一、 什么是深冷處理?
深冷處理是將金屬在 -150 ℃下進行處理,使柔軟的殘余奧氏體幾 乎全部轉變成高強度的馬氏體, 并能減少表面疏松, 降低表面粗糙度 的一個熱處理后工序,當這個工序完成后,不僅僅是表面,幾乎可以 使整個金屬的強度增加,耐磨性增加, 韌性增加, 其他性能指標改善, 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度, 壽 命成倍增加。而未進行深冷處理的刀剪產(chǎn)品, 翻新后壽命會顯著降低。深冷處理不僅應用于刀剪產(chǎn)品,而且能應用于制作刀剪產(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,殘余奧氏體會隨 著時間的推移進一步馬氏體化, 在馬氏體轉變過程中, 會引起體積的膨脹,從而影響到尺寸精度,并且使晶格內部應力增加,嚴重影響到 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,強度降低,在周期應力作 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 、 填補內部空隙,使金屬表面積即耐磨面增大:深冷處理使得馬氏體填補內部空隙, 使得金屬表面更加密實,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 細化馬氏體孿晶,由于深冷時馬氏體的收縮迫使晶格減少, 驅使碳原 子的析出, 而且由于低溫下碳原子擴散困難, 因而形成的碳化物尺寸 達納米級,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,說明它們的磨損機理不 同。深冷處理可以使絕大部分殘余奧氏體馬氏體化, 并在馬氏體內析 出高彌散度的碳化物顆粒, 伴隨著基體組織的細微化,這種改變無法 用傳統(tǒng)的金屬學, 相變理論來解釋, 也不是以原子擴散形式來進行的, 在-150 ℃~- 180 ℃下, 原子已經(jīng)失去了擴散能力, 只能以物理學 能量觀點來解釋, 其轉變機理目前尚未研究清楚。因此有待人們進一步探討。
三、 深冷處理的效果
1 、 減少熱處理零件殘余應力;
2 、 使金屬基體組織更加穩(wěn)定;滿足高精度零件的尺寸要求;
3 、 提高金屬材料的強度、增加韌性;
4 、 提高硬度,可以使最終硬度提高約 HRC1 ~ 2 ;
5 、 可以使零件的紅硬性顯著增加;
深冷處理作為金屬零件淬火后處理的一道重要工序,作為能夠消除金屬零件內的殘余奧氏體,使零件尺寸穩(wěn)定性提高,同時提高金屬零件的機械性能的一種方法,廣泛應用于軸承,軸類零件、精密配合零件等的真空熱處理后續(xù)處理,也是零件縮裝的一種很有效辦法。
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