一、在對(duì)金屬冷處理展開(kāi)詳細(xì)的介紹前，我們先來(lái)了解下深冷處理的發(fā)展歷史：
(1)早在100多年前有要制造者把鐘表的關(guān)鍵零件埋入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(chǔ)存在冷凍室內(nèi)幾個(gè)月，也可以達(dá)到類似的效果。
(2)現(xiàn)在看來(lái)，他們已經(jīng)在不自覺(jué)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)。有人提出了深冷處理的概念，但由于當(dāng)時(shí)低溫深冷技術(shù)尚不完善，在較長(zhǎng)時(shí)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。
(3)后有研究者在六十年代末對(duì)五種不同合金鋼進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)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。
(4)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程也證實(shí)了研究結(jié)果的正確性，用于大型的鍋輪發(fā)動(dòng)機(jī)的沖頭，采用-190℃處理后其使用壽命延長(zhǎng)了一倍。
二、應(yīng)用領(lǐng)域：
(1)隨著液氮技術(shù)及保溫材料的發(fā)展，將深冷處理實(shí)用化，主要應(yīng)用對(duì)象針對(duì)航空領(lǐng)域。此后，深冷技術(shù)才開(kāi)始引起世界各國(guó)研究人員的關(guān)注。隨即各國(guó)學(xué)者都對(duì)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。
(2)我國(guó)的科研學(xué)者們開(kāi)始對(duì)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(lái)，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。
(3)綜上所知，金屬材料冷處理工藝其實(shí)就是一種將材料或零部件置于-130～-190℃的低溫下，按一定的工藝進(jìn)行處理的過(guò)程。它不僅可以對(duì)黑色金屬、有色金屬、金屬合金和碳化物進(jìn)行處理，還能對(duì)非金屬材料進(jìn)行處理。深冷是對(duì)切削刀具材料進(jìn)行處理的有效工藝手段。
(4)深冷工藝能改善金屬材料的性能有效、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)指標(biāo)，馬氏體在深冷過(guò)程中，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，而細(xì)小彌散的碳化物在材料的性能改變，可阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)析出的超細(xì)微碳化物，從而強(qiáng)化基體組織，發(fā)揮晶界強(qiáng)化作用，得到以下三個(gè)方面的提高：沖擊韌性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性。
工業(yè)中，把經(jīng)過(guò)普通熱處理后的材料進(jìn)一步冷卻到100℃～196℃的處理方式叫作深冷處理，它可以降低殘奧含量、促進(jìn)析出細(xì)小碳化物、減少晶間拉應(yīng)力，進(jìn)而提高以下宏觀性能：
| 提高硬度 | 高速鋼、模具鋼提高洛氏硬度1～2度 |
| 提高耐磨性 | Cr12MoV鋼耐磨性提高30%，20Ni3Mo滲碳鋼耐磨性提高89%。 |
| 提高抗彎強(qiáng)度 | 440A鑄造不銹鋼的抗彎強(qiáng)度1135MPa提高到1355MPa。 |
| 提高韌性 | W6Mo5Cr4V2沖擊功從18J提高到40J。 |
| 提高紅硬性 | W18Cr4V在625℃的條件下硬度從洛氏硬度57.9提高到63.9。 |
| 提高尺寸穩(wěn)定性 | 95Crl8不銹鋼殘余奧氏體從35%降低至10%。 |
| 提高導(dǎo)電性 | 銅合金Cu-15Ni-8Sn電阻率從2 86×l0-7 Ω.m降低到l.5l×l0-7 Ω.m。 |
深冷技術(shù)是是一種新型的環(huán)保技術(shù)，目前對(duì)提高金屬材料工件性能有效。特點(diǎn)為耗材，耗電少，無(wú)任何環(huán)境污染。隨著液氮低溫技術(shù)的發(fā)展和試驗(yàn)手段的完善，人們對(duì)深冷處理的研究逐步深入，研究范圍現(xiàn)已從制鐵延伸到粉末冶金、銅臺(tái)金、鋁合金及其它非金屬材料。應(yīng)用行業(yè)遍布于航空航天、五金、工具、模具、摩擦偶件、精密加工、量具、紡織、汽車等諸多領(lǐng)域。
