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老郭浅谈之深冷处理

文章出处:深冷处理设备制造 人气:发表时间:2020-02-04 20:04

每当提到热处理这个概念时,很多人就会想到把钢材加热到一定温度并进行保温(有些温度达到1000℃以上),然后冷却改变钢铁组织,用以提高钢材性能的一种工艺。然而实则并不尽然,把钢材加热到高温再冷却是热处理,而同样把钢材低温到零下100℃,并在低温保温一段时间,也是一种热处理工艺。所以说,热处理并不是仅仅对钢材加热,也可以对钢材低温处理都叫热处理,下面我们就聊聊低温下深冷处理。
100多年前,瑞士钟表匠人偶然发现,把钟表零件埋入寒冷的阿尔卑斯雪山中,可以大幅提高机芯耐磨性;1939年由俄罗斯人提出深冷处理概念,但此时深冷介质(液氮,液氧等)等制备条件还不完善,无法进行试验。1974年美国路易斯安那大学Barron等人的研究,通过深冷处理工具耐磨性提高2-6.6倍;70年代末,美国成立若干深冷处理公司随后,英国、俄罗斯、日本相继开始研究,中国80年代开始研究,此后就进入到工业化生产应用阶段。
深冷处理箱
深冷处理设备作用:
1、残余奥氏体的改变:低温下(即Ms点以下) 残余奥氏体继续发生相变,转变为马氏体,提高了工件硬度和强度,从而改善精密模具在使用一段时间后变寸问题;
2、从马氏体中析出超细碳化物:因为马氏体基体组织经深冷处理后,由于体积收缩,铁的晶格常数有缩小趋势,从而增加了碳原子析出的驱动力;另一方面,低温下残余奥氏体转变为马氏体,材料内应力增加,也促进了碳化物的析出。
3、组织细化:组织细化引起工件强韧化。
4、引起材料内部缺陷(微孔、内应集中部位)塑性流变,来避免工件缺陷失效。
总之,通过深冷处理,可以提高工件耐磨性(硬度),韧性(普通热处理硬度与韧性是反向指标)、精密模尺寸稳定性及防止工件缺陷失效等好处。
深冷处理材料种类:
深冷处理工艺:
通常来说,在0℃至-100℃进行低温处理称作深冷处理,而-150℃至-196℃叫超深冷热处理。深处理工艺有两种,一种淬火后直接深冷处理,另一种是回火后深冷处理,这两种处理工艺对减少殘奥最终含量,以及处理后工件性能不同,要依据使用最终目的选用合适工艺。此外,对工件深冷处理质量影响因素还包括,深冷保温时间长短,降温速率,深冷次数等,这些因素都会对工件深冷后性能有影响,因涉及到深冷工艺参数,在此就不再赘述,若感兴趣读者可联系日立金属热处理部门相关人员。
结合深冷处理,日立金属开发防止精密模变寸热处理工艺,可以保证精密模具长时间使用时,不发生变寸。敬待下篇:ESR与VAR冶炼工艺

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