深冷處理技術(shù)在煤機制造中應(yīng)用分析

閻愛民

摘 要：深冷處理技術(shù)是熱處理工藝在冷卻過程中的一種延續(xù)，它是和熱處理過程相逆，卻起到異曲同工作用的熱處理過程的延伸。它在實際應(yīng)用中具有改善材料的力學(xué)性能和使用壽命、減小變形，而且操作簡便、不破壞工件、無污染、成本低的特點。文章從深冷處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、特點分析，論證了技術(shù)工藝原理，實際應(yīng)用分析對比，最后分析了技術(shù)的拓展應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：深冷處理技術(shù)；煤機制造；鑄件加工；質(zhì)量壽命

中圖分類號：TG156.91 文獻標識碼：A

f1 深冷處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前來看，深冷處理技術(shù)它作為材料熱處理的一種延續(xù)，不僅僅取決于深冷處理的工藝，也取決于深冷處理間的相互搭配的工藝，從這一方面來說也增加了深冷處理技術(shù)穩(wěn)定使用的難度。但是即便這樣它的應(yīng)用與發(fā)展也取得了很多的成效，比如說目前已得到很多企業(yè)的大力推廣使用，像主要用于機械制造產(chǎn)業(yè)中的熱作模具、冷作模具，油嘴、軸承等的加工，可以說如果沒有深入機理的分析研究就沒有辦法把深冷處理對有關(guān)材料性能的影響做透徹的分析比對。

2 深冷處理技術(shù)概述

現(xiàn)在在工業(yè)使用中的深冷處理技術(shù)，就是用-196℃液態(tài)的氮作為冷卻介質(zhì)，再將淬火后的金屬材料冷卻，但這個過程要持續(xù)進行，最終達到遠低于室溫的特定溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進一步轉(zhuǎn)化，從而改善金屬材料性能。而經(jīng)過這樣的技術(shù)處理后，能明顯的提高金屬工件的耐磨性、韌性和尺寸穩(wěn)定性，促使工件的使用壽命成倍地提高。比如表1給出的是幾種工件經(jīng)過深冷處理技術(shù)加工后的使用壽命對比情況。

表1給出的是幾種工件經(jīng)過深冷處理技術(shù)加工后的使用壽命對比

3 深冷處理技術(shù)工藝分析

3.1 結(jié)構(gòu)原理分析?，F(xiàn)在的深冷處理技術(shù)的原理已被眾多的應(yīng)用到軍工、煤機制造，航空航天等主要領(lǐng)域中，它一般具有精密度高，冷卻介質(zhì)成本低等特點，而在煤機制造行業(yè)中軸承，減速器齒輪，截割頭等鑄件采用的這個技術(shù)已把使用壽命提高到了200%以上，這項技術(shù)因為它可以把產(chǎn)品尺寸靈活定制深受企業(yè)的歡迎。我們把它的原理圖表示如圖1所示。

從這個圖示中我們還可以得出，隨著現(xiàn)在科技信息的飛速發(fā)展，現(xiàn)在大多數(shù)使用的深冷處理技術(shù)的方法是可行可靠的，它在實際生產(chǎn)中的實現(xiàn)過程是可以控制的。

它在工作中，深冷處理技術(shù)會讓馬氏體填補內(nèi)部空隙，使得金屬表面更加密實，使耐磨面積增加，晶格更小，合金成分析出均勻，淬火層深度增加，而且不僅僅是表面，使翻新次數(shù)增加，壽命進步。處理后的金屬磨損形態(tài)與未深冷的金屬明顯有不同，這在一定意義上說明它們的磨損機理不同。

另外在消除殘余奧氏體中，殘余奧氏體會隨著時間的推移進一步馬氏體化，在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中，會引起體積的膨脹，從而影響到尺寸精度，并且使晶格內(nèi)部應(yīng)力增加，嚴重影響到金屬性能，深冷處理一般能使殘余奧氏體降低到2%以下，消除殘余奧氏體的影響。同時，由于深冷時馬氏體的收縮迫使晶格減少，驅(qū)使碳原子的析出，而且由于低溫下碳原子擴散困難，因而形成的碳化物尺寸達納米級，并附著在馬氏體孿晶帶上，增加硬度和韌性。

3.2 深加工分析對比。近年來，隨著企業(yè)的不斷使用，一些煤機制造加工件中它的耐磨性一般都提高到了40%以上，對煤機制造中產(chǎn)品使用壽命短等因素提供了一個較為理想的解決方案。我們給出兩種不同的材料經(jīng)過這種技術(shù)深加工后的使用壽命進行對比。其中表2是我們常用的煤機制造加工模具經(jīng)過深冷技術(shù)處理后的情況，表3是另外一種采用不同回火和不經(jīng)回火的鑄件經(jīng)過此技術(shù)的使用壽命情況。

4 深冷處理技術(shù)應(yīng)用拓展

現(xiàn)在隨著學(xué)科及工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，深冷處理技術(shù)已經(jīng)拓展到硬質(zhì)合金、有色金屬及復(fù)合材料等方面了。比如說應(yīng)用于雙金屬鋸條方面。在具體應(yīng)用中不僅可提高鋼材的紅硬性、耐磨性，同時還提高它的塑性和抗疲勞性能，延長刀具的使用壽命。

同時還應(yīng)用于硬質(zhì)合金材料方面。經(jīng)它的處理后材料耐磨性顯著提高，其原因在于深冷處理使得硬質(zhì)合金中的碳化物分布更均勻，而且Co相可能發(fā)生了收縮或者致密化，從而使Co相對WC硬質(zhì)相的粘結(jié)更牢固，提高了刀片的熱傳導(dǎo)能力，減少了后刀面的磨損，延長刀具使用壽命。

結(jié)語

經(jīng)過上文的分析，我們最終得出深冷處理技術(shù)作為一項成熟的技術(shù)現(xiàn)在已被廣泛地應(yīng)用于煤機制造加工業(yè)中，它的操作簡便，工藝方法簡單也符合了環(huán)保技術(shù)的要求，同時在生產(chǎn)中既實現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計又實現(xiàn)了金屬材料內(nèi)在的深度挖掘，在不久的將來這項技術(shù)會對煤機制造加工業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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