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处理工艺选取和工艺设备是深冷处理的技术关键

浏览次数:362发布日期:2019-12-30
 
  深冷处理对于一些金属材料乃至非金属材料的强度、硬度、耐磨性和尺寸稳定性等机械性能的提高能够起到积极作用,因而广受关注并获实际应用。深冷处理过程中,处理工艺选取和工艺设备是其技术关键。
  深冷处理工艺的制定
  深冷处理的工艺通常包括冷处理温度、冷处理时间、冷处理的降温和升温方式与速度、装炉方式、转入回火工序时间间隔等:
  1、冷处理温度的确定
  温度确定的理论依据是各个钢种的Mf点,在Mf附近或远远低于Mf点作为冷处理的温度,还可以结合零件的使用情况以及工艺设备条件制定冷处理温度。
  2、冷处理时间的确定
  和淬火工件一样,工件达到冷处理温度后,转变就已完成,在不考虑工件重量和工件尺寸时,就不需要保温。但是仪表监控的只是温度,并不能代表工件实际已经到温。所以为了使大件或批量装炉的工件的心部都达到冷处理的实际温度,可以等温一段时间,等温公式计算如下:
  T=D×C×T终/(T冷剂+30)(圆截面工件)
  T=2×D×C×T终/(T冷剂+30)(方截面工件)
  式中T——等温时间,min;
  T终——工件最终处理温度,℃;
  T终剂——冷冻剂的温度,℃
  D——工件有效厚度,min;
  C——常数,工件在冷冻剂直接交换热量时C=1,通过空气交换热量时C=1.15~1.20℃。
  也可以根据装量及工件的大小来确定时间,中小件一般为1~3h.
  3、冷处理的降温和升温方式与速度的确定
  适当地控制降温与升温速度,对于材料的深冷处理效果以及防止开裂变形都有好处,这个速度一般在≤40℃/h。也可以采用分段降温、升温的方式。在深冷以后的升温至-40℃以前,不提倡拿出深冷箱。
  4、金属材料在深冷箱取出后在空气中温度自然回升至室温(以工件表面的冷凝水干燥为止),然后再进行回火或时效处理。也有朋友建议用水冷工件来加速回升速度,防止放置时间过长开裂。
  5、冷却介质
  一般用于普通冷处理设备,通常用干冰、氨(或甲醇)和氟里昂压缩机来制冷。深冷设备常用的是采用液氮制冷,它既经济又方便,一般用液氮深冷罐来存储液氮,控温系统来控制冷处理温度与降温、升温速度。
  6、冷处理工艺注意事项
  ①冷处理在淬火、回火工序中的安排有两种方式:
  a.淬火+一次120~150℃的低温回火+深冷处理+回火的处理工艺,大型工件采用这个工艺比较稳妥;
  b.采用淬火+深处里+回火处理,小件可以采用此类工艺。
  ②深冷处理次数:重复多次深冷处理比单次深冷处理效果好。有人认为三次深冷可以使材料的抗冲击磨损性能明显提高。
  ③采用液氮深冷罐进行深冷处理,适量的泄漏是合理的。
  ④防止冻伤。
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