液氮深冷處理技術是近年來興起的一種改善金屬工件性能的新工藝。所謂深冷處理,就是用液氮(-196℃)作為冷卻介質將淬火后的金屬材料的冷卻過程繼續下去,達到遠低于室溫的某一溫度,促使常規熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進一步轉化成能使鋼變硬、增強的馬氏體,從而改善金屬材料性能。深冷處理后能明顯的提高金屬工具的耐磨性、韌性和尺寸穩定性,使工件的使用壽命成倍的提高。
液氮深冷處理技術是將被處理工件置于特定的、可控的低溫環境中,使材料的微觀組織結構產生變化,達到提高或改善材料性能的一種新技術。深冷處理的溫度一般為-100℃~ -196℃,被處理材料在低溫環境下由于微觀組織結構發生了改變,在宏觀上表現為材料的表面硬度、沖擊韌性、耐磨性、尺寸穩定性、強度、殘余應力等方面的提高與改善。
液氮深冷處理是一種常用的材料表面改性方法,其基本原理是將待處理材料置于液氮中,使其溫度迅速降至低溫度(-196℃以下),通過這種惡劣條件下的熱力學和物理化學反應,在材料表面形成新的組織結構和相變現象,達到改善材料性能的效果。
液氮深冷處理可以對多種不同類型的材料進行表面改性,例如金屬、合金、塑料、橡膠以及電子元器件等。具體操作流程包括:
將待處理材料放入密封容器中,排除空氣中的氧和水分。
將密封容器浸入液氮中,讓材料溫度逐步降至-196℃以下,保持一定時間。
將材料從液氮中取出,回升到室溫或較高溫度。
液氮深冷處理可以改善材料的硬度、強度、韌性、耐磨性、抗腐蝕性等多種性能,同時也可以減少材料的變形、裂紋、疲勞等缺陷,提高材料的使用壽命和穩定性。
液氮深冷處理的優點包括:
處理過程簡單、操作方便,不需要使用昂貴的設備和復雜的工藝。
可以處理多種類型的材料,適用范圍廣泛。
改善效果明顯、持久,不易失效。
液氮深冷處理也有一些需要注意的事項:
需要控制處理時間和溫度,避免材料過度深冷而導致變形或損壞。
不適用于含有水分或其他揮發性成分較多的材料。
液氮本身具有高的危險性,需要嚴格遵守安全操作規程,避免事故發生。
總之,液氮深冷處理是一種有效的材料表面改性方法,可以大幅提升材料性能,但在實際操作中需要注意安全和技術細節。
液氮深冷處理技術應用:
★高速鋼及硬質合金刀具、刃具、量具使用壽命提高
★油嘴、彈簧、齒輪、軸承耐磨性和使用壽命提高
★熱作模具、冷作模具使用壽命提高及尺寸穩定
★金剛石制成品的性能改善
★精密機械的裝配零件的尺寸穩定
★礦山地質鉆頭、鋼片使用壽命的提高
液氮深冷處理是溫度在-130~-190℃的冷處理。有兩種制冷介質,其一是液氮的揮發氣,另一是液氮;目前大多使用前者。液氮深冷處理的作用是:①深冷處理使接近全部的殘余奧氏體轉變為馬氏體。②深冷處理過程有彌散碳化物從淬火組織的集體析出。③深冷處理時,在鋼的硬度、沖擊韌度、抗拉強度變化不大的情況下,使其耐磨性顯著提高。