何謂超深冷處理?
2021-08-03
A.為何需要超深冷處理技術?
大多數的人對於製造業的印象為加熱、敲打、熔化等,而上述的加工工藝皆可被歸類於”熱處理”技術,但鋼材物件在熱處理工藝之下,雖可達到所需的精密度,但仍會面臨以下問題:
將可採取冷處理工藝,用以克服以上等事項,超冷處理加工技術可以透過低溫冶煉的過程,來釋放這些鋼材/金屬工件中殘留應力,以提升鋼材/金屬工件之使用壽命,也廣泛被使用於工業製程中,適用於各式金屬或非金屬物料/零件之加工。
- 奧氏體殘留 – 當外在環境變化時,不穩定性質的奧氏體易產生變化,轉變為馬氏體,也因兩者比容不同,將會造成材料工件的不規則膨脹之情形,而降低了工件的精密度。
- 組織晶粒較為粗大,其材料碳化物固溶過於飽和。
- 內應力殘留 – 內應力的釋放將會導致物件變形,影響精密度,進而影響了機械運作性能。
將可採取冷處理工藝,用以克服以上等事項,超冷處理加工技術可以透過低溫冶煉的過程,來釋放這些鋼材/金屬工件中殘留應力,以提升鋼材/金屬工件之使用壽命,也廣泛被使用於工業製程中,適用於各式金屬或非金屬物料/零件之加工。
B.何謂超深冷處理技術?
超深冷處理技術即是在溫度低於-130℃的環境底下,進行加工工藝,將材料進行強韌化處理。超深冷處理工藝可有效提升鋼鐵鋼材、相關複合材料的力學性能,提升材料尺寸穩定度、延長使用壽命、改善均勻性提高精密度。且超深冷處理技術具備操作簡易,不破壞或浪費材料物件、無汙染、製造成本低等優勢,也因此應用於各產業加工,進行材料的處理加工,如航太、精密零件、模具、汽配等產業,藉此提升其材料應用。
C.超深冷處理技術方式
深冷處理藉由製冷劑降低溫度,主要包含液體方式與氣體方式。液體方式:為將物件放入液態氮中,約-130℃,由於其熱衝擊較大容易造成物件無法負荷而產生裂痕;另超深冷處理透過液態氮氣化潛熱和低溫氮氣吸熱製冷,降低約至-185℃,處理效果較佳。
D.何謂超深冷處理的工藝程序?
常見的超深冷處理加工程序:
- 將工件放入密閉空間中。
- 利用液態氮將密閉空間內的溫度緩慢降至接近液態氮的溫度。
- 使工件在低溫保持一段時間。
- 將工件緩慢升溫至室溫。
超深冷處理工藝之注意事項:
- 超深冷處理方式- 可依據其技術與需求,選擇氣體或液體加工處理方式。
- 升降温速度- 採取漸進式冷卻或升溫不易引發材料變形,藉此提升材料的穩定性與使用壽命。
- 回火前處理與回火後處理- 回火前超深冷處理能較大地提高工件的可加工性。 回火後超深冷能大幅度提高工件的力學性能。
- 超深冷處理時間- 超深冷處理時間的長短,為攸關材料穩定的因素之一。
- 超深冷處理次數- 多數認為兩次的超深冷處理效果最佳,可最大限度的改善材料的力學性能。