型???????號(hào)?? | |
參???????數(shù)?? |
一、深冷定義及原理
深冷處理就是利用液氮(-196℃)作為冷卻介質(zhì)將淬火后的金屬材料的冷卻過程繼續(xù)下去,達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度,從而達(dá)到改善金屬材料的性能的目的。深冷處理技術(shù)是近年來興起的一種改善金屬工件性能的新工藝技術(shù)。對(duì)于金屬材料來說,原子之間具有正常的分布和吸引力,但是原子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總是在一定程度上打破原子正常分布和吸引力,要消除這種原子動(dòng)能的不利影響,深冷處理是目前最有效、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段。
在深冷處理過程中,大量的殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,特別是過飽和的亞穩(wěn)定馬氏體在從-196℃至室溫過程中會(huì)降低過飽和度,析出彌散、尺寸僅為20~60Å并與基體保持共格關(guān)系的超微細(xì)碳化物,可以使馬氏體晶格畸變減少,微觀應(yīng)力降低,而細(xì)小彌散的碳化物在材料塑性變形時(shí)可以阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),從而強(qiáng)化基體組織。同時(shí)由于超微細(xì)碳化物顆粒析出,均勻分布在馬氏體基體上,減弱了晶界脆化作用,而基體組織的細(xì)化既減弱了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚程度,又發(fā)揮了晶界強(qiáng)化作用,從而改善了高速鋼的性能,使硬度、沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。
深冷技術(shù)的改進(jìn)效果不限于工件表面,它滲入工件內(nèi)部,體現(xiàn)的是整體效應(yīng),所以可對(duì)工件進(jìn)行重磨,反復(fù)使用,而且對(duì)工件還有減少淬火應(yīng)力和增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性作用。
二、深冷技術(shù)的發(fā)展歷史
在20世紀(jì)初,國外就開始研究用過度冷卻的方法改變鋼的組織和性能。在1938年,A II.LYJIREB首先提出高速工具鋼深冷處理的建議,并在理論上提出了冷到-80℃的理論根據(jù)。美國在20世紀(jì)50年代已經(jīng)開始深冷處理對(duì)金屬性能影響的研究。60年代末,美國路易斯安娜理工大學(xué)機(jī)械工程系F.Barron教授對(duì)5種合金鋼52100,D-2,A-2,M-2和O-1進(jìn)行了細(xì)致地研究。通過對(duì)比深冷處理與未深冷處理的試樣發(fā)現(xiàn),深冷處理后的硬度雖然增加有限,但其磨粒磨損抗力卻有顯著提高。如經(jīng)-84℃處理后的試樣耐磨性比未處理的要提高2.0~6.6倍,經(jīng)-190℃處理的試樣耐磨性比-84℃處理的還要提高2.6倍。實(shí)際生產(chǎn)中也證實(shí)了F.Barron的研究結(jié)論的正確性。Dayton公司在其生產(chǎn)報(bào)告中明確指出:采用-310℃F處理的沖頭壽命可提高一倍。美國材料開發(fā)有限公司于1966年10月,開始利用深冷處理方法來處理承受磨損的工具和零件。70年代美國休斯航空公司、通用動(dòng)力公司、通用汽車公司、Steelcase及日本Cannon等公司均使用深冷處理技術(shù),特別是Metarials Improvement Inc,則成為專門從事深冷處理的專業(yè)性公司。前蘇聯(lián)也是較早采用深冷處理技術(shù)來提高高速鋼刀具使用壽命的國家。
20世紀(jì)80年代,澳大利亞、羅馬尼亞、德國、新加坡、英國等國家的學(xué)者對(duì)深冷處理的工藝、機(jī)理都做了一定的研究,研究結(jié)果普遍認(rèn)為深冷處理可使材料的性能明顯提高[2~8]。
三、 深冷技術(shù)原理
對(duì)金屬材料進(jìn)行深冷處理可以明顯改善其組織結(jié)構(gòu),提高機(jī)械物理性能,其深冷處理效果是通過以下幾個(gè)方面達(dá)到的。
(1)、殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體
殘余奧氏體,是金屬材料在淬火后留下的,含量一般在13~45%之間。眾所周知,殘余奧氏體是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),限制了材料硬度和耐磨性,在受冷受熱時(shí)會(huì)分解轉(zhuǎn)化,致使模具的體積發(fā)生膨脹與變形,幾何尺寸不穩(wěn)定。
常規(guī)的淬火處理,冷至室溫后,會(huì)留下相當(dāng)數(shù)量的殘余奧氏體,通過深冷處理,可以使殘余奧氏體基本轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。根據(jù)相關(guān)部門檢測(cè),以深冷處理后殘余奧氏體僅存1-5%,其轉(zhuǎn)化率達(dá)到90~100%,對(duì)于含碳量<0.3~0.4的鋼種,深冷處理就可以實(shí)現(xiàn)殘余奧氏體百分之百的轉(zhuǎn)變
技術(shù)參數(shù)表
序號(hào) |
型 號(hào) |
內(nèi)腔尺寸:內(nèi)徑×高度(mm) |
技 術(shù) 參 數(shù) |
承重(KG) |
外形尺寸 長(zhǎng)×寬×高(mm) |
1 |
louis-300 |
ø300×400 |
1、控制范圍:室溫~-196℃ |
≤50 |
600×400×500 |
2 |
louis-350 |
ø350×500 |
2、降溫速率:1~10℃/min |
≤120 |
800×600×700 |
3 |
louis-450 |
ø450×590 |
3、升溫速率:0.1~6℃/min |
≤500 |
1040×660×890 |
4 |
louis-600 |
ø600×600 |
4、溫度均勻度:±2℃ |
≤1000 |
1530×840×1350 |
5 |
louis-1000 |
ø1000×1200 |
5、配電規(guī)格:220V |
≤1300 |
2000×1000×400 |
注:1、控制方式:人工/智能(可接計(jì)算機(jī)) 2、液氮制冷。