什么是低温处理工艺?

随着机械工业的不断发展和创新，对金属材料的精度要求越来越高。如何提高金属工件的力学性能和使用寿命是制造业想要突破的技术。经过热处理工艺后，钢的硬度和机械性能都有了很大的提高，但是经过热处理后，仍然会遇到以下问题:

1. 残余奥氏体。比例约为10%-20%。由于奥氏体非常不稳定，当受到外力或环境温度变化时，很容易转变为马氏体，这会引起材料的不规则膨胀，降低工件的尺寸精度。
2. 组织晶粒粗大，材料碳化物为固溶体和过饱和。
3. 残余内应力。热处理后的残余内应力会降低材料的疲劳强度和其他力学性能，并且在应力释放过程中容易导致工件变形。

并通过低温和超低温处理技术的应用，对其进行改进。

什么是低温治疗?

低温处理是利用低温来提高和提高金属材料力学性能的一种金属处理。将工件放置在-190℃以下的温度下可以改善诸如耐磨性和稳定性等性能。

低温处理是一种热处理后的工艺，在-100℃下对金属进行处理，使几乎所有的软残余奥氏体转化为高强马氏体，并能降低表面松动和表面粗糙度。当这一工艺完成后，不仅表面几乎可以提高整个金属的强度、耐磨性、韧性等性能指标，使模具和工具在经过几次翻新后仍具有高耐磨性和高强度，而且寿命翻倍。增加。未经深冷处理的刀剪产品翻新后使用寿命会明显降低。深冷处理不仅适用于刀剪产品，也可以应用于制作刀剪产品的模具，还可以显著提高模具的寿命。

深冷处理技术原理

1. 消除残余奥氏体:
   一般淬火回火后残余奥氏体约为8-20%。随着时间的推移，残余的奥氏体将进一步变为马氏体。在马氏体相变过程中，会引起体积膨胀，从而影响尺寸精度，并使晶格内部应力的增加严重影响金属的性能。深冷处理一般可使残余奥氏体减少到2%以下，消除残余奥氏体的影响。如果残余奥氏体较多，则强度降低。在循环应力的作用下，容易疲劳脱落，使附近的碳化物颗粒悬浮在空气中，并随基体迅速脱落，产生剥落坑，形成相对粗糙的表面。
2. 填补内部空隙，增加金属表面积，即耐磨面;
   低温处理使马氏体填充内部空隙，使金属表面致密，增加耐磨面积，晶体变小，增加淬火层深度，增加翻新次数，增加稳定性，提高材料和物体的寿命。
3. 碳化物颗粒的析出:
   低温处理不仅减少了残余马氏体，而且还减少了碳化物的析出。在低温过程中，马氏体的收缩迫使晶格缩小，并驱动碳原子的析出。此外，由于碳原子在低温下难以扩散，形成的碳化物尺寸达到纳米级，并附着在马氏体孪带上，提高了硬度和韧性。低温处理可使残余的大部分奥氏体转变为马氏体，并在马氏体中析出碳化物颗粒，同时伴随基体组织的细化。
4. 减小残余应力
5. 使金属基体更稳定
6. 提高金属材料的强度和韧性
7. 使金属硬度提高约HRC1~2
8. 增加发红

深冷工艺:深冷处理分冷却、保温、加热三个阶段进行。

1. 冷却阶段
   缓慢冷却的目的是消除残余应力。因为在淬火回火过程中，金属基体中会产生残余应力。在残余奥氏体向马氏体转变的过程中，体积膨胀也会增加残余应力。只有缓慢冷却才能抵消残余应力的增加。并消除残余应力。基体中的残余应力一般被忽略，但正是基体中的残余应力导致了刀剪制品的裂纹等缺陷。快速冷却会增加残余应力。
2. 保温阶段
   保温的目的是使基体中的残余奥氏体全部尽可能地变为马氏体，并产生尽可能多的碳化物颗粒，因为残余奥氏体向马氏体转变的过程是一个缓慢的过程，保温时间的长短会影响残余奥氏体。深冷后强化转变的数量和寿命主要取决于保温时间的长短。通常情况下，保温2 ~ 4小时的性能已经得到了提高，但如果是优质产品，则需要使用24小时以上的保温时间，其寿命提高倍数与保温时间的长短直接相关。
3. 加热阶段
   慢热过程的主要目的是防止残余应力的产生。

低温处理的最佳时机

一般认为，深冷处理应在工件淬火后2小时内达到最佳效果，因为残余的奥氏体会随着时间的推移逐渐转变为马氏体，而转变的马氏体会凝固，从而降低碳化物析出的能力。

影响低温效果的因素:

• 同样的深冷处理工艺，由于材料不同，效果也不同
• 同样的深冷处理工艺，由于工件形状不同，效果也不同
• 温度越低，效果越好
• 时间越长，效果越好
• 经深冷处理后，材料的耐腐蚀性得到提高

低温处理技术的应用:

深冷处理可以增加工具和模具的耐磨性，深冷处理工艺应用于模具、刀、剪、量具等。许多专业的深冷处理厂使用现成的工艺为客户进行深冷处理，以提高其产品质量。