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在线深冷处理设备的开发与应用 宋宝敬，邢志松，赵晓丽，刘树仁，王宝平 (天津市热处理研究所有限公司，天津300402) 结构简单，投资成本低，操作简便，设备方便。以此为基础，研制出在线深冷处理设备，这种设备可与热处理生产线同步运 行，温度调节范围为室温—·190℃，最大装炉量为1000Kg，温度均匀性s±5℃，温控精度S±2．5℃。 关键词：深冷处理；深冷系统；在线深冷装置 所谓冷处理，一般将0—-100℃的冷处理定义为 普通冷处理，-130℃以下称为深冷处理，它是必威体育精装版的 1 冷处理在生产上的实际应用 强韧化处理工艺之一。 深冷处理技术应用很广泛、涉及许多行业，如 在20世纪初，国外就开始研究用过度冷却的 航空航天工业、兵器工业、汽车工业、船舶工业、 方法改变钢的组织和性能。在1938年，首先提出高 电子工业、机械工业、木材加工业等等，其处理对 速工具钢深冷处理的建议，并在理论上提出了冷 象范围也很广泛，不仅有金属材料如碳素结构钢、 至-80℃的理论依据。美国在20世纪50年代已经开始合金结构钢、高速钢、硬质合金、铜及其合金、 深冷处理对金属性能影响的研究。60年代末，美国 铝及其合金等，而且还有非金属材料，如陶瓷、 路易斯安娜理工大学机械工程系F．Ban．on教授对5种尼龙、塑料、橡胶制品、食物及药品等。表1为国 合金钢52100，D一2，A-2，M-2和O一1进行了细致的研内外部分公司采用深冷处理提高工件使用寿命的 究。通过对比深冷处理与未深冷处理的试样发现， 实例‘101。 深冷处理后的硬度虽然增加有限，但其磨粒磨损抗 近年来利用深冷处理技术对高铬铸铁、440A铸 力却有显著提高。如经-84℃处理的还要提高2．6倍。 造不锈钢进行研究【l卜”】，其结果如表2所示。 实际生产中也证实了F．B枷n的研究结论的正确性。 从表l和表2的数据可以看出，深冷处理对轧制 Da”on公司在其生产报告中明确指出：采用一130。F过的工模具钢的性能影响比较显著，而对铸造的高 处理的冲头寿命可提高一倍。美国材料开发有限公 合金材料的韧性的影响较明显，对耐磨性有一定的 司于1966年10月，开始利用深冷处理方法来处理承影响，但不明显。 受磨损的工具和零件。70年代美国休斯航空公司、 2深冷处理设备的研究 通用动力公司、通用汽车公司、Steelcasa及日本 C锄on等公司均使用深冷处理技术，特别是Me嘶als 根据冷却方式的不同可以分为制冷机法和低 ImprovementInc，则成为专门从事深冷处理的专业 温液体冷却法两类。压缩空气制冷曾经得到一定程 性公司。前苏联也是较早采用深冷处理技术来提高 度的应用，如杭州制冷机研究所大型轧辊深冷处理 高速钢刀具使用寿命的国家。20世纪80年代，澳大设备和航天部青云仪器厂的空气涡轮制冷机，但是 利亚、罗马尼亚、德国、新加坡、英国等国家的学 由于这种设备存在结构复杂、维修不方便等缺点， 者对深冷处理的工艺、机理都做了一定的研究，研 目前很少采用。最近几年发展起来的低温冰箱随着 究结果普遍认为深冷处理可使材料的性能明显提高 最低制冷温度的下降，同时由于其结构紧凑和操作 【I～。 运行简便等优点，有望在．IOO℃的温度附近广泛应 国内关于深冷处理研究的文献报道是从80年代 用，然而，对于温度更低的深冷处理应用时机还不 后开始的，其主要内容集中在高碳合金钢的深冷处 成熟。目前最常采用的则是低温液体冷却法，由干 理工艺方面，甘肃工业大学和中南大学等是国内较 液氮的温度位合适、来源广泛、无污染、价格比较 早开展金属深冷处理研究的高校睁91。 便宜，大多情况下利用液氮作为冷媒介质，有时还 表1深冷处理提高工件使用寿命实例 利用液氮和酒