CN104975156A - 深冷处理方法 - Google Patents

Abstract

一种深冷处理方法，包含一保护步骤、一降温步骤，及一取出步骤。该保护步骤是将一工件的外表面设置一使该工件与外界隔绝的保护层，该保护层结合该工件成为一处理件，该保护层是一气泡薄膜。该降温步骤是将该处理件降温至所需的一第一温度。该取出步骤是接续于该降温步骤后，是将该处理件的保护层移除而取得该工件。于该降温步骤中借由该保护层密合包覆该工件，避免该工件因快速降温而导致该工件破裂或损坏，而增加产品良率且减少生产成本，提高生产效率。

Description

深冷处理方法

技术领域

本发明涉及一种温度处理方法，特别是涉及一种深冷处理方法。

背景技术

深冷处理常用以改善金属工件的机械性质，目前深冷处理技术广泛应用于如刀具、模具或铸件等以钢材制成的工件。深冷处理技术依处理温度的不同可分为一般深冷处理及超深冷处理，其中超深冷处理方式是将工件快速降温至超低温度，例如：将工件置于液态氮（-196℃）中，借由超低温的处理使钢材工件中残留的沃斯田体几乎完全转变成麻田散体、消除金属内部应力、析出碳化物，及稳定材料组织结构等。因为沃斯田体含量越多，钢材工件的硬度越低，借由深冷处理技术可减少钢材工件内沃斯田体的残留，此为该领域中具有通常知识者所能理解，于此不再加以赘述。

虽然借由超深冷处理可改善工件的材料特性，但因为在瞬间降温过程中且直接接触液态氮可能会导致工件表面产生一些裂痕或是工件本身变形或破裂，增加产品不良率。而现有的液态氮汽化法降温方式，可使工件不直接接触液态氮，透过液态氮汽化或雾化的低温环境中，将工件和缓降温，可以避免工件表面产生裂痕，但此方式降温处理时间较长，导致生产成本提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高工件良率的深冷处理方法。

本发明深冷处理方法，包含一保护步骤、一降温步骤，及一取出步骤。该保护步骤是将一工件的外表面设置一使该工件与外界隔绝的保护层，该保护层结合该工件成为一处理件，该保护层是一气泡薄膜。该降温步骤是将该处理件降温至所需的一第一温度。该取出步骤是接续于该降温步骤后，是将该处理件的保护层移除而取得该工件。

较佳地，前述深冷处理方法，其中于该降温步骤中，先将该处理件依序分段降温至该第一温度，该第一温度小于摄氏零下100度。

较佳地，前述深冷处理方法，其中于该取出步骤中，先将该处理件加热，再将该保护层移除而取得该工件。

较佳地，前述深冷处理方法，其中还包含一个接续于该取出步骤的回火步骤，于该回火步骤中，先将该工件加热后再进行冷却。

较佳地，前述深冷处理方法，其中于该降温步骤中，该降温步骤中，其分段降温方式是将该处理件依序放入不同温度的液体中进行降温。

本发明的有益效果在于：该保护层包覆密合该工件而在该降温步骤中，有助于保护该工件，避免该工件因快速降温而导致该工件破裂或损坏，而增加产品良率且减少生产成本，并提高生产效率。

附图说明

图1是一流程图，说明本发明深冷处理方法的第一较佳实施例；

图2是一示意图，说明该第一较佳实施例的一保护步骤；

图3是一示意图，说明该第一较佳实施例的一降温步骤；

图4是一示意图，说明该第一较佳实施例的一回火步骤；

图5是一示意图，说明本发明深冷处理方法的第二较佳实施例的一保护步骤；

图6是一示意图，说明该第二较佳实施例的一降温步骤；

图7是一示意图，说明该第二较佳实施例的一取出步骤；

图8是一示意图，说明该第二较佳实施例的一回火步骤；

图9至图13皆是示意图，说明该第三较佳实施例的一降温步骤是；及

图14是一示意图，说明该第三较佳实施例的一回火步骤。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1，为本发明深冷处理方法的第一较佳实施例，包含一保护步骤1、一降温步骤2、一取出步骤3，及一回火步骤4。

参阅图1与图2，首先执行该保护步骤1，先将一待处理的工件11的外表面设置一保护层12，且该保护层12结合该工件11而成为一处理件13。于本较佳实施例中，该保护层12为气泡薄膜的态样，但不以此为限，只要能将该工件11完整包覆再形成气密，且能达成该保护层12将该工件11包覆保护并使该工件11与外界隔绝即可。

