深冷处理技术及应用
深冷处理的工艺操作过程
深冷处理的工艺操作过程一、入炉温度1．深冷处理应在工件淬火冷却到室温后，立即进行，以免在室温停留时间过长引起奥氏体热稳定化2．冷处理温度一般-60~-80ºC，钢碳及合金元素含量（质量分数）越高，Mf越低，深冷处理温度越低二、冷却方法1．工件不直接放入保温冷却液（如酒精和干冰混合液）中，而应放入充入空气的低温箱中冷却2．对于形状复杂、尺寸较大的工件应随设备一起由室温降至处理温度以防工件开裂三、保温时间1．马氏体转变主要在连续冷却过程中，单件冷处理达到温度后，转变结束即可出炉2．装炉量多时，为保证工件心部都达到冷处理温度，故应在冷处理温度保温1~3h四、温度回升1．冷处理结束后，工件从冷处理设备中取出，在空气中回升到室温，并及时擦拭工件表面结霜，涂以防锈油2．未到室温不能进行回火，达到室温后应及时回火，以防开裂五、低温回火冷处理后的工件应在160~180ºC温度回火2h深冷处理主要是采用液态氟为冷却剂（-196摄氏度），利用气化潜热的快速冷却方式，将淬火后的模具冷至-120摄氏度以下，并保持一段时间。
深冷处理的效果主要有：残余奥氏体几乎可全部转变成马氏体；材料组织细化并可析出微细碳化物；耐磨性比未深冷处理的模具高2--7倍，比普通冷处理的模具高1--8倍。
为了防止深冷处理时产生开裂，深冷处理前须在100摄氏度热水中进行一次回火，并且深冷处理在50——60摄氏度的热水中快速升温，由于表面膨胀而收到减小应力的效果。
深冷处理可提高耐磨性外，还可作为稳定模具尺寸的一种处理方法简单地说吧，这是为了消除淬火件中的残余奥氏体。
工件在淬火的时候，奥氏体转化成马氏体，体积会膨胀，从而产生压力。
压力的存在会阻止剩余的奥氏体向马氏体转化。
因而会有一部分奥氏体不能转变，从而保存下来。
残余奥氏体的存在不仅会降低工件的强度，而且会在以后的使用中，由于受到外来应力，诱发马氏体相变，从而导致工件尺寸变化。
为了消除残余奥氏体，从理论上讲有两种方法，其一是释放应力，其二是降低温度，即所谓的冷处理。
深冷处理工艺
深冷处理工艺及设备一、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。
深冷处理技术在金属材料中的应用
工件 开 裂 ＿ ． 体 法 是 通 过 液 氮 的气 化 潜 热 和低 。气 ］ 温氮 气 吸热来 致 冷 ， 理 温 度 达 一１ ６ ， 理 效果 处 ９℃ 处
较好 ．
目前 ， 对深 冷速 度 主要有 两种 观点 ： 一种 认 为深
化深冷处 理公 司对 材 料 进 行 深 冷 处理 的研 究 表 明 ，
方 面．
２ 深冷 处理 工 艺
２ １ 深 冷方 式和 深冷 速度 ．
却显 著提 高 ， 磨 性 比原 来 提 高 ２ ０ ． 耐 ． ～６ ６倍 ， 经 且
一
１０ ９ ℃深 冷处 理 的 工件 的耐 磨 性 是 经 一 ８ ℃冷 处 ４
深冷 处理 方式 可 分 为 液 体 法 和气 体 法 两种 ． 液
Ｓ ＫＤ５ ） １ 的耐磨性 的影 响 ． 冷 处 理 技 术 在 ２ 深 ０世
纪 ８ 年 代 末 传 人 我 国 ， 先 应 用 于 工 具 钢 及 模 具 ０ 首
钢． 近年 来 ， 深冷 处理技 术 的应用 范 围逐 步从 黑色 金 属 扩大 到有 色金 属 （ 合 金 ， 合 金 ） 复合 材 料 等 铝 铜 及
收 稿 日期 ：０ ６ Ｉ — Ｉ ２０一 Ｉ ５
