[發明專利]金屬件處理方法

無效

• 申請號: 201410103344.5
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103834781A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 何萌;閆曼玲
• 申請（專利權）人: 何萌;閆曼玲
• 主分類號: C21D6/04
• 分類號: C21D6/04
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

技術領域

本發明涉及一種金屬件處理方法，特別涉及金屬件的深冷處理方法，更特別地涉及通過深冷處理和其它處理例如回火處理的有機結合來處理金屬件的方法。

背景技術

深冷處理是將被處理工件置于特定的、可控的低溫環境中，使材料的微觀組織結構產生變化，從而達到提高或改善材料性能的一種新技術。被處理材料在低溫環境下由于微觀組織結構發生了改變，在宏觀上表現為材料的耐磨性，尺寸穩定性，抗拉強度，殘余應力等方面的提高。

關于深冷處理的機理問題，現在還處于研究初期階段，對材料內部變化機理的認識還不夠完善。相對來說有關黑色金屬（鋼鐵）的深冷機理已經研究得相對深入，而有色金屬及其它材料如合金的深冷處理機制研究的相對較少，也不是十分清楚，現有的機理分析基本上是沿用鋼鐵材料的相關理論，目前已發現很多適用于鋼體材料的相關深冷理論并不適應于有色金屬和其它材料。

上世紀初提出的冷處理技術主要采用固體二氧化碳（干冰）作為冷卻介質，溫度一般控制在-70～-80℃，一般用于鋼鐵材料的后續處理。深冷處理的方式目前通常使用液氮（-196℃）作為制冷劑。根據使用液氮的方法不同可分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接浸入液氮中，處理溫度可達-150℃以下。氣體深冷法通過液氮的氣體潛熱和低溫氮氣熱來制冷，處理溫度可達-196℃。然而，遺憾的是，現有的一般保溫材料保溫性能差，造成冷卻介質消耗嚴重，這也嚴重增加了深冷處理的成本。

我國對深冷處理的研究與開發起步較晚，在二十世紀80年代末，我國的科研學者們才開始對深冷處理的工藝、機理進行研究，材料也主要集中在工具鋼、模具鋼和高速鋼。研究結果表明，材料經深冷處理后的性能比一般冷處理后的性能得到了改善。

CN101649432A公開了一種5A06鋁合金MIG焊接接頭的深冷強化處理方法，該方法包括以下操作步驟是：①將經過MIG焊接的5A06鋁合金件放入到由深冷處理系統控制下的深冷處理裝置中；②以5℃～9℃/min的降溫速率將深冷處理裝置中的溫度從室溫下降到-150℃～-196℃；③保溫2～6小時；④切斷電源，關閉冷源，打開裝置，讓焊接件在空氣中達到室溫。在該專利文獻中，深冷處理方法單一，不能使殘余奧氏體充分轉變。

CN102676963A公開了一種鋁合金的深冷處理工藝，包括以下工藝步驟：（1）將鋁合金工件放入深冷柜中，在-30~-80℃保溫40~60分鐘；然后繼續冷卻至-150℃~-180℃，保溫3~6小時；再加溫至-30~-80℃，將鋁合金工件提出深冷柜，放置在空氣中自然回溫至室溫，放置1~2小時；（2）將鋁合金工件放入深冷柜中重復步驟（1）的操作，即完成所述鋁合金工件的深冷處理過程。然而，該深冷處理方法單一，僅僅單純地進行深冷，是鋁合金性能的改善有限。

US2009/0090438A1公開了一種特別適用于面心立方材料的應變硬化方法，所述面心立方材料是具有一定長度的金屬，該方法包括：a.?提供裝有液化氣體的容器；b.?提供形變模具并且將該模具設置在所述容器中，使模具浸沒在所述液化氣體中；和c.?使所述具有一定長度的金屬穿過形變模具。該專利文獻主要解決的技術問題是面心立方帶材的深冷處理。

“深冷處理對CuZnAl?合金熱膨脹系數的影響”，王亞楠，《熱加工工藝》，2012?年第41?卷第20?期，第197-198頁公開了一種將退火態CuZnAl合金進行深冷處理的方法，該方法是將退火態試塊放在KL-13D?型箱式電阻爐中加熱到750℃保溫20?min?后浸入液氮(-196℃)中深冷處理10?min，然后取出、磨光并洗滌。在該文獻中，從高溫到深冷低溫之間的溫差過大（從750℃到-196℃），在能夠提高合金的某些性能的情況下，也嚴重損害了其它性能。

盡管現有技術中存在大量關于金屬件深冷處理的報導，然而，深冷處理使材料最終性能的好壞，不單取決于深冷處理工藝本身，還有深冷處理以及熱處理與深冷處理之間相互搭配的工藝，即取決于它們之間的有機組合，在上述現有技術中往往僅集中在深冷本身，忽略了其與熱處理和熱加工的搭配，或者即使存在一定搭配，但是搭配簡單，從而使得深冷處理的效果受到限制。此外，在現有技術中也缺乏能夠方便、低廉、可靠且可控地獲得低溫的低成本手段和設備。隨著現代工業的發展，對材料的性能的要求也越來越高，對材料的加工成本控制也越來越苛刻。因此，非常有必要開發一種深冷處理和其它處理例如熱處理有機組合的方法以及可靠且可控地獲得低溫的低成本方法。

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發明內容