深冷处理设备超低温深冷箱液氮深冷箱深冷炉

导读：随着机械工业的不断发展，对金属材料的要求也越来越高，如何在材料以及热处理工艺既定的前提下尽量提高金属工件的机械性能及使用寿命，这成为很多热处理行业前沿人士思考并探索的问题。

一、影响模具使用寿命及尺寸安定性的主要因素

1.残余奥氏体的影响

淬火后，奥氏体在常温下不能完全转变为马氏体，如D2材料在正常淬火后不能转变的残余奥氏体可达20%，而在350℃以下的回火中，残余奥氏体的量几乎不发生变化，但在模具的后加工及使用中，如磨削、电加工、高速冲压中的摩擦发热，却很容易导致残余奥氏体进一步转变，由于新生的马氏体脆性极大，因而使模具的耐冲击性能恶化。

同时，由于奥氏体与马氏体的容积比不一样，残余奥氏体量的不稳定将带来模具尺寸的不稳定，包括线切割定位精度的流失，孔径垂直度的下降，导致夹线，也包括模具使用及存放中精度的变化。

模具的后加工，包括磨削、电加工，其产生的局部高热均在加工表面，因而会造成模具表面组织的转变，表面造成的新生马氏体，使模具表面和韧口的脆性增加，疲劳抗力下降，同时使模具的耐磨性降低。过量的磨削及放电，还会造成表面龟裂。

2.残余应力的影响

模具淬火的残余应力来源于两个方面：一为加热及冷却不均匀产生的体积应力;二为马氏体转变产生的组织应力。这两种残余应力一般均为拉应力，这种残余拉应力的存在，降低了模具的实际承载能力，也就是降低了模具的疲劳寿命;残余应力的存在会使模具受外力作用时，尺寸容易发生变化。同时，模具加工过程产生的应力重新分布，往往使加工精度不易达到，严重时还会造成模具开裂。

二、深冷处理与超深冷处理的机理

材料在淬火过程中发生奥氏体向马氏体转变，由于马氏体的容积比较大，因而在材料内部造成很大的压应力，使得奥氏体向马氏体转变越来越困难，最后导致转变进行不下去，剩余的奥氏体即称为残余奥氏体，这是在室温条件下发生的变化。如果转变的环境温度大幅下降，会导致马氏体的体积发生收缩，其对周边的压应力就会减小，这样残余奥氏体的转变又得以进行，深冷处理的机理就在于此。

一般来讲，D2材料室温条件下淬火会残留20%的奥氏体，在-196℃超深冷时，其残余奥氏体量会下降到2~4%，在-80℃一般深冷处理时，仍会保留10%的残余奥氏体。

三、超深冷处理能达到的效果

1.残余奥氏体几乎全部转变为马氏体，模具的硬度得到提高(一般可提高1~3HRC);

2.耐磨性提高;

3.残留应力大幅度下降;

4.改善线切割的加工性能，精度(包括定位精度)稳定性好，粗切的孔径垂直度偏差减少，切割大件或薄件不会产生夹线;

5.室温变化引起的模具尺寸的线性变化，比常规处理可减少2/3，有利于模具高精度尺寸的保持;

6.冲切口的寿命明显提高，可显著降低模具的使用成本。

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