冷的升降速度不能太快 ， 即不 赞成将工件直接浸人
作 者 简 介 ： 庆忠 （ ９ ７ ）男 ， 西赣 州 人 ， 士 研 究 生 邱 １７一 ， 江 硕
维普资讯
第 １ 卷
第 １ 期
邱 庆 忠 ： 冷处 理技 术 在 金 属 材 料 中 的 应 用 深
经 二次深 冷后 ， 料 的组织 将 不再 发生 变化 ． 料 不 材 材 同深 冷温 度也 不 同 ， 料硬 度 的增 加也 不一 样 ， 材 但有
深冷技术净化有限空间中二氧化碳等有害气体的探讨
深冷技术净化有限空间中二氧化碳等有害气体的探讨深冷技术净化有限空间中二氧化碳等有害气体的探讨随着现代工业的发展，大量的化石能源的燃烧和大量的化学生产过程产生出了大量的废气，其中大约60%为二氧化碳，这些有害气体的排放已经对环境和人类健康带来了极大的危害。
在城市空气污染严重的情况下，不能忽视各种有害气体对人类的健康造成潜在的风险。
在这种情况下，采用深冷技术净化有限空间中二氧化碳等有害气体成为了一种被广泛研究的方法。
深冷技术是指将气体冷却至其凝固点以下的一种技术，它主要依靠静态低温技术和液化天然气技术等技术，使有害气体变成液态，通过物理方法将其净化。
深冷技术净化有害气体的步骤包括气体压缩、净化、降温、冷凝、分离和再排放等。
其中，降温、冷凝是深冷技术的核心步骤，通过降低气体的温度和压力，使气体中的有害成分凝固成为液态，然后通过分离的方法将其分离出来。
分离处理后的液态废气可以在再生循环中再次利用，以减少资源消耗。
但是，深冷技术净化有限空间中二氧化碳等有害气体的难点在于操作区域狭小，运输距离较远且容易泄漏。
因此，在设计深冷设备时应该考虑设备的体积和重量，适当增加某些保护结构，以保证设备性能的稳定性。
在净化过程中，需要制定严格的操作规程，确保操作过程的安全性。
在深冷技术净化有限空间中二氧化碳等有害气体的应用方面，它广泛应用于今后环境和卫生取向的工业生产，如钢铁冶炼、水泥生产、废水处理、医学等领域，同时也可以应用于大学物理实验教学中。
在面对二氧化碳等有害气体带来的挑战时，深冷技术净化二氧化碳等有害气体将会是一种更为高效、节能、环保的方法，可以更好地保护人类健康和环境。
总的来说，深冷技术净化有限空间中二氧化碳等有害气体的探讨已经成为了一种非常热门的研究领域。
虽然其难度较大并且需要厂家拥有一定的技术实力和雄厚的资金支持，但它的应用前景是非常广泛的。
只有借助这种新型的净化技术，才能逐渐消除大量有害气体的污染，达到更加健康和环保的目标。
深冷处理技术在煤机制造中的应用探讨
《装备制造技术》2008年第1期收稿日期作者简介韩斌慧(—),男,山西晋城人,煤炭科学研究总院太原研究院生产技术部,工程师,硕士。
深冷处理技术在煤机制造中的应用探讨韩斌慧(煤炭科学研究总院太原研究院,山西太原030006)摘要:通过阐述深冷处理的机理及其现阶段的应用领域、应用效果,针对煤机制造行业的三大差距,提出了深冷处理应用于煤机制造的可行性和可操作性。
关键词:深冷处理;使用寿命;煤机产品中图分类号:TQ520.5;TG156.91文献标识码:A文章编号:1672-545X (2008)01-0029-02深冷处理又称超低温处理,是在-130℃以下对材料进行处理的一种方法。
是和热处理过程相逆,却起到异曲同工作用的热处理过程的延伸。
深冷处理具有改善材料的力学性能和使用寿命、稳定尺寸、改善均匀性、减小变形,而且操作简便、不破坏工件、无污染、成本低的特点,甚至可简化热处理工艺程序。
