在眾多的金屬材料性能處理中,
液氮深冷處理正慢慢滲透到各個(gè)行業(yè)。但對于一些剛接觸這行業(yè)的人員來(lái)說(shuō)并不是了解。那么,在我們進(jìn)行液氮深冷處理過(guò)程中,影響他的因素有哪些呢?具體如下:
1、深冷處理方式
液氮深冷處理可分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接放入液氮中,處理溫度為-150℃。該方法的缺點(diǎn)是熱沖擊性大,有時(shí)甚至造成工件開(kāi)裂。氣體法是通過(guò)液氮的汽化潛熱和低溫氮氣吸熱來(lái)制冷,處理溫度達-196℃,處理效果較好。
2、升降溫速度
目前,對深冷升、降溫速度主要有兩種觀(guān)點(diǎn)。一種觀(guān)點(diǎn)認為深冷的升降溫速度不能太快,即不贊成將工件直接浸入液氮中,因為激冷將導致工件內部的應力增大,易造成工件的變形或開(kāi)裂。如日本的“深冷急熱法”,工件淬火后不馬上進(jìn)行冷處理,而是先放入水浴,再放入處理槽中在-80℃或-180℃下進(jìn)行冷處理,保溫一段時(shí)間后立即放入60C熱水浴中,使試樣快速回溫以減小內應力,然后選用不同溫度回火1h。
另一種觀(guān)點(diǎn)則認為應快速冷卻或升溫,這樣會(huì )使奧氏體更易轉變?yōu)轳R氏體,且直浸冷卻速率比油淬慢,不易引起材料的變形或開(kāi)裂。如前蘇聯(lián)的“沖擊法”,將被處理的工件直接快速地放入液氮中,深冷到所需的溫度后保溫5~30min,然后取出放在室溫下,待其恢復到室溫后,再在200~500℃的油中回火1h。該方法明顯地提高了高速鋼刀具的使用壽命。
3、回火前處理或者回火后處理
按回火工藝的順序,深冷處理可分為回火后深冷處理與回火前深冷處理。研究表明:回火前深冷能較大地提高工件的可加工性,回火后深冷能大幅度提高工件的力學(xué)性能。對于受沖擊載荷較大、易彎曲的模具,應進(jìn)行回火后深冷,而對于要求硬度高、動(dòng)載荷較大的模具,則進(jìn)行回火前深冷?;鼗鸷笊罾淠苁褂捕容^低的奧氏體轉變?yōu)檩^硬的、更穩定的、耐磨性和耐熱性更高的馬氏體。
4、深冷處理的時(shí)間
深冷處理時(shí)間的長(cháng)短,主要應考慮被處理工件的導熱性、體積、冷透所需的時(shí)間及殘留奧氏體的轉化穩定情況等因素,不必考慮奧氏體向馬氏體的轉變速度。很多學(xué)者認為,深冷處理時(shí)間長(cháng)的要比短的效果好,因為長(cháng)時(shí)間深冷可以使鋼中的殘留奧氏體充分地轉變及更有利于碳化物粒子的形成,轉變完成后,材料的硬度不會(huì )再有明顯的變化。工件尺寸越小,完成轉變所需的時(shí)問(wèn)越短,所以日前深冷處理時(shí)問(wèn)一般取24h以上,也有些單位取48h以上。
5、深冷處理的次數
一般認為經(jīng)二次深冷處理效果較佳,如前蘇聯(lián)采用的“熱循環(huán)穩定處理法”。因為經(jīng)二次深冷處理可以大限度地改善材料的力學(xué)性能,重復每一次的變化,即細小碳化物的析出、馬氏體針(片)的細化以及殘留奧氏體向馬氏體的轉變;經(jīng)二次深冷處理后,材料的組織將不再發(fā)生變化。材料不同,深冷處理溫度也不同,材料硬度的增加也就不一樣,但有一點(diǎn)可以肯定,深冷處理不會(huì )降低材料的原有硬度。
其實(shí),在液氮深冷處理過(guò)程中,深冷處理工藝是決定液氮深冷處理效果的關(guān)鍵。換而言之,如果你掌握了深冷處理工藝,那么液氮深冷處理的效果就不會(huì )太差。