样得到的轴可增加一定的耐用度。
故我以为不是任何材料都适用深冷处理，主要是用于含合金元素较多，本身价格较高，结构上又不允许较粗大时，作为一种辅助的手段吧。
如果在结构上允许使用普通的材料，一般不作深冷处理。
最适宜的时间是渗碳淬火后2小时内进行，24小时以后基本上对残奥的转化作用不大，也就起不到应有的作用。
对于齿轮类产品来说，除非有些产品对残奥又要求，比如小于10%或着5%，如果大于10%的情况，只要前面正火、回火做的规范，晶粒度达到5~6级，不需要做深冷处理的。
深冷处理
机械工程学科前沿深冷处理定义介绍超深冷科技：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。
深冷处理科学依据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。
低温回火炉深冷处理具有的优点使用回火炉设备带有计算机连续监控并能自动调节液氮进入量、自动升降温的深冷处理箱。
1) 回火炉深冷处理能使硬度较低的奥氏体转变为较硬的、更稳定的、耐磨性和抗热性更高的马氏体；2) 回火炉深冷处理能在金属晶粒中可产生更均匀、更微小，且带有更大密度的微小材料组织；3) 回火炉深冷处理中材料经超低温处理后内部热应力和机械应力大为降低，从而有效地减少了造成工具和刀具产生裂纹、崩刃的可能性。
此外，由于回火炉刀具中的残余应力影响切削刃吸收动能的能力，经过超低温处理的刀具不仅具有较高的抗磨性，而且其自身的残余应力的危害也比未经处理的刀具大大降低；4) 回火炉深冷处理能通过超低温处理，使被处理材料的晶格具有更加广泛分布的硬度较高、粒度更细化的碳化物微粒；5) 回火炉深冷处理有附加微碳化物粒子和更细密的晶格，故导致了更密集的分子结构，使材料内部微小的空洞被大大减少；6) 回火炉深冷处理中在被处理的硬质合金中，由于其电子动能的减少而使分子结构产生新的组合。
深冷处理工艺
深冷处理工艺第一篇：深冷处理工艺随着机械工业的不断发展，对金属材料的要求也越来越高，如何在材料以及热处理工艺既定的前提下尽量提高金属工件的机械性能及使用寿命，这成为很多热处理行业前沿人士思考并探索的问题。
一、问题的提出：钢材在热处理工艺之后，其硬度及机械性能均大大提高，但热处理后依然有残存的以下问题：1、残余奥氏体。
其比例大约有10%-20%，由于奥氏体很不稳定，当受到外力作用或环境温度改变时，易转变为马氏体，而奥氏体与马氏体的比容不一样，将造成材料的不规则膨胀，降低工件的尺寸精度。
2、组织晶粒粗大，材料碳化物固溶过饱和。
3、残余内应力。
热处理后的残余内应力将降低材料的疲劳强度以及其他机械性能，在应力释放过程中且易导致工件的变形。
二、深冷工艺的优点：经过国内外许多金属材料研究者的不懈研究，深冷及超深冷处理工艺被认为是解决以上问题的最优方法，其优点如下：1、它使硬度较低的残余奥氏体转变为较硬的、更稳定的、耐磨性和抗热性更高的马氏体。
2、马氏体的晶界、晶界边缘、晶界内部分解、细化，析出大量超细微的碳化物，过饱和的马氏体在深冷的过程中，过饱和度降低，析出的超细微碳化物，与基体保持共格关系，能使马氏体晶格畸变并减小，微观应力降低，而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动，从而强化基体组织；同时由于超细微的碳化物析出，均匀分布在马氏体基体上，减弱了晶界催化作用，而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度，又发挥了晶界强化作用。
从而使材料的综合力学性能得到三个方面的提高：材料的韧性改善，冲击韧性高,基体抗回火稳定性和抗疲劳性得到提高；耐磨损的性能得到提高；尺寸稳定性提高。
从而达到了强化基体，改善热处理质量，减少回火次数，延长模具寿命的目的。
3、材料经深冷处理后内部热应力和机械应力大为降低，并且由于降温过程中使微孔或应力集中部位产生了塑性流变，而在升温过程中会在此类空位表面产生压应力，这种压应力可以大大减轻缺陷对工件局部性能的损害，从而有效地减少了金属工件产生变形、开裂的可能性。
深冷处理