1深冷处理的机理概述对深冷处理机理的研究,还处于一个初期阶段,如今有数种不同的观点,现存的理论也有数种。
物理学家通过对刀具深冷导致金属结构变化的试验分析认为,深冷改变了金属的原子和分子的结构。
冶金专家认为深冷处理促进残余奥氏体转变为马氏体是问题所在。
但确切发生了什么变化尚待进一步研究。
相对来说有关黑色金属(钢铁)的深冷机理已经研究得较为清楚,现有的机理分析基本上也是沿用钢铁材料的。
国内外对此也基本上取得共识。
主要观点如下:(1)从马氏体中析出超细碳化物,从而弥散强化;(2)残余奥氏体的改变,即残余奥氏体形状、分布和亚结构等的新格局有利于提高钢的强韧性;(3)组织细化,引起了工件的强韧化;(4)表面产生残余压应力;(5)深冷处理部分转移了金属原子的动能。
2深冷处理的强化作用早在一百多年前,已有深冷处理技术的萌芽:瑞士钟表商将钟表的一些关键性零件埋在寒冷的阿尔卑斯雪山中,以提高零件的耐磨性和可靠性;一些工具制造商则把工具钢放到冷冻箱内储存数月从而提高工具钢的使用寿命。
一氧化碳深冷分离原理
一氧化碳深冷分离原理一氧化碳深冷分离原理什么是一氧化碳深冷分离？一氧化碳深冷分离是一种常用于提取纯净的一氧化碳气体的技术。
通过对一氧化碳气体进行深度冷却和分离处理，可以去除杂质气体，获得高纯度的一氧化碳。
原理概述一氧化碳深冷分离主要利用了一氧化碳与其他气体的不同凝结温度的差异。
通过将一氧化碳气体冷却到其凝结温度以下，其他杂质气体会先于一氧化碳凝结，从而实现一氧化碳的分离纯化。
冷却过程1.原始一氧化碳气体进入冷凝器。
2.借助制冷剂或压缩空气，冷凝器将一氧化碳气体迅速冷却。
3.冷却过程中，压力逐渐降低，促使气体冷凝。
4.不同杂质气体的凝结温度不同，其分离顺序也不同。
分离过程1.冷却后的气体进入分离塔。
2.分离塔内设置有层层分离板，用于增加气体与液体的接触面积。
3.杂质气体随着液体凝结，逐渐下沉。
4.分离塔的顶部收集纯净的一氧化碳气体。
制冷剂的选择1.氧气通常被用作制冷剂。
2.氧气在一氧化碳的凝结温度以下，易于去除。
3.氧气的使用还可以有效避免其他不符合要求的制冷剂带来的环境问题。
应用领域一氧化碳深冷分离技术在许多领域得到广泛应用，特别是在以下方面： - 制造工业气体：纯净的一氧化碳气体被用于生产工业气体，如乙炔、甲醇等。
- 制备高纯度化学品：一氧化碳是许多有机化合物的重要原料，在合成化学品过程中应用广泛。
- 化学反应气氛控制：一氧化碳在某些化学反应中被用于控制反应气氛，提高反应选择性和产率。
以上是一氧化碳深冷分离原理的基本概述，这项技术的应用前景广阔，将在许多领域发挥重要作用。
深冷分离的优势一氧化碳深冷分离技术相比其他分离技术具有以下优势： 1. 高纯度：通过深度冷却和分离过程，可以获得高纯度的一氧化碳气体，符合许多应用领域的要求。
2. 简单易行：一氧化碳深冷分离技术的操作相对简单，不需要复杂的设备和操作步骤。
3. 节能环保：制冷剂常采用氧气，可以循环使用，无需频繁更换，减少了能源消耗和对环境的影响。
模具钢深冷技术工艺
模具钢深冷技术工艺
模具钢深冷技术工艺是一种热处理工艺，是模具钢板材料的重要加工方式。
其工艺主要在于通过冷箱设备间接使用低温条件来处理模具钢板中的残余应力。
一般情况下，低温条件的选择是按照冷箱材料的机械结构性能来确定的。
另外，冷箱材料还必须考虑材料对低温H₂等外部环境介质的抗腐蚀，以及内部环境介质的抗内腐蚀性能等因素。
模具钢深冷技术工艺一般分为两个步骤：热处理和冷处理。
