深冷处理工艺.doc

深冷处理工艺及设备 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。 深冷处理的机理 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。 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。 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。因此有待人们进一步探讨。 减少残余应力； 使金属基体更加稳定； 使金属材料的强度、韧性增加； 使金属硬度提高约HRC1～2； 8、 红硬性显著增加； 部分材料处理效果 Cryogenic Tempering - Documented Gains For All Types Of Metals 深冷处理－受益记录 Comparison chart between -120 degree F shallow quenching vs. -310 degree F deep cryogenic tempering 对比表：在－80℃ AISI # Description of steel (-80 (- D-2 High carbon/chromium die steel 高碳/铬模具钢(Cr12Mo1V1) 316% 817% A-2 Chromium cold work die steel 高铬冷作模具钢(Cr5Mo1V1) 204% 560% S-7 Silicon tool steel 硅工具钢(W7Mo4Cr4V2Co5) 241% 503% 52100 Bearing steel 轴承钢 195% 420% O-1 Oil hardening cold work die steel 油淬冷作模具钢(9CrWMn) 221% 418% A-10 Graphite tool steel 碳素工具钢 230% 264% M-1 Molybdenum high speed steel 钼高速钢（W2Mo8Cr4V） 145% 225% H-13 Chromium/moly hot die steel 钨/钼热锻模钢（4Cr5M0SiVl） 164% 209% M-2 Tungsten/moly high speed steel 钨/钼高速钢（W6Mo5Cr4V2） 117% 203% T-1 Tungsten high steel steel 高钨钢（W18Cr4V） 141% 176% P-20 Mold steel 模型钢（3Cr2NiMo） 123% 130% 440 Martensitic stainless 马氏体不锈钢（9Cr18——） 128% 121% 430 Ferritic stainless 铁素体不锈钢（1Cr17） 116% 119% 303 Austenitic stainless 奥氏体不锈钢（Y1Cr18Ni9） 105% 110% 8620 Nickel-chromium-moly steel 镍铬钼钢（20CrNiMo） 112% 104% C1020 Carbon steel 碳钢 97