低温深冷处理工艺是一种将材料或零部件置于-130~-190℃的低温下,按一定的工艺进行处理的过程。它不仅可以对
黑色金属、有色金属、金属合金和碳化物进行处理,还能对非金属材料进行处理。深冷处理是对切削
刀具材料进行处理的有效工艺手段。 深冷处理的机理如今有几种不同的观点,现存的理论也有几种。物理学家对刀具深冷导致金属结构变化的分析认为,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。 工艺方法 1) 使用设备 带有计算机连续监控并能自动调节液氮进入量、自动升降温的深冷处理箱。 2) 处理过程 处理过程由精确编制的降温、超低温保温和升温3个程序组成。 适当缓慢的降温随之进行最少24h的-190℃超低温的保温以及合理的升温,3个过程合计需36~74h,通过这种合理的过程和精密的监控可防止被处理工件的尺寸变化和“热冲击”的产生。 因此,要进行此项工作必须掌握好深冷工艺,并对工艺过程进行严格控制;还要知道刀具材料的成分和热处理的工艺过程。深冷处理不同于一般的表面处理,它可以使被处理工具的全部材料性能都得到提高,这样刀具经过多次修磨后仍能保持一致的性能。深冷处理并不能代替热处理工艺,它是提高经热处理后材料机械性能的一种有效补充手段。 对于深冷处理能提高刀具性能的原因分析如下: 1) 它使硬度较低的奥氏体转变为较硬的、更稳定的、耐磨性和抗热性更高的马氏体; 2) 通过超低温处理,使被处理材料的晶格具有更加广泛分布的硬度较高、粒度更细化的碳化物微粒; 3) 在金属晶粒中可产生更均匀、更微小,且带有更大密度的微小材料组织; 4) 由于有附加微碳化物粒子和更细密的晶格,故导致了更密集的分子结构,使材料内部微小的空洞被大大减少; 5) 材料经超低温处理后内部热应力和机械应力大为降低,从而有效地减少了造成工具和刀具产生裂纹、崩刃的可能性。此外,由于刀具中的残余应力影响切削刃吸收动能的能力,经过超低温处理的刀具不仅具有较高的抗磨性,而且其自身的残余应力的危害也比未经处理的刀具大大降低; 6) 在被处理的硬质合金中,由于其电子动能的减少而使分子结构产生新的组合。 通过对刀具进行深冷处理,可以增强刀具材料的抗磨性、强度、韧性和抗冲击性,提高抗疲劳强度和消除内应力。由于提高了材料的稳定性和机械性能,因此延长了刀具使用寿命,少了换刀、磨刀次数,降低了生产成本。
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