在热处理步骤中，首先将模具钢板进行热处理，以满足模具钢板的基本性能要求。
其次，将热处理过的模具钢板放入冷箱内进行冷处理，以便有效地消除模具钢板中的残余应力。
模具钢深冷技术工艺也可分为单面处理和双面处理。
单面处理只是在一个面上进行处理，而双面处理则是双面进行处理，得到的效果更佳。
探析天然气深冷处理工艺的应用
技术与检测Һ㊀探析天然气深冷处理工艺的应用杨㊀瀛摘㊀要：随着能源事业的发展，天然气深冷处理工艺技术也取得了很大的进步㊂天然气是现代工业生产中重要的清洁能源，我国一直都非常重视对天然气的勘探开发㊂在气田开发中，如何对天然气中的轻烃组分进行高效回收，是一项重要问题㊂因此，为了提高天然气轻烃回收效率，减少不必要的资源浪费，国内外气田开发大部分都采用轻烃回收中深冷处理工艺来进行烃类组分的回收工作，从而提高了采集效率，有效地降低了能量损耗㊂文章就天然气深冷处理工艺概述，分析了天然气深冷处理工艺的应用㊂关键词：轻烃回收；深冷处理工艺；天然气一㊁天然气深冷处理工艺概述深冷处理工艺是在超低温环境下对天然气进行处理，从天然气中回收轻烃凝液的一种方法㊂它是在普通制冷工艺基础上发展起来的㊂与普通制冷工艺相比，深冷处理工艺是以回收Ｃ２＋烃类为目的时需采取的回收工艺㊂在气田生产过程中，天然气深冷处理工艺可以很好地将天然气中重组分的烃类抽走，从而提高气田资源的利用率，使气田的生产企业获得更多的利润㊂目前，深冷轻烃回收工艺的重要及关键环节是天然气脱水㊁制冷及凝液回收㊂上述这些工艺对提高轻烃回收率，降低单位能耗都起着至关重要的作用㊂而如何更好地在天然气轻烃回收工艺中进行深冷工艺脱水㊁制冷㊁冷凝回收和能量回收则需要很多天然气企业进行进一步改进研究㊂二㊁天然气深冷处理工艺的应用（一）冷凝回收对天然气进行凝液回收的，其目的主要是在满足输气质量要求情况下，使商品气符合质量指标，同时可以最大限度地回收天然气凝液㊂影响凝液回收的主要因素有天然气的组成成分，系统的压力以及分离温度㊂在其他条件完全相同的情况下，气体组分和天然气液化率，轻烃收率成正相关㊂另外，同一种天然气，当温度越低且压力越高时，凝液回收也就越容易㊂为了确定合理的轻烃收率和操作压力，应该对对于不同组分的天然气以及各轻烃收率进行相应的分析比对，且要在经济和技术上作多方面对比㊂如丙烷回收装置，其通常有６０％ ９０％的收率；乙烷回收装置，则通常有８５％的收率㊂倘若收率不在此范围，超出越多，也就会产生越多的能耗㊂（二）制冷系统人工方法制造低温的技术，主要用于轻烃回收，二氧化碳分离等过程㊂深冷型轻烃回收工艺制冷系统，其制冷主要通过膨胀机或者加冷剂辅助制冷㊂而当气体的组分较贫，制冷负荷少或者气体进装置有高压力的时候，有足够的压差可供利用时，即采用单一的膨胀机制冷工艺㊂深冷技术的轻烃回收技术采用的制冷剂多为丙烷，主要是由于其成本低㊂根据工艺的不同要求，常用的制冷剂还有乙烷㊁乙烯等，同时外部丙烷辅助制冷也有单级㊁两级和三级之分㊂另外，为深冷的轻烃回收工艺要求，必须使膨胀机在较高的等熵效率工况下运行，这样才能最大限度地得到低温，膨胀比一般为３ʒ６㊂（三）脱水系统天然气深冷处理工艺的深冷温度通常低于－４５ħ，有的甚至低于－１００ħ，而在低温下天然气水合物容易发生冻堵，所以为了避免这种现象的出现，其中一项必要装置就是脱水系统㊂在天然气深冷处理工艺中常用的脱水方式是吸附法分子筛干燥脱水，因为其操作灵活㊁适应性好以及脱水后气体露点低，因此，得到了广泛运用㊂一般分子筛的吸附能力随脱水压力的升高及温度的降低而增强，但为使其保持高吸湿量，温度需控制在５０ħ及以下，且高于水合物形成的温度㊂文章所介绍的天然气脱水工艺，采用了高压㊁低温的分子筛脱水方法，操作压力４．