导读:工业中一般把材料经过普通的热处理后进一步冷却到摄氏零度以下某一温度(通常为0~-130℃)的处理方法称为普通冷处理;而把低于-130℃以下(通常为-130℃~-196℃)的冷处理叫做深冷处理。深冷处理又常称为超低温处理,它是普通热处理的延续,低温技术的一个分支。
随着深冷技术的发展和试验手段的完善,人们对深冷处理的研究逐步深入,材料除涉及钢铁材料外,现已延伸到粉末冶金、铜合金、铝合金及其它非金属材料(如塑料、尼龙等)。应用行业遍布于航空航天、精密仪器仪表、摩擦偶件、工模具、量具、纺织机械零件、汽车工业和军事科学等诸多领域。
深冷处理涉及到的关键技术之一就是如何方便、快捷、低廉、可靠且可控地获得低温。因为装置的性能直接影响到深冷处理工艺的进行。如同热处理一样,如果不能保证热处理工艺的合理进行,就难以充分发挥金属材料的潜力,难以达到提高零件质量和延长使用寿命的目的。深冷处理工艺也是如此,要想在实际应用中确保深冷处理技术对处理材料产生预想的效果,就必须保证深冷处理工艺的合理。合理的深冷处理工艺的顺利执行,这就要求所使用的深冷装置满足以下要求:
(1) 可靠性高,使用寿命长;
(2) 温度场分布均匀且温度升降速率控制精确;
(3) 制冷剂耗量少,节约成本;
(4) 加工工件范围广。
为了提高工件的性能及使用寿命,得到满意的淬火质量,尽量减少残余奥氏体以获得最大数量的马氏体,目前工业上采用深冷处理的方法,即淬冷至室温的材料继续冷却到更低的温度,使残余奥氏体在这一过程中继续转变为马氏体。这样可进一步提高钢的硬度和耐磨性,并稳定钢件的尺寸。
目前深冷处理的设备主要有两种形式,一种采用压缩空气来致冷,最低使用温度为-100℃,而最常用的深冷设备都采用液氮致冷,它既经济又方便。液氮制冷的方式,大致可以分为下面两种方式:
1、 液氮浸泡式制冷:将工件直接放到装有液氮的容器中,使工件骤冷至液氮温度,并在此温度下停留一段时间,最后复温而完成整个深冷处理过程。深冷处理的研制前期都是采用液氮浸泡式方法进行深冷处理的。由于这种深冷处理工艺简单方便,应用较为广泛。但是,这种方法的降温速度较快,导致热应力过大,容易对工件材料造成组织损害,而且工件材料在降温过程中降温速度是不可控制的,进而影响工艺的可调性。
2、利用液氮的汽化潜热或者低温氮气制冷:利用低温氮气实现制冷的原理是低温氮气与材料直接接触,通过对流换热来使材料温度降低,而利用液氮的汽化潜热的原理就是液氮与材料不直接接触而通过间接方式使材料温度降低。利用这种方式来制冷按其传热方式又分为三种:(a)基于辐射换热的系统;(b)基于对流换热的系统;(c)基于辐射换热与对流换热相结合的系统。
深圳德捷力自行研制的深冷处理设备,采用最新的加热技术、控温技术和液氮分散技术,使产品的程控升温、恒温、降温各过程均匀稳定。深冷箱最低工作温度为-196+℃,最高工作温度200℃,温度偏差为±2+℃以内,升、降温速率为1~10+℃/+min,不仅可调节还可以自动控制。该深冷处理装置具有如下特点:
(1)整个箱体由双层不锈钢板制成;箱体内外不锈钢板为SUS304不锈钢;
(2)能有效阻断箱体内外冷热交换,保温性能好;
(3)箱体与箱盖间加装密封条及特制的门扣,能确保完全密封和可靠的锁紧;
(4)箱体底部装有脚轮,方便设备的移动;
(5)配备电气互锁及报警装置,确保使用安全;
(6)控制方式灵活可选:人工智能控制或计算机远程控制;计算机控制同时可以实现中央集中控制和远程控制,完成深冷箱温度的实时数据采集、显示、记录并对人工智能控制仪进行运算、控制输出、曲线绘制、数据库保存、查询等功能,具有控制和检测双重作用;
(7)人性化的微机操作界面,方便用户使用;
(8)液氮罐与深冷设备连接采用不锈钢真空绝热软管,将液氮损耗降为降为最低。
德捷力金属材料深冷处理系列产品采用液氮制冷技术,压缩机液氮,温度控制技术,导热和保温技术,主要设备有深冷箱、液氮深冷箱、深冷设备、深冷炉、深冷处理设备 、速冻机设备、液氮速冻机等深冷处理设备,设备结构形式多样化,有井式、箱式、柜式、组合式、隧道式等多种规格,可以根据客户的各种条件和要求与压缩机制冷,空冷和液冷相结合,从而实现低成本,高质量满足客户的速冻要求。该系列产品已广泛应用于食品加工、机械工程、基因工程、精密电子、医学研究、植物保鲜、航空航天、金属材料、畜牧等领域的许多领域。
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