工業(yè)低溫箱是指-100℃以下的溫度,在工業(yè)上可以分為化工行業(yè)的氣體液化技術(shù),以及材料行業(yè)的深冷處理。在工業(yè)中,液態(tài)氮是由空氣分餾而得。先將空氣凈化后,在加壓、冷卻的環(huán)境下液化,借由空氣中各組分之沸點(diǎn)不同加以分離。
工業(yè)低溫箱由結(jié)構(gòu)緊湊的板式換熱器和氣液分離器所組成。因?yàn)榈蜏匾咨⒗?,要求?yán)密的絕熱保冷,故用絕熱材料把換熱器和分離器均包裝在一個(gè)箱形物內(nèi),稱之為深冷箱。
對(duì)于深冷處理技術(shù),其處理工藝是決定處理效果的關(guān)鍵。關(guān)鍵影響因素主要包括:升降溫速度、深冷處理方式、回火前處理或者保溫時(shí)間、回火后處理等。
1、升降溫速度:目前,對(duì)深冷升、降溫速度主要有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為深冷的升降溫速度不能太快,即不贊成將工件直接浸入液氮中,因?yàn)榧だ鋵?dǎo)致工件內(nèi)部的應(yīng)力變大,易造成工件的變形或開裂。
如日本的“深冷急熱法”,工件淬火后不馬上進(jìn)行冷處理,而是先放入水浴,再放入處理槽中在-80℃或-180℃下的工業(yè)低溫箱進(jìn)行冷處理,保溫一段時(shí)間后立即放人60C熱水浴中,使試樣快速回溫以減小內(nèi)應(yīng)力,然后選用不同溫度回火1h。
另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為應(yīng)快速冷卻或升溫,這樣會(huì)使奧氏體更易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,且直浸冷卻速率比油淬慢,不易引起材料的變形或開裂。
2、深冷處理方式:可分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接放入液氮中,處理溫度為-150℃。該方法的缺點(diǎn)是熱沖擊性大,有時(shí)甚至造成工件開裂。氣體法是通過液氮的汽化潛熱和低溫氮?dú)馕鼰醽碇评?,處理溫度達(dá)-196℃,處理效果較好。
工件在冰冷處理時(shí)無需保溫,只當(dāng)其心部達(dá)到寒劑溫度即可。冰冷處理后工件從寒劑中取出,在空氣中緩慢升溫至溫至室溫后,在進(jìn)行回火處理。
工業(yè)低溫箱的低溫處理溫度多數(shù)在-70℃~-80℃為主,選擇冰冷處理的溫度主要是根據(jù)鋼的MS和MF溫度進(jìn)行的,也跟零件的技術(shù)要求有關(guān)。