模具冷处理技术探讨！！！！！！

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液氮低温箱

一、采用复叠式压缩机制冷  也就是采用两个压缩机两种制冷剂，循环制冷。-50℃~-80℃ 温度可控

    冷处理机采用二元复叠式压缩制冷技术，可将低温箱温度降至-50℃~ -80℃。主机选用国际品牌的高效压缩机，运行平稳可靠、寿命长效能比高，系统流程结构简洁，部件布置紧凑，操作直观简单。该设备主要用于热处理行业，通过对各种刀具、刃具、模具、钻头、精密机械零件、油嘴、齿轮、轴承的深冷加工处理，改善、细微化基体组织结构，强化基体组织，增强尺寸稳定性，从而提高产品硬度和耐磨性。  



二、采用压缩空气制冷，压缩空气绝热膨胀制冷原理。常温~ -100℃  温度可控

    当钢中含碳及合金元素较多时（AI、Co除外）马氏体转变终止点将降到0℃以下低温，淬火后组织中含有较多数量的残余奥氏体。为使残余奥氏体转变为马氏体，可将淬火后的工件置于寒剂或制冷机中继续冷却，统称为冷处理。
冰冷处理是温度在-80℃左右的冷处理，多应用于刀具、量具、精密轴承和其它尺寸精度要求较高的工件上，以提高硬度、耐磨度、尺寸稳定性等。冰冷处理温度应根据钢材的化学成分（Mf点）来选定。对于大多数钢材来说干冰、酒精混合物（-78℃）即可满足要求。冰冷处理应在淬火后立即进行，以免长期放置导致残余奥氏体产生稳定化而影响冷处理效果。一些形状复杂的工件为避免冷处理时产生裂纹，可经一次回火后在冷处理。对于一些尺寸稳定性要求更高的工件，如螺纹量规等，常需两次冷处理。冷处理必须进行回火或时效，以消除所形成的应力及稳定新生成的马氏体组织。 工件在冰冷处理时无需保温，只当其心部达到寒剂温度即可（一般1～2h）。冰冷处理后工件从寒剂中取出，在空气中缓慢升温至温至室温后，在进行回火处理。冰冷处理温度多数在-70℃~-80℃为主，选择冰冷处理的温度主要是根据钢的MS(马氏体转变开始温度）和Mf（马氏体转变终了温度）温度进行的，也跟零件的技术要求有关。Ms〈 T 〈 Mf。并不是温度越低越好，只要满足技术要求即可。低碳合金渗碳钢多为-70℃~-80℃。

空气蜗轮制冷机是根据压缩空气膨胀制冷基本原理制造，其主要原件是用蜗轮冷却器，压缩空气经蜗轮冷却器绝热膨胀后，由于输出机械功，空气本身内能减少。温度明显下降，其下降的程度取决于压缩空气进出口的压比，即膨胀比。本装置采用回冷循环，通过高效热交换器，充分利用余冷，将蜗轮冷却器进口温度不断降低，从而是蜗轮冷却器出口温度相应不断降低，周而复始达到一定冷冻温度。 本装置由气动箔膜调节阀、电气转换器、智能温度调节仪、温度传感器等组成完整的温控系统，通过控制进入蜗轮冷却器的压缩空气流量，调节蜗轮冷却器出口温度，一般控温精度在±1℃范围内。

特点：
　　制冷速度快，能迅速达到工艺温度。
　　环境无污染，制冷介质为压缩空气。
　　工作温度范围宽，无霜。
　　冷冻机、低温箱分离，便于升级改造。
　　操作简单，维修方便。
　　FDL型 低温装配机主要参数
　　工作温度：-20℃~100℃范围内可调
　　控制精度：±1℃
　　低温箱容积：0.1~1立方米选配
　　降低温度：空载15分钟达-70℃
       开门操作：开门取工件仍能持续供冷
    冷室承重：1t
　　动力消耗：100w
　　压缩空气：压力0.3~0.6MPa 耗气量：6立方米/min
       电源：电压~220v 耗电量：100w