３５ＭＰａ，操作温度２７ħ，采用双塔流程切换操作，脱水后气体露点低于－１００ħ，干燥器的结构尺寸㊁分子筛的填充量以及操作程序均大大少于三塔脱水㊂经实际运行发现，该装置的脱水指标均优于设计指标，且操作简单㊁安全可靠㊂不过，需要注意当吸附和再生切换压差较大时，切换时需要设置升降压程序，以防止因突然降压及高压气流对床层发生冲击而导致分子筛颗粒碎裂㊂（四）能量回收能量回收，其包括一系列环节，在每个环节中都有许多隐藏的能量㊂深冷的轻烃回收工艺中，进行能量回收时主要通过使用膨胀机来完成，其在保证了良好的制冷效果的同时，还可以对动能进行回收，然后再输出给同轴增压机等其他设备㊂膨胀机的制冷效果和输出功率取决于其等熵效率，等熵效率越高，制冷效果也就越好，同时输出功率也就越大㊂因此，使轻烃收率得以提高，制冷效果更好的方式是对换热流程进行相应优化，以充分回收物料中的冷量㊂它主要包括以下两个方面：其一，对外输干气的冷量进行回收；其二，对脱甲烷塔顶物流的冷量进行回收㊂所以，在充分利用了制冷单元的冷量后，良好的制冷效果便产生了㊂三㊁结语近年来，轻烃回收工艺取得了较大的进步及获得了广泛的应用，而轻烃回收中深冷处理工艺可以进一步提高油气资源的利用率㊂并且对于深冷型的轻烃回收设备，可以结合环境状况㊁处理工艺方案选择㊁原料等各方面因素对其进行改造，从而使气田达到减少成本投资㊁提高利润㊁节能降耗㊁效益开发的目的㊂参考文献：［１］王磊，王晨光，郝峰．天然气净化处理工艺技术研究［Ｊ］．工业，２０１６（１２）：６２．［２］佟国君，天然气开发工艺技术的应用研究［Ｊ］．化工管理，２０１６（６）：１２２．［３］朱慧萍，研究天然气集输工艺及处理方案［Ｊ］．化学工程与装备，２０１６（４）：１００－１０１．作者简介：杨瀛，中国石油化工股份有限公司东北油气分公司石油工程环保技术研究院㊂９９１。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
深冷处理工艺
深冷处理工艺
工艺参数的影响
处理 温度 保温 时间 降温 速率
主要影响组 织的转变情 况，不同的 温度范围微 观组织转变 类型不一样
主要决定工 件温度均匀 性以及组织 转变的程度
主要影响到 深冷处理过 程中产生的 冷冲击，理 论上越小越 好
深冷处理工艺
实例
D2钢碳化物颗粒数量和磨损率随深冷温度的变化
深冷处理应用
名称 丙纶圆编绳 直径 线密度 处理前 处理后 （mm） （g/m） 延伸率 延伸率 7.0 18.7 20.00% 22.10% 延伸率 改变率 10.50% 处理前强 度（Kg） 355.0 处理后强 强度改 度(Kg) 变率 360.0 1.40%
涤纶登山绳
晾衣绳（皮 为pvc；芯为 pp单丝三股 绳） PP单丝中空 绳 尼龙三股绳 涤纶双编绳 尼龙双编绳 丙纶圆编绳
-80℃处理：32个 -120℃处理：43个 -140℃处理：45个 -160℃处理：48个 -196℃处理：50个
60% 115% 125% 140% 150%
钢铁材料的深冷处理Fra bibliotek“嫦娥三号”用谐波传动减速器关键部件的深冷处理
深冷处理应用
其他工具钢深冷处理效果
名称
M16 切边模 M16 冲孔冲头 M16 冲孔冲头 搓丝板
SLX-140W
SLX-1200R
深冷处理设备