深冷处理前言：20世纪二三十年代以来，伴随着材料科学的迅速发展，热处理原理和工艺日趋成熟，常规的热处理工艺对金属的强度和韧性很难同时有较大提高，只是以牺牲一方面性能来换取另一方面的性能，但很多的情况下，现有材料的强度和韧性尤其是耐蚀性不是十分的理想。
金属深冷工艺的提出，让人们看到了一种提高金属强度和韧性的独特热处理方法。
⑴何谓深冷处理（SSZ）所谓冷处理，一般将0～100℃的冷处理定义为普通冷处理，将-130℃以下的处理称为深冷处理，它是最新的强韧化处理工艺之一。
深冷处理按照工艺可分为深冷急热法和冷热循环法两种。
冷热循环稳定化处理是先将零件冷却到—40℃～—90℃或者更底的温度，保温一定时间，然后再把零件加热到不致降低零件机械性能的某一温度（通常为80℃～190℃），保温一段时间并重复多次这种循环过程。
“冷处理急热法”是日本大和久重雄提出的方法，该方法是将工、模具淬火后，不立即进行冷处理，先水浴后再置于处理槽当中于—80℃或—180℃下处理。
即—80℃为普通冷处理；—180℃为深冷处理，保温时间按每英寸体积为1小时计算。
保温后取出放入热水中快速加热。
在美国、前苏联、日本等国，不但把深冷技术用于高速钢、轴承钢、模具钢，以提高材料的耐磨性和强韧性，进而提高工件的整体使用寿命，同时还利用深冷技术对铝合金、铜合金、硬质合金、塑料、玻璃等进行深冷改性。
改善均匀性、稳定尺寸、减小变形、提高使用寿命。
⑵深冷处理机理钢的淬火过程就是使钢获得马氏体的过程，而淬火不能使钢中奥氏体全部转变为淬火组织，各种钢材热处理后都有部分奥氏体残存，其残存量随钢种及加热温度不同而变化，同时还有一定量的残余应力存在。
它们存在对工件的使用性能会产生或多或少的影响，深冷处理能使钢中奥氏体进一步转变为马氏体，并能改善和消除钢中残余应力的分布，析出更多的细小碳化物，从而起到弥散强化的作用，对无相变材料能使晶界发生畸变，从而增强基体性能。
⑶深冷处理的优点SSZ处理的最大优点是因γR的马氏体化使得工件硬度升高，从而提高了工件的耐蚀磨碎性能。
深冷工艺原理
深冷工艺原理
深冷处理是指将工件放入液氮中或在液氮中冷却，使工件内部组织发生一系列的变化，以改善工件的组织性能和机械性能。
深冷处理是一种改变表面性能和内部组织的热处理工艺，这种方法在生产过程中不需要进行常规的加热和淬火，可以节省能源，提高生产率。
深冷处理的工艺原理是通过在液氮中冷却，使工件表面的马氏体转化为奥氏体，从而提高工件的表面硬度、耐磨性、抗疲劳强度和疲劳韧性等机械性能。
同时，由于工件内部组织发生变化，可以提高其热加工性能。
深冷处理使钢材在淬火前得到极低的温度，从而可以降低钢材淬火时产生应力集中的可能性。
为了获得理想的组织和性能，选择适当的淬火介质十分重要。
目前常用的淬火介质有水、空气、油、石油焦和二氧化碳等。
深冷处理常用来处理淬火后高温回火钢及工具钢。
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量具深冷处理技术
量具深冷处理技术
量具深冷处理技术是一种在低温下（-50℃以下）对量具进行处理的一种技术。
此技术可以使量具表面结晶度和强度得到显著提升，提高量具的耐腐蚀性，有助于提高量具的使用寿命。
具体来说，量具深冷处理技术是将量具放入低温环境，然后进行浸泡，使量具表面的晶粒结构发生改变，形成新的晶粒结构，从而提高量具表面的硬度和强度，使量具具有更好的耐腐蚀性能。
随后，量具会被稳定地固定在低温环境中，并加入润滑剂，以消除量具表面的摩擦。
最后，量具会被快速升温，以使量具可以正常使用。
零件深冷处理工艺设计目标
零件深冷处理工艺设计目标【零件深冷处理工艺设计目标】1. 引言其实啊，在现代工业中，为了让零件具备更出色的性能和更长的使用寿命，各种先进的工艺不断涌现，零件深冷处理工艺就是其中非常重要的一种。
今天咱们就来好好聊聊这个工艺，从它的历史到未来发展，一次性给您讲个明白！1.1 零件深冷处理工艺的历史要说这零件深冷处理工艺的历史，那得追溯到挺早以前。
早在上个世纪，科学家们就开始探索低温对金属材料性能的影响。
说白了就是，他们发现把零件放到极低温的环境中处理一下，能让零件发生一些神奇的变化。
