冷處理

通過冷處理，可增加鋼的硬度。例如，可用於各種工具鋼和滲碳鋼件，以提高其耐磨性和使用壽命。

通過冷處理基本消除了引起尺寸變化的各種因素（殘餘奧氏體等），故在使用過程中，使工件尺寸保持穩定。使殘餘奧氏體轉變為馬氏體，對於許多零件來説是很有必要的。

冷處理操作並不複雜，它是將淬火至室温的工件及時地放入冷凍機中（-80℃左右），當工件達到冷處理温度時，適當保持1～2h，即可取出置於空氣中。冷處理實質上是淬火冷卻的繼續。使鋼冷卻至Mz點以下，停留一定時間，使殘餘奧氏體向馬氏體轉變儘可能完全，待它緩慢升温至室温，再進行回火處理。

(1)冷處理應在工件淬火後立即進行，以避免在室温停留引起殘餘奧氏體穩定化。室温停留時間愈長，奧氏體穩定化愈嚴重，冷處理效果愈差。

(2)馬氏體轉變主要發生在連續冷卻過程中。和淬火時一樣，工件達到冷處理温度後，轉變即告完成，不需保温。但是為使批量裝料時所有工件的心部都能達到冷處理温度，可根據情況保温1～3h。

(3)冷處理不應在工件冷至室温之前進行。對於形狀複雜、尺寸較大的工件應隨設備一起由室温降至處理温度，以防止工件開裂。

(4)冷處理結束後，工件應在空氣中緩緩回升至室温。未到室温不能進行回火，到達室温後應及時回火，這能防止零件開裂。

冷處理後，由於殘餘奧氏體向馬氏體轉變的結果，鋼的硬度增加，工件的尺寸也略微增大。 ^[1] 

常用的冷處理設備主要有：冷凍劑、乾冰冷處理設備；液化氣體冷處理設備等。

一、冷凍劑

冷凍劑是冷處理設備中所使用的工作介質，應具有較低的沸點，較小的液化壓力及較大的蒸發熱和比熱容，還應具有一定的安全性和經濟性。

二、乾冰冷處理設備

直接使用固態乾冰的冷處理設備的最低温度為-78℃。設備為一雙層容器，兩層間填以隔熱材料，通常為聚酯泡沫材料。外層常用木板或鋼板製成，內層用銅、鋁或鋼板製成。工件與乾冰塊一同裝入容器中冷卻，加蓋密封，使工件冷處理。也有將工件裝入另一容器中與乾冰隔離。這種裝置冷卻均勻性差，冷卻過程緩慢，乾冰消耗量大，温度調節困難。

當使用冷凍劑時，其冷處理設備的結構與前者基本相同，只是在容器中將乾冰溶於變性酒精、丙酮或汽油中配成冷凍劑，待冷凍劑達到所需温度時即可將工件或裝有工件的容器浸入其中進行冷卻。在冷卻過程中繼續添加乾冰以保持冷處理温度恆定。由於工件與冷凍劑直接接觸，工件各部分冷卻均勻，冷卻效果好。

乾冰冷處理設備結構簡單，容易製造，操作方便，但生產成本比較高，用以零星處理小型t件。常用容器結構為網筒形，內徑在300~600mm範圍內，深度在1000mm以下，隔熱層厚度約150～250mm。

三、液化氣體冷處理設備

液化氣體冷處理設備利用液化的氮、氧等氣體在蒸發時的吸熱作用冷卻工件，工作温度可接近-200℃。液浸式設備將工件直接浸入液化氣體中冷卻；汽化式則利用液體汽化冷卻冷凍室來冷卻工件。前一種冷卻温度過低，應用較少。

熱處理生產上常用的液化氣體冷處理設備，主要包括冷凍室、液化氣體儲存容器、真空泵、連接管道、温度控制儀表等。 ^[2] 

為了保證生產安全，在冷處理時，必須遵守下述操作規程。

(1)工件進行冷處理前，必須徹底仔細地清洗工件上的油污，並且烘乾。這是因為油污和水有可能和冷卻介質（特別是液態氧）發生激烈的化學反應而引起爆炸。

(2)不能在冷凍機具附近吸煙，這是因為當空氣中含有一定量的氨時就有可能引起燃燒與爆炸。

(3)冷處理操作時，必須穿好工作服和長統鞋，戴上棉手套和防護眼鏡，避免液體冷卻物濺到身上。

(4)將工件放入冷卻器，或從冷卻器中取出工件時，都要用長柄的工具，避免直接接觸冷卻器。

(5)冷處理操作時，可能使操作者引起局部凍傷，如果發生局部凍傷，可用手按摩或塗上一些碘酒、樟腦酒精，或用温水泡洗，擦乾以後，並塗上一些油質如凡士林、樟腦油膏等，並必須注意保暖。並不是所有的工件都必須進行冷處理，一般只對那些精度要求高、必須保證其尺寸穩定性的工件，如精密量具等才進行冷處理。 ^[3]