南京斗升SLX-10M
一胜百深冷设备
有效尺寸：φ1800×4000mm 外形尺寸： φ2300 × 4700
深冷处理设备
圆筒式深冷处理设备
SLX-8R
SLX-30R
深冷处理设备
南京大学用深冷处理设备 一胜百深冷设备
有效容积： φ1000×530×1700mm 外形尺寸： φ1300×830×2000mm
SLX-1000
SLX-640
深冷处理设备
成发深冷处理设备
深冷处理设备
一胜百深冷设备 大型轧辊用深冷处理设备
SLX-1500大型轧辊冷处理系统
深冷处理设备
全球最大深冷处理设备
一胜百深冷设备
10000mm×2000mm×2000m
深冷处理设备
一胜百深冷设备 立式深冷处理设备—标准产品
材料
9SiCr W12RE 65Nb Cr12MoV
未深冷 的寿命 1000件 20000个 1000个 8000件
深冷处理后 效果（提高 的寿命 倍率） 5.00 5000件 40000个 3000个 18000件 2.00 3.00 2.25 1.42
组合钻头
硬质合金
6000个
8500个
深冷处理应用
深冷处理应用
W9钢不同深冷处理温度的残余奥氏体含量（%）
深冷处理温度（℃）
普通热处理工 艺 4.8
-80
4.8
-120
4.8
-140
4.4
-160
4.0
-196
3.7
深冷处理前微观组织
深冷处理后微观组织
深冷处理应用
W9钢丝锥不同温度深冷处理后加工能力的变化
M24丝锥， 加工材料：1Cr18Ni9Ti 切削速度：提高30% 未冷处理：20个
深冷处理设备
东方电气用深冷处理设备 一胜百深冷设备
8.0
5.5
36.3
22.5
22.50% 24.50%
0.18 19.94
8.80%
12%
1279.0
181.0
1311
218.0
2.50%
20%
8.0
21.2
25.60% 27.50%
7.40%
555.0
594.0
7.00%
10.0
14.0 8.0 5.0
50.0
134.0 30.4 9.8
32.90%
-190℃～+200℃
1~10℃/min
1~10℃/min
控温精度 温度均匀度
±1℃
<±2℃
深冷处理设备
标准卧式深冷处理设备
深冷处理设备
小型试验用
深冷处理设备
一胜百深冷处理设备
深冷处理设备
工业用深冷处理设备
一胜百深冷设备
计算机+触摸屏控制 SLX-32R
深冷处理设备
鲍迪克公司深冷处理设备 一胜百深冷设备
激光外形测量仪分析结果
焊接完后弯曲严重
铸铁的深冷处理
曲轴加工尺寸偏差（μm）
曲轴试样 在压缩机中，关键部件的尺寸稳定性对压缩机的使用性能 具有重要的意义。直径13mm的曲轴孔，通过深冷处理改 善了曲轴尺寸稳定性，使其加工尺寸偏差明显减小，同时 其尺寸分布更为均匀。
深冷处理应用
非金属材料
深冷处理对PPG材料性能的影响
Company Logo
深冷处理工艺
实例
D2钢硬度和碳化物颗粒数量随深冷保温时间的变化
深冷处理应用
钢铁材料
W9Mo3Cr4V高速钢的深冷处理
室温硬度与冷处理温度的关系
室温冲击韧性与冷处理温度的关系
硬度随冷处理温度降低而升高，并在-140℃附近保持稳定； 冲击韧性随冷处理温度降低而升高； 冷处理可以同时提高W9钢的强度和韧性，是提高材料性能的有效手段。
Company
LOGO
深冷处理技术及应用
中国科学院理化技术研究所 顾开选
提纲
深冷处理简介
深冷处理机理及工艺
深冷处理的应用
深冷处理设备
深冷处理简介
定义
冷处理