最开始的时候，这技术还不太成熟，应用也比较有限。
但随着时间的推移，技术不断改进，零件深冷处理工艺逐渐成为了提高零件质量的重要手段。
比如说，在航空航天领域，为了让飞机的发动机零件更耐用，更可靠，就开始尝试使用深冷处理工艺。
经过不断的试验和改进，现在这工艺在航空航天领域已经得到了广泛的应用。
1.2 零件深冷处理工艺的制作过程那这零件深冷处理到底是怎么个操作过程呢？来，我给您详细讲讲。
首先啊，得把零件放进专门的深冷处理设备里，这设备就像是一个超级大冰箱，但可比咱家里的冰箱厉害多了。
然后，把温度迅速降低到零下几十度甚至更低。
这个降温的过程得控制好，不能太快也不能太慢，就跟做饭火候得掌握好一个道理。
在低温环境里，零件内部的组织结构会发生变化。
比如说，一些微小的晶体结构会变得更加均匀，就好像一群调皮的孩子排好队一样，变得更有秩序了。
而且，一些残留的应力也能得到释放，这就好比给零件做了一次深度的放松按摩，让它不再那么紧张。
举个例子，就像汽车的齿轮，如果经过深冷处理，它的耐磨性会大大提高，使用寿命能延长好多呢！1.3 零件深冷处理工艺的特点接下来咱们聊聊零件深冷处理工艺的特点。
这工艺最大的特点之一就是能显著提高零件的硬度和耐磨性。
说白了就是让零件变得更结实、更耐用。
比如说，一些刀具经过深冷处理后，切东西的时候就更锋利，也不容易磨损。
还有啊，它能改善零件的尺寸稳定性。
深冷处理的原理
深冷处理的原理深冷处理呢，简单说就是把东西放到超级冷的环境里。
这个冷可不是咱们冬天那种冷，那是冷到骨子里的冷，冷到让东西发生神奇变化的冷。
一般来说，这个温度能低到零下196摄氏度呢，这个温度是咋来的呢？就是利用液氮这种超酷的物质，液氮就像一个超级大冰柜里的超冷精灵，它能轻松地把周围的温度降得极低。
那为啥把东西放到这么冷的环境里就能改变它们呢？这就像是给东西里的小粒子们来一场“大整顿”。
咱都知道，不管是金属呀，还是其他材料，都是由好多好多小粒子组成的，就像一个超级大的粒子大家庭。
在平常的温度下，这些小粒子们就像一群调皮的孩子，到处乱跑，乱得很。
可是当把它们放到深冷的环境里，就好像是突然给这些调皮孩子下了一个“不准乱动”的命令。
金属材料里面有很多晶体结构，这些晶体就像一个个小房子，原子们就住在里面。
在深冷的时候，原子们被冻得没那么活跃了，它们就开始乖乖地调整自己的位置。
就好比是一群在屋子里乱摆家具的人，突然被冻住了，然后发现有些家具摆得不合理，就趁着这个被冻住的时候，稍微挪动一下，让整个屋子（也就是晶体结构）变得更整齐、更合理了。
这样一来，材料的性能就发生了变化。
比如说金属，经过深冷处理后，它会变得更硬。
就像一个原本有点软弱的小战士，经过了深冷的考验，一下子变得坚强无比。
这是因为那些原子调整位置后，晶体之间的结合更紧密了，就像战士们紧紧地抱成了一团，外力想要破坏它们就变得更难了。
而且呀，深冷处理还能让金属的耐磨性变好呢。
就像给金属穿上了一层超级耐磨的铠甲，在和其他东西摩擦的时候，不会那么容易被磨坏。
还有哦，深冷处理对一些精密的机械零件来说，简直就是一场“重生”。
那些精密零件就像一个个娇贵的小宝贝，一点点小的偏差都可能让它们不好好工作。
深冷处理就像是给它们做了一次超级精细的调整。
让它们内部的结构变得更加稳定，这样在工作的时候就能更加精准地完成任务啦。
再说说一些工具，像刀具之类的。
没经过深冷处理的刀具，可能用一段时间就钝了。
深冷处理
4
据分析，深冷处理对硬质合金的作用机理是使组织中的一部分α-Co转变为ε-Co，并在表层产
生一定的残余压应力，从而使材料的性能提高。
2.2.2 深冷处理对铜及铜基合金的作用机理
李智超等人研究了深冷处理对H62黄铜组织和性能的影响，研究结果表明深冷处理可以
体的形状、分布和亚结构，有利于提高钢的强韧性。
科 对合金工具钢和结构钢来说，硬度主要取决于内部残余奥氏体的量。在深冷处理过程中， 国 残余奥氏体的量受两个因素制约：一是深冷处理前材料中奥氏体的量；二是材料的马氏体开
始转变点Ms和马氏体转变结束点Mf。而马氏体开始转变点Ms主要取决于钢的化学成份，其
中中又以碳含量的影响最为显著。材料中残余奥氏体的存在，除了降低硬度以外，在使用或保
