深冷加工

以電腦控制的超低溫槍管加工處理程式，把槍管放在超低溫下冷卻一段長時間（如：攝氏零下190度/華氏零下310度，放置22小時），可以改變金屬的分子結構，降低槍管的金屬應力，可以增加精準度達30%。

基本介紹

• 中文名：深冷加工
• 外文名：Cryogenic processing
• 屬性：金屬材料術語
• 相關：電腦控制、處理程式
• 分類：技術加工

簡介

以中科院理化所為代表的深冷專家將深冷加工由國外帶到國內，由槍管帶到軋輥、模具、刀具、閥門等等許多行業。深冷加工不僅可以提高槍的精度，更可以提高黑色金屬的硬度和耐磨性，提高軋輥、模具、刀具等零件的使用壽命；甚至還可以提高樂器的音質、高爾夫球桿的擊球長度。

總之，隨著低溫技術的發展，深冷加工在各行各業的套用會更加廣闊，不斷發揮神奇作用。

深冷技術

深冷技術是近年來興起的一種傳送金屬工件性能的新工藝技術，是最有效、最經濟的技術手段。在深冷加工過程中，金屬中大量殘餘奧體轉變為馬氏體，特別是過飽和的亞穩定馬氏體在從-196℃至室溫的過程中會降低過飽和度，析出彌散、尺寸僅為20～60A並與基體保持共格關係的超微細碳化物，可以使馬氏體晶格畸變減少，微觀應力降低，而細小彌散的碳化物在材料塑性變形時可以阻礙位錯運動，從而強化基體組織。

同時由於超微細碳化物顆粒析出後均勻分布在馬氏體基體上，減弱了晶界脆化作用，而基體組織的細化既減弱了雜質元素在晶界的偏聚程度，又發揮了晶界強化作用，從而改善了工模具的性能，使硬度、抗衝擊韌性和耐磨性都顯著提高。

深冷技術的改進效果不僅限於工作表面，它滲入工件內部，體現的是整體效應，所以可對工件進行重磨，反覆使用，而且對工件還有減少淬火應力和增強尺寸穩定性的作用。

相關研究

冷加工技術的發展現狀，深冷加工對航空難加工材料切削性能、切削溫度、刀具磨損、表面完整性等的影響，指出了進一步研究和套用亟待探索和解決的問題。

鎳基高溫合金具有較高的高溫強度、組織穩定性、抗氧化性和耐腐蝕性等優良性能，在航天航空業發動機等關鍵組件中被大量使用。在鎳基高溫合金加工過程中，切削力大，切削溫度高，刀具磨損嚴重。

常規冷卻液的冷卻效果在其加工過程中，隨著切削溫度的升高會減弱。因此為了改善鎳基高溫合金的難加工性，延長刀具使用壽命，提高生產效率，以液氮作為冷卻液的深冷加工得到了廣泛使用。

但是關於深冷加工對表面完整性的影響機理和規律的研究還是比較少，圍繞高溫合金深冷加工表面完整性開展研究，主要研究內容包括：通過對比分析鎳基高溫合金和45鋼在深冷加工和乾切削過程中的切削力和切削溫度，研究深冷加工對機械載荷和熱載荷的影響。

分析切削參數如切削速度，進給和切深，對於深冷加工冷卻效果的影響。最後結合材料屈服應力的熱軟化規律與有限元仿真解釋深冷加工對於機械載荷的影響。

從物理層面分析深冷加工殘餘應力的形成機理，定量分析並建模熱載荷對殘餘應力的影響，通過有限元法和移動熱源法預測在鎳基高溫合金深冷加工和乾切削中表面殘餘應力的差值。