金屬超低溫處理
工業(yè)中一般把材料經(jīng)過普通的熱處理后進(jìn)一步冷卻到攝氏零度以下某一溫度(通常為0~-130℃)的處理方法稱為普通冷處理;而把低于-130℃以下(通常為-130℃~-196℃)的冷處理叫做深冷處理。深冷處理又常稱為超低溫處理,它是普通熱處理的延續(xù),低溫技術(shù)的一個分支。
金屬超低溫處理是將被處理工件置于特定的、可控的低溫環(huán)境中,使材料的微觀組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,從而達(dá)到提高或改善材料性能的一種新技術(shù)。被處理材料在低溫環(huán)境下由于微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,在宏觀上表現(xiàn)為材料的耐磨性,尺寸穩(wěn)定性,抗拉強(qiáng)度,殘余應(yīng)力等方面的提高,國內(nèi)外學(xué)者對此開展了很多相關(guān)研究。隨著深冷技術(shù)的發(fā)展和試驗(yàn)手段的完善,人們對深冷處理的研究逐步深入,材料除涉及鋼鐵材料外,現(xiàn)已延伸到粉末冶金、銅合金、鋁合金及其它非金屬材料(如塑料、尼龍等)。應(yīng)用行業(yè)遍布于航空航天、精密儀器儀表、摩擦偶件、工模具、量具、紡織機(jī)械零件、汽車工業(yè)和軍事科學(xué)等諸多領(lǐng)域。新英格蘭深冷處理學(xué)院Robin Rhodes教授*新研究發(fā)現(xiàn),深冷處理可以使得、摩托車、輪船、滑雪撬、小型等上的發(fā)動機(jī)零部件的使用壽命大大延長。深冷處理技術(shù)的出現(xiàn)為低溫學(xué)在工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展開辟了又一個廣闊的研究領(lǐng)域。
深冷處理發(fā)展歷史
早在100多年前,瑞士的鐘表制造者把鐘表的關(guān)鍵零件埋入寒冷的阿爾卑斯雪山中以提高鐘表的使用壽命;而一些經(jīng)驗(yàn)豐富的工具制造者在使用工具之前,把工具儲存在冷凍室內(nèi)幾個月,也可以達(dá)到類似的效果。現(xiàn)在看來,他們已經(jīng)在不自覺中運(yùn)用了冷處理。
隨著制冷技術(shù)的發(fā)展,在上世紀(jì)三十年代出現(xiàn)了深冷處理技術(shù)。1939年俄羅斯人**提出了深冷處理的概念,但由于當(dāng)時低溫深冷技術(shù)尚不完善,在較長時間內(nèi)只是在理論上進(jìn)行探討,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行摸索。
美國路易斯安娜理工大學(xué)F.Barron教授在六十年代末對五種不同合金鋼進(jìn)行了研究。通過對比未冷處理、低溫-84℃處理的和-190℃深冷處理后的試樣發(fā)現(xiàn),低溫處理后試樣的磨粒磨損發(fā)生了較為顯著的變化,而硬度變化不明顯。-84℃處理后的試樣耐磨性比未冷處理的要提高2.0-6.6倍,而-190℃處理的試樣耐磨性比-84℃處理的要增加2.6倍。實(shí)際生產(chǎn)過程也證實(shí)了F.Barron的研究結(jié)果的正確性,Dayton公司生產(chǎn)的用于大型的鍋輪發(fā)動機(jī)的沖頭,采用-190℃處理后其使用壽命延長了一倍。
隨著液氮技術(shù)及保溫材料的發(fā)展,1965年美國**將深冷處理實(shí)用化,主要應(yīng)用對象針對航空領(lǐng)域。此后,深冷技術(shù)才開始引起世界各國研究人員的關(guān)注。隨即英、俄羅斯、日本等各國學(xué)者都對其進(jìn)行了較為廣泛和深入的研究。許多研究表明,材料經(jīng)深冷處理后比普通冷處理的硬度及耐磨性有較大提高。
我國對深冷處理的研究與開發(fā)起步較晚,在二十世紀(jì)80年代末,我國的科研學(xué)者們才開始對深冷處理的工藝、機(jī)理進(jìn)行研究,材料主要集中在工具鋼、模具鋼和高速鋼。研究結(jié)果表明,材料經(jīng)深冷處理后的性能比一般冷處理后的性能普遍得到了明顯改善。近幾年來,隨著深冷技術(shù)的發(fā)展,深冷處理從黑色金屬的研究逐步擴(kuò)大到有色金屬及復(fù)合材料方面,并取得了一定的研究進(jìn)展。
Cryometal系列型號規(guī)格表
型號 | 內(nèi)部有效尺寸 (L*W*H) | 外形尺寸 (L*W*H) | 容積 (L) | 冷凍能力 (kg) |
Cryometal-50 | 400×350×350 | 1150×810×780 | 50 | 80 |
Cryometal-80 | 500×400×400 | 1250×860×830 | 80 | 150 |
Cryometal-150 | 600×500×500 | 1430×960×960 | 150 | 300 |
Cryometal-250 | 700×600×600 | 1530×1060×1060 | 250 | 500 |
Cryometal-320 | 900×600×600 | 1700×1180×1220 | 324 | 650 |
Cryometal-490 | 1000×700×700 | 1800×1280×1220 | 490 | 1000 |
Cryometal-768 | 1200×800×800 | 2000×1380×1320 | 768 | 1500 |
Cryometal-1500 | 1500×1000×1000 | 2300×1700×1550 | 1500 | 2500 |
Cryometal-1800 | 1800×1000×1000 | 2600×1700×1550 | 1800 | 3000 |
Cryometal-2000 | 2000×1000×1000 | 2800×1700×1550 | 2000 | 3500 |
Cryometal-3000 | 3000×1000×1000 | 3800×1700×1550 | 3000 | 5000 |
*可以根據(jù)用戶需求設(shè)計其他規(guī)格的設(shè)備。
型號 | 工作室尺寸 (L*W*H) | 外形尺寸 (L*W*H) | 容積 (L) | 冷凍能力 (噸) |
Cryometal-6750 | 3000×1500×1500 | 3800×2200×2050 | 6750 | 10 |
Cryometal-9000 | 4000×1500×1500 | 4800×2200×2050 | 9000 | 15 |
Cryometal-16200 | 5000×1800×1800 | 5800×2500×2350 | 16200 | 25 |
溫度范圍:
A:-196℃~室溫 B:-196℃~+200℃/-196℃~+250℃ C:-196℃~+300℃