形，提高材料的强度和硬度，但是他们对有关的机理没有进行系统的研究，只是笼统的认为
化 是温度产生的应力增加了位错密度而引起的。中南工业大学的陈鼎等人则系统的研究了深冷 理 处理对常用铝合金的性能影响，他们在研究中发现了深冷处理导致铝合金发生晶粒转动的现
象，并就此提出了一系列新的铝合金的深冷强化机制。
院 2.2.4 深冷处理对非晶合金性能的影响及作用和机理 学 关于深冷处理对非晶合金性能的影响，研究发现深冷处理可以改善Co57Ni10Fe5B17非晶
合金及其它非金属材料(如塑料、尼龙等)。应用行业遍布于航空航天、精密仪器仪表、摩擦
化 偶件、工模具、量具、纺织机械零件、汽车工业和军事科学等诸多领域。深冷处理技术的出 理 现为低温学在工业中的实际应用和发展开辟了又一个广阔的研究领域。
1.2 深冷处理发展历史
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第一章 绪论
• • • • • • • 铝及铝合金的基本特性 、分类、应用 铝合金的焊接性 焊后接头软化问题分析及解决措施 深冷处理的概念和作用 国内外深冷处理研究状况 深冷处理对铝合金性能的影响 铝合金深冷处理机理
第二章 实验方法及设备
• 2.1试验材料
本实验所采用的材料为5A06铝合金
2.2实验方法的确定
• 2.3.3焊接试验方法
• 为保证在焊接中结果的一致性，试件焊缝在焊后要经过X射线无损探 伤（RT）检测. • 采用线切割制备焊接接头拉伸试样，焊接接头拉伸试样如图2.1所示
• 2.3.4深冷处理方案
• 将制备好的焊接接头拉伸试样分为四组，第一组为一个未做深冷处理的试板 100，第二、三、四组中的试板分别经过-155℃、-175℃和-190℃深冷处理， 且每一组有三个试样，每个试样又是分别经过4h、8h和10h深冷处理之后得到 的。最后通过试验与未处理试样100及相互之间进行对比，得出相关结论。
将准备好的四组试件，分别放在微机控制电子式万能实验机上进行拉伸 测试。拉断后试样如图3.2所示。
3.1.3拉伸性能测试结果
• 5A06铝合金MIG焊接接头不同深冷处理工艺的拉 伸性能表3.1、3.2、3.3、3.4所示。
3.1.4 结果分析
• 将第一组中未处理的试件与后三组中经过深冷处 理后的试件进行比较：如第一、二、三组中试件 101、201、302的抗拉强度值分别为335.50MPa、 346.36MPa、348.31MPa，而未处理的100试样抗 拉强度值仅为333.35MPa，从而可知深冷处理后的 焊接接头，其抗拉强度差不多提高了5%，说明深 冷处理后，焊接接头的力学性能得到提高；比较 后三组中第一个试件的抗拉强度和延伸率值可以 发现，其值大致增加了4%和11%，从而得出：在 相同的保温时间条件下，深冷处理温度越低，强 化程度越高，显微组织越致密，即力学性能越好 。
25℃
4h
8h
10h
-35℃
-95℃
-155℃
10
40 50 80 90
min
图2.4 （a）-155℃深冷处理工艺曲线
• 同理，继温度达到-155℃时，保温30min；保温后继续降温5min，当 温度达到既定温度-175℃时，3组试样分别保温4、8和10小时后，随 深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺曲线如图（b）。
3.2焊接接头布氏硬度的测试
• 焊接接头经过深冷处理后，显微硬度值远 高于未处理的硬度值，且保温条件相同时 ，深冷温度越大，所测的硬度值越大。这 是因为经过深冷处理后，接头组织变得均 匀细小，同时析出更多的第二相，正是这 些第二相提高了接头的硬度。
3.3金相组织分析
• 在相同深冷处理时间下，随着处理温度的 降低，组织明显细密，第二相分布更加均 匀，弥散，晶粒达到良好细化。晶粒最细 小的是在-190℃深冷处理10小时后的组织。 说明铝合金焊接接头通过深冷处理后也表 现出晶粒细化现象，而且第二相析出的弥 散程度也最高。
2.4深冷处理试验
• 2.4.1试验设备
• 深冷处理试验设备应用的是中国科学院理化技术研究所研制的深冷控 制箱，型号为SLX-30。
