深冷处理技术指的是将被处理的对象放置在一个可控,特定的低温环境中,使材料的微观组织结构发生改变,在宏观上表现为材料的表面硬度、冲击韧性、耐磨性、尺寸稳定性、强度、残余应力等方面的提高与改善,从而提高或改善被处理材料的综合性能的一种技术。
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& L' k; T5 p9 |& Y 深冷处理不仅可以显著提高金属合金、有色金属、硅酸盐、碳化物、塑料等材料的使用寿命和力学性能,减小变形,稳定尺寸,改善均匀性,同时操作简单,成本低。目前,深冷处理一般是以液氮作为冷源介质,利用其相变吸热获得低温环境(可达-196℃)。而且对环境无污染,经济方便,因此深冷处理技术属于绿色制造技术的范畴,具有相当可观的市场前景和经济效益。2 w2 F4 G4 s' `
2 F/ \- k: y- D 对于高速钢深冷处理不管是国内还是国外都有了较为深入的研究。对其作用机理也均已基本达成共识,主要观点有:残余奥氏体向马氏体转变提高材料的强韧性;从马氏体中析出超细碳化物引起材料强化;组织的细化引起工件的强韧化;表面产生残余压应力提高耐磨性;转移部分金属原子的动能提高金属性能。但更为具体的作用机理仍然是没办法形成一定的规范,这就不能很好的指导对其工艺的研究。
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在我们国内对深冷处理的研究,近几年热了不少,其实,在国外,特别是美国,俄国,日本等一些国家,再50/60年代就对深冷处理开始研究了,到现在已经取得了很好的经济效益,不管是在机床刀具、模具、一些关键零部件等都有了规模性的工业应用。特别是对工艺也有相当的研究(工业应用主要是工艺的搭配,工艺参数的选择)。在国内,对深冷处理的研究起步较晚,到80年代才有研究学者接触。到后期,中科院,太原科技大学,浙江工业大学等一些 高校、研究所也进行深入的研究。也取得了些效益。但是仍然不能成规模应用。主要是其作用机理研究的不透彻,以致工艺研究缺乏指导。
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总所周知,就高速钢来说,根据世界工具协会统计,高速钢刀具占总销售额的71.26%。尤其是在我国,高速钢刀具仍然占有很大的份额。但是高可靠性、高效率、高精度刀具80%依赖进口;缺少高性能产品;低档刀具的生产能力又严重过剩;效益低,这就是我国机床刀具工业的现状。显然这已成为了制约我国刀具行业发展的主要问题之一。现在国内对深冷处理工艺的研究开始跟淬火的研究一样,也开始进行计算机仿真。通过有限元进行仿真分析,找出最佳的工艺搭配路线及工艺参数。但是这只是起步,能够走多远,个人觉得还不可预测。并且这个方向,通过文献的查找,外文文献极其匮乏,不知是为何。* ?: T! J1 Q0 | g
# A: Y, u) c9 H5 @: | 所以深冷处理到底能为材料的力学性能提高多少?特别是我国。。。。。。 |