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深冷技术

深冷技术又称低温技术,是一种应用于物理、化学、生物等领域的高级技术,其特点是将物质冷却到极低的温度下(低于-150℃),以实现低温保存、超导物理、量子计算等相关应用。
发布时间: 2024-03-20 产品型号:
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产品概述

  深冷技术又称低温技术,是一种应用于物理、化学、生物等领域的高级技术,其特点是将物质冷却到极低的温度下(低于-150℃),以实现低温保存、超导物理、量子计算等相关应用。
 
  深冷技术通常被视为加热-淬火-回火热处理循环的一种可选延伸,而不是对现有常规热处理工艺的替代。深冷处理的工艺是在构件常规淬火处理后,进一步冷却,使其所处的环境温度,从室温下降到-320°F(140°R; 78 K; -196°C)。在大多数情况下,深冷处理之后是回火处理。对于深冷处理技术,其处理工艺是决定处理效果的关键。深冷处理工艺中的关键影响因素主要包括:深冷处理方式、升降温速度、回火前处理或者回火后处理、保温时间、深冷次数等。
 
  一、背景:
 
  深冷技术是近年来兴起的一种改善金属工件性能的新工艺,是用液氮(-196℃)作为冷却介质将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去,达到远低于室温的某一温度,促使常规热处理后所存在的残余奥氏体得到进一步转化,从而改善金属材料性能。它是利用冷媒介质作为冷却介质,将淬火后的金属材料的冷处理过程继续下去。它以接近-200 度或更低温度,进行金属处理,从而改变金属、塑料、陶瓷等极微细结构,改变材料的耐磨结构。国外自上世纪五十年代以来,开始研究该技术在核工业和航天工业中的运用。其中在航天工业中用途更为突出。航天零部件在经过超、处理和冷热冲击后,会大大增强其耐用,耐疲劳性。从而提高了使用的可靠性和寿命。
 
  上世纪八十年代以来,深冷工艺技术开始向民用工业推广。但局限于“冷浸”式的粗犷型工艺。深冷处理设备一直到九十年代后期才开始出现。除了深冷处理外,该类设备还可以同时进行冷热温度冲击。大大增强了深冷处理的效果。该技术主要用于硬质合金残留的奥氏体转换成马氏体及残留应力,提高耐磨性,长时间的冲击疲劳强度,缩小材料的延展性和内部变形。常用于模具、刃具、工量具、剪刀、锯片、高速钢、汽车硬质合金、微型马达轴、硬质合金、低温阀门、高尔夫球头等产品的深冷处理以及金属配件的低温装配工艺。
 
  二、原理:
 
  深冷技术是将金属在-100°C甚至更低的温度下进行处理,使柔软的残余奥氏体几乎全部转变成高强度的马氏体,并能减少表面疏松,降低表面粗糙度的一个热处理后工序,当这个工序完成后,不仅仅是表面,几乎可以使整个金属的强度增加,耐磨性增加,韧性增加,其他性能指标改善,从而使得模具和刀具翻新数次后仍然具有高的耐磨性和高的强度,寿命成倍增加。
 
  深冷技术的原理是利用特殊的制冷剂,将空气中的热量抽取出来,使被冷却的物体得到更小、更均匀的微粒间隙,从而达到存储和保护的效果。这种制冷剂通常是以液态氮和液态氦为主,其具有高温度控制精度和低温度控制范围广的特点。利用该技术可以得到非常强的制冷效果,甚至可以到达宇宙微波背景辐射的温度(约-273.15℃)。
 
  三、特点:
 
  深冷处理后能明显的提高金属工件的耐磨性、韧性和尺寸稳定性,使工件的使用寿命成倍地提高。该技术的改进效果是渗入处理件的内部(整体效应),不限于表面,所以对刃具进行重磨再用时,不会使工件的改性效果失效;对工件的形状和尺寸不但不会引起变化,而且有增强尺寸稳定性和减小淬火应力的作用;工艺系统简便,耗电量少,不受工件的形状和尺寸限制,操作简便;无任何环境污染,是*的环保型技术。
 
  该技术一出现,就引起了科学研究界和工业界的高度重视,在国外已应用于刃具、量具、模具以及精密零件,如油泵的油嘴、发动机的涡轮轴、轧辊、阀门、齿轮、弹簧等工件的改性。
 
  深冷技术在空间物理、天文学等领域中得到了广泛应用,可以用于冷却太阳风象仪、直接测量宇宙微波背景辐射、研究神秘的黑洞等。在超导电子领域中,被广泛用于高温超导体的研究,以及制造超导角度传感器等。同时,在生物科学里也有着重要作用,包括低温保存生物样品、细胞和组织的冷冻保存和冷冻切片技术等。
 
<strong>深冷技术</strong>
 

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