• 2.4.2深冷处理工艺曲线
• 将加工好的拉伸试样分别放入深冷处理箱中进行深冷处理，从室温25 ℃， 以 6 ℃/min 的降温速率， 降温10min， 温度达到－35 ℃， 在－35 ℃保温30 min； 保温后继续降温10 min， 温度达到－95 ℃， 在－95 ℃保温30min； 保温后继 续降温10 min， 当温度达到既定温度－155 ℃时，在既定温度下3组试样分别 保温4小时、8小时和10小时后，随深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺 曲线如图（a）
第四章 结 论
• （1）通过深冷处理后的接头，可使焊缝区晶粒变得细小，力学性能 提高，且第二相析出增多，呈弥散分布在铝合金基体中，而这些金属 间化合物的硬度较高,所以接头强度有所增大。 • （2）未深冷处理试件的抗拉强度值和延伸率分别为333.35MPa和 7.04%，而在-155℃深冷处理、保温8h下，其值分别变为350.40MPa和 17.95%，与未深冷处理试件相比较，抗拉强度增大了5%，延伸率变为 原来的两倍多；并随温度降低到-190℃时， 与未处理相比虽抗拉强度 值也增加了5%，但延伸率是原来的三倍多，所以强化程度程度更大。 这样接头强度增大，力学性能提高，增加了试件被拉断时所需的力， 从而有效提高了工件的寿命。 （3）采用不同的深冷处理工艺参数，其强化程度会有所不同。通过 实验可知，在相同的保温条件下，深冷处理温度越低，强化效果越好 。
• 2.3.1试验材料
• 试验用材料为退火状态的5A06的铝合金板材，焊接试板 300mm×100mm×7mm数量为2块。根据母材的化学成分，焊丝选用 了ER5356,焊丝直径为1.6mm，母材与焊丝的化学成分如下表2.1所示 。
2.3.2焊接工艺参数
采用 MIG 焊沿试板长度方向进行对接平焊， 将300 mm×100 mm×7 mm 的退火态 5A06 铝合金试板接口处加工成 60°的 V 形坡口， 钝边为 1．2 mm， 无对接间隙。
25℃
4h
-35℃ -95℃ -155℃ -175℃
8h
10h
ห้องสมุดไป่ตู้
10
40 50 80 90 120 125
min
图2.4 （b）-175℃深冷处理工艺曲线
• 同理，继温度达到-155℃时，保温30min；保温后继续降温5min，当 温度达到既定温度-190℃时，3组试样分别保温4、8和10小时后，随 深冷处理箱缓慢升至室温；深冷处理工艺曲线如图（c）。
25℃ -35℃ -95℃ -155℃ -190℃
4h 8h
10h
min 10 40 50 80 90 120 128
图2.4 （c）-190℃深冷处理工艺曲线
第3章 试验结果及分析
• 3.1拉伸试验
3.1.1拉伸试样的制备
• 用M-295306线切割在焊接件上加工出拉伸试样见图3.1。
3.1.2拉伸曲线图
• •
致 谢
• 感谢高珊老师，在课题的指导、实验的进 行和论文的撰写等方面都给予了我们细心 的安排和讲解，最后诚挚地感谢参加论文 评审和答辩的各位专家、老师，衷心希望 在今后的生活中工作顺利，万事如意！
深冷处理温度对5A06铝合金 MIG焊接接头性能的影响
指导教师：高珊
学生：王宁 班级：成型081408 时间：2012-6-13
课题背景
低于-100℃以下的冷处理称为深冷处理，它是 最新的强韧化处理工艺之一。深冷处理作为改 善材料力学性能，具有很重要的意义。对于焊 接件来说，最薄弱的还是在焊接接头上，因此 如何能提高焊接件焊接接头的性能成为制约结 构整体强度的一个瓶颈。 本文主要以实验的方法，在不同温度下对焊缝 进行深冷处理，对其之后的材料性能进行分析， 以论证深冷处理对MIG焊接接头性能的影响。
• 2.2.1 MIG焊 • MIG焊采用焊丝作电路，在惰性气体（氩气和氦 气）保护下，电弧在焊丝与焊件之间燃烧。 • 2.2.2 MIG焊的应用 • MIG焊适用于焊接低碳钢、低合金钢、耐热钢、 不锈钢、非铁金属及其合金。低熔点或沸点金属 材料如铅、锡、锌等，不宜采用熔化极惰性气体 保护焊 。
2.3焊接试验准备