在金属材料处理过程中,深冷处理技术是热处理的延伸,可以将热处理过程中金属的残余奥氏体转变为马氏体,消除处理内应力,从而提高材料性能、硬度、耐磨性和寿命。
金属冷处理技术是一种改善金属工件性能的新技术。所谓深冷处理,就是以液氮(-196℃)为冷却介质,继续淬火金属材料的冷却过程,达到远低于室温的一定温度,促进常规热处理后存在的残余奥氏体进一步转变,从而提高金属材料的性能。冷处理后,金属工件的耐磨性、韧性和尺寸稳定性明显提高,工件的使用寿命可提高一倍。
金属冷处理技术的机理如下:
1.提高工件的硬度和强度。
从某种意义上说,深处理是淬火的继续,让Mf点较低的材料继续完成从A到m的转变,部分材料常规淬火后残余奥氏体可达25%甚至更高。通过不断的改造,通常可以提高RC1-3度,甚至长期达到HRC5-6度。马氏体基体中析出纳米级超细碳化物,略微提高工件硬度。根据材料手册,当材料的硬度在HRC50以上时,我们可以看到铬钢、铬钒钢、铬钼钢的抗拉强度通常每增加HRC0.5度就增加30MPA左右。
2.提高工件的耐磨性。
随着硬度的增加,马氏体明显比奥氏体耐磨。W18CR4VCR12模具钢等材料,当硬度从HV600提高到HV800时,其相对耐磨性分别提高15%至20%左右。大量的超细碳化物析出并弥散在马氏体线和孪晶带上,对马氏体基体起到钉扎和支撑作用。即使深冷有时并不能明显提高工件的硬度,但我们可以明显看到其耐磨性的提高。对于高碳和高合金工件,耐磨性提高50%是很常见的。
热处理深冷工艺的应用
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