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液氮深冷处理工艺应用的拓展

文章出处:www.jnslx.com 人气:发表时间:2017-11-18 11:49

  液氮深冷处理工艺应用的拓展
  近年来,随着液氮深冷处理工艺在钢铁材料方面的广泛应用,深冷处理被越来越多的人所熟知,在其他材料方面也逐渐得到应用,如硬质合金、有色金属及复合材料等方面。
  什么是液氮深冷处理工艺
  液氮深冷处理是指将材料或工件淬火后继续在液氮或液氮蒸气中冷却的一种工艺,深冷处理的温度一般为-100℃~-196℃,被处理材料在低温环境下由于微观组织结构发生了改变,在宏观上表现为材料的表面硬度、冲击韧性、耐磨性、尺寸稳定性、强度、残余应力等方面的提高与改善。深冷处理能够提高工件的整体使用寿命,而且操作简便、不破坏工件、无污染、成本低,具有可观的经济效益和市场前景。
 
  液氮深冷处理工艺应用的拓展
  一、深冷处理工艺应用于硬质合金材料。硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。据报道,对成分为 WC-17.23%Co-1.42% (TiC + TaC) 的 P30 硬质合金涂层刀片在-176 ℃下进行深冷处理,处理后材料耐磨性显著提高,其原因在于深冷处理使得硬质合金中的碳化物分布更均匀,而且Co相可能发生了收缩或者致密化,从而使Co相对WC硬质相的粘结更牢固。此外在对经深冷处理与未经深冷处理的刀片切削 C45 钢的对比中发现,深冷处理可降低刀片在加工时的切削力,提高刀片的热传导能力,减少了后刀面的磨损,提高表面光洁度,延长刀具使用寿命。采用 -176℃下处理的 ISO P40 刀片加工 AISI 1040 钢和 -110℃下处理后的 P30 硬质合金加工 C45 钢时都得到了同样的结果。研究还表明,深冷处理的刀片在湿式切削条件下,对连续和间断切削都表现出更低的磨损和更高的寿命,在高速切削时表现得更加明显。
  二、深冷处理工艺应用于双金属锯条。研究表明,深冷处理对带锯刃部材料 M42 钢的红硬性、耐磨性及对背部材料 Rm80 钢疲劳性能均有显著影响。深冷处理不仅可提高 M42 钢的红硬性、耐磨性,同时还提高了 Rm80 钢的塑性和抗疲劳性能,延长刀具的使用寿命。回火前或后,深冷处理均可提高带锯的性能,前者偏重于红硬性和耐磨性,后者偏重于塑性及抗疲劳、抗裂纹扩展能力的提高。采用回火后+深冷处理工艺能显著提高材料寿命。淬火后立即进行深冷处理再回火处理,可使M42 钢耐磨性提高 1 倍以上。
  三、深冷处理工艺应用于有色金属基复合材料。据报道,B4Cp/ Al-12% Si 复合材料经深冷处理后碳化硼颗粒的分布更为均匀,材料的强度、硬度和耐磨性也都有明显的提高。SiCp/A356铝基复合材料深冷处理后屈服强度和抗拉强度均提高了10%左右。另据报道,深冷处理后 Cu-14Fe 的抗拉强度比深冷处理前提高了106 MPa,而电导率增加了6%。
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