齒輪超低溫處理將淬火鋼深冷至室溫以下的處理方法。鋼件淬火后，再迅速將其冷卻到室溫以下的某一溫度，使淬火后的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，以增加鋼件硬度和尺寸穩(wěn)定性的熱處理工藝。冷處理實(shí)際上是淬火過程的繼續(xù)。也有稱做低溫處理（或深冷處理）的。至于“冰冷處理”和“零下處理”這兩個(gè)名詞，不夠確切，建議不再繼續(xù)使用。就冷處理的溫度而言，即使在-190℃進(jìn)行處理仍有一定（一般為百分之幾）殘存的奧氏體被保留下來。因此，一般用-100～-80℃就足夠了。冷處理時(shí)間一般有30～90min就足夠了。

需冷處理的工件淬火后，允許在室溫停留的時(shí)間取決于鋼的Mc點(diǎn)溫度。Mc點(diǎn)在室溫以上者，奧氏體陳化穩(wěn)定敏感性強(qiáng)，工件淬火后如在室溫停留，將引起殘奧穩(wěn)定化，降低冷處理效果。Mc點(diǎn)在室溫以下者，室溫停留時(shí)，殘奧陳化穩(wěn)定的敏感性小，對(duì)冷處理效果影響不大。有人按室溫下陳化穩(wěn)定程度將鋼分為三類：diyi類是陳化穩(wěn)定不敏感的材料，可以在室溫下停留一晝夜。如18CrNiW、12Cr2Ni4WA、W9Cr4V等；dier類是具有中等敏感程度的材料，在室溫下不得超過2~3h，如W18Cr4V、CrMn、T12、GCr15、CrWMn等；第三類是高敏感性材料，應(yīng)在淬火冷至室溫時(shí)立即進(jìn)行冷處理，如T8、T9、9CrSi等。

試驗(yàn)指出，冷處理效果主要取決于冷處理溫度和在室溫停留時(shí)間。冷處理溫度越低，室溫停留時(shí)間越短，效果越好。工件淬火后，在室溫停留不得超過半小時(shí)。

齒輪超低溫處理溫度取決于鋼的Mf點(diǎn)，一般工模具M(jìn)f點(diǎn)在-60℃左右，故冷處理溫度可選在-60℃~-80℃。一些高合金鋼和高合金滲碳鋼的Mf很低，約為-120℃~-180℃，因而冷處理溫度應(yīng)選定在-120℃~-180℃。冷處理是在制冷設(shè)備中進(jìn)行的，其中裝有制冷劑。

鋼的Mf點(diǎn)越低，冷處理效果越顯著。

在冷處理溫度的保持時(shí)間，以保證整個(gè)工件冷透為原則，主要決定于工件的幾何尺寸。因馬氏體是變溫形成，工件一旦達(dá)到冷處理溫度，轉(zhuǎn)變即告結(jié)束，無需“保溫”。成批裝料或工件尺寸較大時(shí)，需要一定的透冷時(shí)間，一般為0.5~1h。

需要強(qiáng)調(diào)的是：對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大、容易變形開裂的工件，不要在溫度較高時(shí)直接進(jìn)入已達(dá)冷處理溫度的設(shè)備中，應(yīng)先淬火冷至室溫，裝入冷處理設(shè)備后，與設(shè)備一起逐漸至冷處理溫度，以減小應(yīng)力，避免變形開裂。另外，冷處理之后，必須進(jìn)行回火或時(shí)效（保溫4~10h），獲得穩(wěn)定的回火馬氏體組織，并使少量的殘奧進(jìn)一步轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定化，以消除淬火應(yīng)力。

淬火零件如有殘留沃斯田鐵（注: 沃斯田鐵即奧氏體），硬度會(huì)降低并發(fā)生擱置變形，因此需要施行深冷處理使殘留沃斯田鐵（下文簡稱為殘奧）麻田化（注：麻田化即使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變）。

但施行深冷處理有時(shí)會(huì)發(fā)生深冷裂痕（Subzero Crack）。淬火后立刻深冷處理或有脫碳層時(shí)就會(huì)發(fā)生。

齒輪超低溫處理以淬火后即刻施行為原則。淬火后常溫?cái)R置愈久，沃斯田鐵安定化（注：沃斯田鐵安定化即奧氏體穩(wěn)定化）則殘奧之麻田化愈困難。但淬火后立即深冷處理，由于淬火引起之應(yīng)力與殘奧麻田化引起之應(yīng)力相重疊而發(fā)生與淬火裂痕相同之深冷處理裂痕。

欲防止深冷處理裂痕，在深冷處理前作100~130℃之輕回火（注：輕回火應(yīng)為低溫短時(shí)回火）。亦即使殘奧稍微安定化并減輕淬火應(yīng)力后再施行深冷處理。如此可以近乎防止深冷處理裂痕發(fā)生。但仍然有5%左右之安定化殘奧存留。然而因安定之故，具有吸收沖擊之功用。所以在深冷處理前作100℃熱水回火為其關(guān)鍵所在。對(duì)于復(fù)雜形狀之機(jī)件，施行深冷處理時(shí)更不得遺漏此種100℃熱水回火步驟。

由深冷溫度（-80℃或-180℃）回復(fù)至室溫時(shí)，一般為放置于空氣中，均以為自深冷溫度緩慢回復(fù)到室溫才好。其實(shí)，較好的方法是自深冷溫度投入水中。

自深冷溫度投入水中并非急冷。看似急冷實(shí)為急熱。-80℃之深冷溫度投入室溫（20℃）之水中等于100℃之急熱。水中投入等于水中加熱之理由在此。因此非但不會(huì)開裂，反而有消除深冷處理應(yīng)力之益處，深冷處理急冷之應(yīng)力剛好為深冷處理急熱之應(yīng)力所抵消。

自深冷溫度投入水中之方法謂之深冷急熱法（up-hillqueneh）。淬火至自高溫向低溫急冷，而深冷急熱法正好與其相反為自低溫向高溫急熱。深冷溫度愈低，則深冷急熱法愈有效。以投入熱水取代投入水中更為有效。

齒輪超低溫處理利用液態(tài)氮（-196℃）之深冷處理，亦即超深冷處理之配合將成為新的低溫?zé)崽幚矸椒ā?br>
淬火應(yīng)力因深冷處理而擴(kuò)大，因此必須在深冷處理前減輕淬火應(yīng)力。即淬火后并非直接作深冷處理，可先投入100℃之熱水作1小時(shí)之回火，回火溫度如提升至200℃則效果更好，約可消處50%之淬火應(yīng)力，事先回火可使殘奧安定化。當(dāng)有脫碳層時(shí)會(huì)引起深冷處理裂痕，先將其除去，當(dāng)然是于淬火時(shí)不使其發(fā)生脫碳。此外，如測試淬火硬度留下壓痕時(shí)會(huì)引起殘留應(yīng)力而發(fā)生裂痕。因此于深冷處理前應(yīng)盡量避免硬度試驗(yàn)，否則，于試驗(yàn)后應(yīng)先經(jīng)100℃之熱水回火后再做深冷處理。

Cryometal系列型號(hào)規(guī)格表

*可以根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)其他規(guī)格的設(shè)備。

 

溫度范圍：

A:-196℃～室溫     B:-196℃～+200℃/-196℃～+250℃    C：-196℃～+300℃