三、采用液氮为制冷剂，液氮低温箱。常温~-190℃温度可控


    深冷处理是温度在-130～-190℃的冷处理。有两种制冷介质，其一是液氮的挥发气，另一是液氮；目前大多使用前者。深冷处理的作用是：①深冷处理使接近全部的残余奥氏体转变为马氏体。②深冷处理过程有弥散碳化物从淬火组织的集体析出。③深冷处理时，在钢的硬度、冲击韧度、抗拉强度变化不大的情况下，使其耐磨性显著提高。
〖深冷处理的机理〗
1、消除残余奥氏体：

    一般淬火回火后的残余奥氏体在8～20％左右，残余奥氏体会随着时间的推移进一步马氏体化，在马氏体转变过程中，会引起体积的膨胀，从而影响到尺寸精度，并且使晶格内部应力增加，严重影响到金属性能，深冷处理一般能使残余奥氏体降低到2％以下，消除残余奥氏体的影响。如果有较多的残余奥氏体，强度降低，在周期应力作用下，容易疲劳脱落，造成附近碳化物颗粒悬空，很快与基体脱落，产生剥落坑，形成较大粗糙度的表面。

2、填补内部空隙，使金属表面积即耐磨面增大：

    深冷处理使得马氏体填补内部空隙，使得金属表面更加密实，使耐磨面积增加，晶格更小，合金成分析出均匀，淬火层深度增加，而且不仅仅是表面，使翻新次数增加，寿命提高。

3、析出碳化物颗粒：

    深冷处理不仅减少残余马氏体，还可以析出碳化物颗粒，而且可细化马氏体孪晶，由于深冷时马氏体的收缩迫使晶格减少，驱使碳原子的析出，而且由于低温下碳原子扩散困难，因而形成的碳化物尺寸达纳米级，并附着在马氏体孪晶带上，增加硬度和韧性。深冷处理后金属的磨损形态与未深冷的金属显著不同，说明它们的磨损机理不同。深冷处理可以使绝大部分残余奥氏体马氏体化，并在马氏体内析出高弥散度的碳化物颗粒，伴随着基体组织的细微化，这种改变无法用传统的金属学，相变理论来解释，也不是以原子扩散形式来进行的，一般 -130℃～－190℃下，原子已经失去了扩散能力，只能以物理学能量观点来解释，其转变机理目前尚未研究清楚。因此有待人们进一步探讨。

4、减少残余应力。

5、使金属基体更加稳定。

6、使金属材料的强度、韧性增加

7、使金属硬度提高约HRC1～2

8、红硬性显著增加。(end)

      简介：深冷处理低温箱就是利用液氮作为冷却介质，可将低温箱温度降至-190℃，温度可控。低温箱内壁为不锈钢，温度采用智能仪表控制，系统结构简单，部件布置紧凑，操作直观简单。深冷处理设备将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远地域室温的某一温度，从而达到改善金属材料性能的目的。深冷加工技术是近年来兴起的一种改善金属材料性能的新工艺技术，是目前最有效，最经济的技术手段。在深冷处理过程中，金属中的大量残余奥氏体转变马氏体，特别是过饱和的亚稳定马氏体再从-196摄氏度至室温过程中会降低饱和度，析出弥散，微观盈利降低，在细小弥散的碳化物在材料变形时可以阻碍位错运动，从而强化基体组织。同时由于超微细碳化发挥了晶界强化作用，从而改善了工模具性能，使硬度，抗冲击韧性和耐磨性都显著提高。

技术指标：

       •控温范围：室温~-190℃
       •降温速度：1~50℃
       •温度均匀度：±2℃
       •控制方式：温控智能仪表，保温结束自动关机
       •制冷机：  液氮
       •低温箱形式：卧式、井式
       •保温材料：聚氨酯
       •低温箱内壁：不锈钢
       •电源： AC 380V

深冷技术应用：

       •高速钢及硬质合金刀具、刃具、量具使用寿命提高
       •油嘴、弹簧、齿轮、轴承耐磨性和使用寿命提高
       •热作模具、冷作模具使用寿命提高及尺寸稳定
       •金刚石制成品的性能改善
       •精密机械的装配零件的尺寸稳定
       •矿山地质钻头、钢片使用寿命的提高
西安恒茂动力科技有限公司  谢工

                               
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