冰冷处理 0 ℃ ～-100℃ （173K）
深冷处理 -100℃以 下
深冷处理简介
发展历程
70年代末，美国成立若干深冷处理公司 随后，英国、俄罗斯、日本相继开始研究 中国80年代开始研究 1974年美国路易斯安那大学Barron等 人的研究，耐磨性提高2-6.6倍
36%
10.70%
9.20% 11.50% 10.64%
1510.0
3209.0 960.0 289
1591
3312 1009 303
5.30%
3.20% 5.10% 4.80%
16.30% 17.80% 28.60% 31.90% 35.70% 39.50%
深冷处理应用
国外的应用
上世纪八十年代美国已经大范围应用深冷处理技 术，目前美国和欧洲的模具，刀剪等行业已经应 用普遍，并且有很多专业深冷处理加工厂。
试样
平均
铝合金深冷处理研究
美国马歇尔太空飞行中心实验结果
深冷处理后热影响区的残余应力降低了84MPa左右
铝合金深冷处理研究
深冷处理后残余应力降低了63MPa左右
铝合金深冷处理的应用
军工产品改善尺寸稳定性
铝合金深冷处理的应用
军工产品改善尺寸稳定性
钛合金的深冷处理
深冷处理改善钛合金焊接件的尺寸稳定性
深冷处理应用
国外应用
“Virtually all engine parts respond to cryogenic treatment.”
国外应用
深冷处理设备
原理图
深冷处理设备
箱体结构图
排气 温度计 孔板 叶轮 进液管 电磁阀 风机
深冷处理设备
技术指标
温控范围 升温速率 降温速率
析出的动力
马氏体基体上 析出大量的超 微细碳化物
马氏体体积收 缩、铁的晶格 常数缩小
残余奥氏体转 变成马氏体
深冷处理机理
组织细化、部分转移了金属原子的动能
深冷处理增加了原子间的结合能
深冷处理减小晶格常数，细化晶粒
深冷处理机理
引起材料内部缺陷（微孔、内应集中部位）的塑 性流变
降低材料内部残余应力，提高尺寸稳定性
深冷处理
深冷处理机理
残余奥氏体转变成马氏体
晶格结构：
深冷处理机理
马氏体基体上析出大量超细碳化物颗粒
材料内应 力增加
增加了碳子 析出的动力
马氏体基体上 析出大量的超 微细碳化物
马氏体体积收 缩、铁的晶格 常数缩小
残余奥氏体转 变成马氏体
深冷处理机理
马氏体基体上析出大量超细碳化物颗粒
增加了碳子 材料内应 力增加
铝合金
航空航天
军工企业
铝合金深冷处理研究
实验及结果
2A11工件及试样实验结果
处理方式
未深冷处理
变形量
抗拉强度 （Mpa）
延伸率（%）
冲击功（J）
0.1
513.24
9.56
2.51
一次深冷处理
两次深冷处理
0.0117 0.0102
556.01 532.09
11.77 9.18
6.63 6.83
铝合金深冷处理研究
实验及结果
Al-Li合金深冷处理结果
深 冷 前
深 冷 后
铝合金深冷处理研究
深冷处理对铝合金宏观残余应力的影响
未深冷
点 3： -43.6 ±21.1 Mpa
点 1： -100.0 ±15.3 Mpa
已深冷
点 3： -109.5 ±30.0 Mpa
点 1： -105.5 ±18.1 Mpa
点 4： -28.2 ±12.5 Mpa
点 4： -133.5 ±18.5 Mpa
点 2： -47.3 ±9.5 Mpa
点 2： -101.9 ±25.3 Mpa
铝合金深冷处理研究
圆环开口法评价尺寸稳定性
0.10
未深冷 已深冷
0.08
尺寸变 化率
6.15%
0.06
4.29%