深冷箱又稱超低溫處理,是指以液氮為冷卻介質,在低于-100℃以下的環(huán)境下對材料進行處理的一種工藝方法。材料在低溫下由于微觀組織結構發(fā)生了改變,殘余應力得到釋放,在宏觀上表現(xiàn)為耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、綜合力學性能等方面的提高。
隨著低溫技術的發(fā)展和試驗手段的完善,人們對深冷處理的研究逐步深入,從20世紀三四十年代開始,國外學者就開始研究深冷處理對金屬材料性能和組織的影響。到20世紀七八十年代,深冷處理在國外已發(fā)展成一種常規(guī)的材料處理工藝并在工業(yè)中得到廣泛應用。近年來,深冷處理技術在國內也受到廣泛重視,除涉及鋼鐵材料外,現(xiàn)已延伸到銅合金、鎂合金、鋁合金、鈦合金及非金屬材料。該技術的應用行業(yè)遍布航空航天、精密儀器儀表、工模具、量具、紡織機械零件、汽車工業(yè)和軍事科學等諸多領域。
深冷箱在改善鋼鐵材料性能方面表現(xiàn)出明顯的效果,通過促使組織中的殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體并在馬氏體基體上析出彌散分布的碳化物顆粒以實現(xiàn)材料硬度、強度、韌性、耐磨性的提升。目前,對鋼鐵材料的深冷處理研究已較為成熟,理論方面已達成廣泛共識,而鋁合金深冷處理的研究相對較少。
深冷處理作為傳統(tǒng)熱處理的補充工藝,通常需要與傳統(tǒng)熱處理進行結合,才能對合金的微觀組織起到有效的調控作用,從而大程度改善材料的性能。深冷處理能夠有效提高鋁合金的強度、硬度、韌性等性能,然而其改善效果與深冷處理工藝密切相關,目前對于深冷處理效果與工藝之間的關系還缺乏廣泛的共識,內在的影響規(guī)律有待深入研究。因此,掌握深冷處理工藝參數(shù)對鋁合金力學性能的影響規(guī)律,優(yōu)化鋁合金深冷處理工藝,對推動深冷處理技術在鋁合金相關行業(yè)上的應用和發(fā)展具有重大意義