深冷技術(shù)又稱低溫技術(shù)，是一種應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域的高級(jí)技術(shù)，其特點(diǎn)是將物質(zhì)冷卻到極低的溫度下(低于-150℃)，以實(shí)現(xiàn)低溫保存、超導(dǎo)物理、量子計(jì)算等相關(guān)應(yīng)用。
深冷技術(shù)通常被視為加熱-淬火-回火熱處理循環(huán)的一種可選延伸，而不是對(duì)現(xiàn)有常規(guī)熱處理工藝的替代。深冷處理的工藝是在構(gòu)件常規(guī)淬火處理后，進(jìn)一步冷卻，使其所處的環(huán)境溫度，從室溫下降到-320°F(140°R; 78 K; -196°C)。在大多數(shù)情況下，深冷處理之后是回火處理。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。深冷處理工藝中的關(guān)鍵影響因素主要包括：深冷處理方式、升降溫速度、回火前處理或者回火后處理、保溫時(shí)間、深冷次數(shù)等。
一、背景：
深冷技術(shù)是近年來(lái)興起的一種改善金屬工件性能的新工藝，是用液氮(-196℃)作為冷卻介質(zhì)將淬火后的金屬材料的冷卻過(guò)程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，從而改善金屬材料性能。它是利用冷媒介質(zhì)作為冷卻介質(zhì)，將淬火后的金屬材料的冷處理過(guò)程繼續(xù)下去。它以接近-200 度或更低溫度，進(jìn)行金屬處理，從而改變金屬、塑料、陶瓷等極微細(xì)結(jié)構(gòu)，改變材料的耐磨結(jié)構(gòu)。國(guó)外自上世紀(jì)五十年代以來(lái)，開(kāi)始研究該技術(shù)在核工業(yè)和航天工業(yè)中的運(yùn)用。其中在航天工業(yè)中用途更為突出。航天零部件在經(jīng)過(guò)超、處理和冷熱沖擊后，會(huì)大大增強(qiáng)其耐用，耐疲勞性。從而提高了使用的可靠性和壽命。
上世紀(jì)八十年代以來(lái)，深冷工藝技術(shù)開(kāi)始向民用工業(yè)推廣。但局限于“冷浸”式的粗獷型工藝。深冷處理設(shè)備一直到九十年代后期才開(kāi)始出現(xiàn)。除了深冷處理外，該類設(shè)備還可以同時(shí)進(jìn)行冷熱溫度沖擊。大大增強(qiáng)了深冷處理的效果。該技術(shù)主要用于硬質(zhì)合金殘留的奧氏體轉(zhuǎn)換成馬氏體及殘留應(yīng)力，提高耐磨性，長(zhǎng)時(shí)間的沖擊疲勞強(qiáng)度，縮小材料的延展性和內(nèi)部變形。常用于模具、刃具、工量具、剪刀、鋸片、高速鋼、汽車硬質(zhì)合金、微型馬達(dá)軸、硬質(zhì)合金、低溫閥門、高爾夫球頭等產(chǎn)品的深冷處理以及金屬配件的低溫裝配工藝。
二、原理：
深冷技術(shù)是將金屬在-100°C甚至更低的溫度下進(jìn)行處理，使柔軟的殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變成高強(qiáng)度的馬氏體，并能減少表面疏松，降低表面粗糙度的一個(gè)熱處理后工序，當(dāng)這個(gè)工序完成后，不僅僅是表面，幾乎可以使整個(gè)金屬的強(qiáng)度增加，耐磨性增加，韌性增加，其他性能指標(biāo)改善，從而使得模具和刀具翻新數(shù)次后仍然具有高的耐磨性和高的強(qiáng)度，壽命成倍增加。
深冷技術(shù)的原理是利用特殊的制冷劑，將空氣中的熱量抽取出來(lái)，使被冷卻的物體得到更小、更均勻的微粒間隙，從而達(dá)到存儲(chǔ)和保護(hù)的效果。這種制冷劑通常是以液態(tài)氮和液態(tài)氦為主，其具有高溫度控制精度和低溫度控制范圍廣的特點(diǎn)。利用該技術(shù)可以得到非常強(qiáng)的制冷效果，甚至可以到達(dá)宇宙微波背景輻射的溫度(約-273.15℃)。
三、特點(diǎn)：
深冷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，使工件的使用壽命成倍地提高。該技術(shù)的改進(jìn)效果是滲入處理件的內(nèi)部(整體效應(yīng))，不限于表面，所以對(duì)刃具進(jìn)行重磨再用時(shí)，不會(huì)使工件的改性效果失效；對(duì)工件的形狀和尺寸不但不會(huì)引起變化，而且有增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性和減小淬火應(yīng)力的作用；工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)便，耗電量少，不受工件的形狀和尺寸限制，操作簡(jiǎn)便；無(wú)任何環(huán)境污染，是*的環(huán)保型技術(shù)。
該技術(shù)一出現(xiàn)，就引起了科學(xué)研究界和工業(yè)界的高度重視，在國(guó)外已應(yīng)用于刃具、量具、模具以及精密零件，如油泵的油嘴、發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪軸、軋輥、閥門、齒輪、彈簧等工件的改性。
深冷技術(shù)在空間物理、天文學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，可以用于冷卻太陽(yáng)風(fēng)象儀、直接測(cè)量宇宙微波背景輻射、研究神秘的黑洞等。在超導(dǎo)電子領(lǐng)域中，被廣泛用于高溫超導(dǎo)體的研究，以及制造超導(dǎo)角度傳感器等。同時(shí)，在生物科學(xué)里也有著重要作用，包括低溫保存生物樣品、細(xì)胞和組織的冷凍保存和冷凍切片技術(shù)等。
