金属材料冷处理技术是近年来兴起的一种改善金属工件性能的新工艺。所谓深冷处理，就是用液氮（－196℃）作为冷却介质将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远低于室温的某一温度，促使常规热处理后所存在的残余奥氏体得到进一步转化，从而改善金属材料性能。深冷处理后能明显提高金属工件的耐磨性、韧性和尺寸稳定性，使工件的使用寿命成倍地提高。金属材料冷处理技术作用机理如下：1、工件的硬度及强度深冷处理某种意义上是淬火的延续，让Mf点较低材料继续完成A向M的转变，在常规淬火后，有些材料残余奥氏体可达25%，甚至更高，通过继续转变，通常可以提**RC1-3度，多时甚至可达HRC5-6度。马氏体基体析出纳米级别的超细碳化物，量了工件的硬度。根据材料手册，材料硬度在HRC50以上时，我们可以看到硬度每HRC0.5度，铬钢、铬钒钢及铬钼钢的抗拉强度通常提高幅度在30MPA左右。

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深冷处理注意事项

① 不得将淬火时未冷至室温的工件直接放入深冷装置，以免开裂。

②冷至室温的工件应尽快放入深冷装置，以免使奥氏体稳定化，影响处理效果。

③ 一般钢深冷处理前不应回火，高速钢可在回火一次后进行深冷处理。

深冷处理的三个阶段：

(1)降温阶段

缓慢降温的目的是彻底残余应力。因为淬火和回火的过程中，金属基体内会产生残余应力，在残余奥氏体在向马氏体转变的过程中，发生体积膨胀，也会使得残余应力增加，只有缓慢降温，才能抵消残余应力的增加，并彻底残余应力。基体内的残余应力一般情况下大家不予重视，但正是基体内的残余应力，使得刀剪产品产生崩裂等缺陷。迅速降温反而会增加残余应力。

(2) 保温阶段

保温的目的是使基体内的残余奥氏体尽可能的全部转变为马氏体，并尽可能多的产生碳化物颗粒，因为残余奥氏体向马氏体转变的过程是个缓慢的过程，保温时间的长短会影响到残余奥氏体转变的量，同时深冷后寿命的高低主要是保温时间的长短来决定的，通常情况下，保温2～4小时性能已经有所改善，但如果是高质量的产品，均需要使用24小时以上的保温时间，寿命的提高倍数与保温时间的长短有直接关系。

(3)升温阶段

缓慢升温的过程主要目的就是防止残余应力的产生。

国内深冷处理的研究因设备的限制一般采用液氮直冷法，即工件直接放入液氮内，保温时间比较短，一般保温时间与直径(mm)一致，这种办法会很大程度的增加残余应力，虽性能有所改

(4)合理选择加热温度，控制加热速度，对于精密复杂模具可采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的方法来减少模具热处理变形。(5)在保证模具硬度的前提下，尽量采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺。(6)对精密复杂模具，在条件许可的情况下，尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理。(7)对一些精密复杂的模具可采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度。(8)在修补模具砂眼、气孔、磨损等缺陷时，选用冷焊机等热影响小的修复设备以避免修补过程中变形的产生。热处理厂阐述另外，正确的热处理工艺操作(如堵孔、绑孔、机械固定、适宜的加热方法、正确选择模具的冷却方向和在冷却介质中的运动方向等)和合理的回火热处理工艺也是减少精密复杂模具变形的有效措施。