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深冷处理工艺对热处理产品性能的影响
发布时间：
2016-03-14
一、 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。
二、 深冷处理的机理
1 、 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。
2 、 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。
3 、 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。
4 、 减少残余应力
5 、 使金属基体更加稳定
6 、 使金属材料的强度、韧性增加
7 、 使金属硬度提高约 HRC1 ～ 2
8 、 红硬性显著增加
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