隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)金屬材料的要求也越來(lái)越高，如何在材料以及熱處理工藝既定的前提下盡量提高金屬工件的機(jī)械性能及使用壽命，這成為很多熱處理行業(yè)前沿人士思考并探索的問(wèn)題。

　　一、 什么是深冷處理?

　　深冷處理是將金屬在-100℃下進(jìn)行處理，使柔軟的殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變成高強(qiáng)度的馬氏體，并能減少表面疏松，降低表面粗糙度的一個(gè)熱處理后工序，當(dāng)這個(gè)工序完成后，不僅僅是表面，幾乎可以使整個(gè)金屬的強(qiáng)度增加，耐磨性增加，韌性增加，其他性能指標(biāo)改善，從而使得模具和刀具翻新數(shù)次后仍然具有高的耐磨性和高的強(qiáng)度，壽命成倍增加。而未進(jìn)行深冷處理的刀剪產(chǎn)品，翻新后壽命會(huì)顯著降低。深冷處理不僅應(yīng)用于刀剪產(chǎn)品，而且能應(yīng)用于制作刀剪產(chǎn)品的模具上，同樣可以使模具壽命顯著提高

　　二、深冷處理的機(jī)理

　　1、 消除殘余奧氏體：

　　一般淬火回火后的殘余奧氏體在8～20%左右，殘余奧氏體會(huì)隨著時(shí)間的推移進(jìn)一步馬氏體化，在馬氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中，會(huì)引起體積的膨脹，從而影響到尺寸精度，并且使晶格內(nèi)部應(yīng)力增加，嚴(yán)重影響到金屬性能，深冷處理一般能使殘余奧氏體降低到2%以下，消除殘余奧氏體的影響。如果有較多的殘余奧氏體，強(qiáng)度降低，在周期應(yīng)力作用下，容易疲勞脫落，造成附近碳化物顆粒懸空，很快與基體脫落，產(chǎn)生剝落坑，形成較大粗糙度的表面。

　　2、 填補(bǔ)內(nèi)部空隙，使金屬表面積即耐磨面增大：

　　深冷處理使得馬氏體填補(bǔ)內(nèi)部空隙，使得金屬表面更加密實(shí)，使耐磨面積增加，晶格更小，合金成分析出均勻，淬火層深度增加，而且不僅僅是表面，使翻新次數(shù)增加，壽命提高。

　　3、 析出碳化物顆粒：

　　深冷處理不僅減少殘余馬氏體，還可以析出碳化物顆粒，而且可細(xì)化馬氏體孿晶，由于深冷時(shí)馬氏體的收縮迫使晶格減少，驅(qū)使碳原子的析出，而且由于低溫下碳原子擴(kuò)散困難，因而形成的碳化物尺寸達(dá)納米級(jí)，并附著在馬氏體孿晶帶上，增加硬度和韌性。深冷處理后金屬的磨損形態(tài)與未深冷的金屬顯著不同，說(shuō)明它們的磨損機(jī)理不同。

　　深冷處理可以使絕大部分殘余奧氏體馬氏體化，并在馬氏體內(nèi)析出高彌散度的碳化物顆粒，伴隨著基體組織的細(xì)微化，這種改變無(wú)法用傳統(tǒng)的金屬學(xué)，相變理論來(lái)解釋?zhuān)膊皇且栽訑U(kuò)散形式來(lái)進(jìn)行的，一般 -150℃～-180℃下，原子已經(jīng)失去了擴(kuò)散能力，只能以物理學(xué)能量觀點(diǎn)來(lái)解釋?zhuān)滢D(zhuǎn)變機(jī)理目前尚未研究清楚。因此有待人們進(jìn)一步探討。

　　4、 減少殘余應(yīng)力;

　　5、 使金屬基體更加穩(wěn)定;

　　6、 使金屬材料的強(qiáng)度、韌性增加;

　　7、 使金屬硬度提高約HRC1～2;

　　8、 紅硬性顯著增加;

　　三、 深冷工藝

　　通常的深冷處理，是按照降溫，保溫，和升溫三個(gè)階段來(lái)進(jìn)行的。

　　四、 影響深冷效果的因素

　　1、 同樣的深冷處理工藝因材質(zhì)不同而效果不同

　　2、 同樣的深冷處理工藝因工件形狀不同而效果不同

　　3、 溫度越低，效果越好

　　4、 時(shí)間越長(zhǎng)，效果越好

　　5、 深冷處理后材料的耐腐蝕性有所提高