参阅图1与图3，于该降温步骤2中，是将该处理件13降温至所需的一第一温度，该第一温度为一液态氮21的温度（-196℃），透过将该处理件13直接放入该液态氮21中且放置四小时后执行该取出步骤3。接着于该取出步骤3中，将该处理件13放入于沸水中静置三十分钟，再将该保护层12移除而取得该工件11。接着如图1、4所示，于该回火步骤4中，将该工件11直接置放于沸水中并持续煮沸两小时，再将该工件11取出置放于室温环境中自然冷却。

复参阅图1与图3，借由该保护层12密合包覆该工件11，避免该工件11因直接接触该液态氮21而导致该工件11破裂或损坏。于本较佳实施例中，在该取出步骤3可与该回火步骤4合并执行，例如：将该处理件13放入沸水中并持续煮沸至所需时间，再将该保护层12移除并取出该工件11置放于室温环境中自然冷却，可依生产流程的流畅度与产品的需求考虑而执行。要说明的是，该降温步骤2是将该处理件13放入该液态氮21中进行降温，在后续所述的较佳实施例中该第一温度皆为该液态氮21的温度，但不以此为限，可依实际所需降温的温度，将该处理件13放置于例如液态酒精或其它低温液体中进行降温，只要该处理件13能达到所需的降温效果即可。

参阅图1与图5，为本发明深冷处理方法的第二较佳实施例，大致与该第一较佳实施例相同，不同的地方在于：于该保护步骤1中先将该工件11与多个支撑件14置放于第一液体中，再将第一液体凝结成固态状而形成该保护层12，而在凝固的过程中，该工件11已先进行第一阶段的和缓降温。此时该保护层12密合包覆该工件11与该支撑件14而成为该处理件13。于本较佳实施例中，第一液体是水，方便取得且成本低廉，而在摄氏零度以下的环境中，使水包覆该工件11与该支撑件14并结冻成冰，即可获得该处理件13，但不以此为限，第一液体可为油性液体或其它液体，只要能形成将该工件11与该支撑件14密合包覆的保护层12即可。所述支撑件14为金属材质，但不以此为限，可依实际制造需求选用适合的材质。

接着同样依序执行该降温步骤2、该取出步骤3，及该回火步骤4。参阅图1与图6，于该降温步骤2中将该处理件13直接放入该液态氮21中且放置四小时后执行该取出步骤3。于本较佳实施例中，也可在第一液体中添加降低凝固点的添加物，例如：氯化钠可降低水的凝固点，一般饱和盐水的凝固点大约在摄氏零下二十度，如将该工件11与多个支撑件14置放于饱和盐水中，并将饱和盐水结冻，则使该工件11在该保护步骤1已进行初步降温，因此在该降温步骤2中，该处理件13仅需放置于该液态氮21中二小时即可达到所需要的降温效果，并能接续执行该取出步骤3，有效节省后续处理时间。前述添加物的种类但不以本较佳实施例所揭露者为限，可依需求添加其它用以降低凝固点的添加物。

于该取出步骤3中，将该处理件13放入于沸水中，并如图7所示使该结冰的第一液体融化而取得该工件11。参阅图1与图8，接着于该回火步骤4中，将该工件11直接置放于沸水中并持续煮沸两小时，再将该工件11取出置放室温环境中自然冷却。于本较佳实施例中，于该回火步骤4中，将该工件11置放于沸水中进行加热，但不以此为限，亦可将该工件11置放于如食用油等油性液体中进行加热。一般食用油沸点大约200℃以上，在该回火步骤4中可将食用油加热至150℃并持温1小时后取出。该取出步骤3同样也可与该回火步骤4如该第一较佳实施例所述地合并执行，不再赘述。

再参阅图1与图6，借由第一液体包覆该工件11与该支撑件14并且结冻成固态而形成该保护层12，且透过在第一液体凝固的过程中，该工件11已先进行第一阶段的和缓降温，减少后续因快速降温的过程中可能造成工件11变形的风险，并且也可先在第一液体中添加降低凝固点的添加物，缩短降温时间。接着在该降温步骤2中，该保护层12除了可避免该工件11因直接接触该液态氮21导致该工件11破裂或损坏，也透过该保护层12为坚硬的固态结构，有助于避免该工件11快速降温而变形。再者，所述支撑件14有辅助强化该保护层12的结构的作用，也可辅助改变该保护层12的热传导系数而缓和该工件11降温的效果。

参阅图1与图9，为本发明深冷处理方法的第三较佳实施例，大致与该第二较佳实施例相同，不同的地方在于：该降温步骤2中是利用分段降温方式将该处理件13依序放入不同温度的液体中进行降温。如该第二较佳实施例所述第一液体凝结成固态状而形成该保护层12，在凝固的过程已先进行第一阶段的和缓降温。于该降温步骤2中首先将该处理件13放入一第二温度的液体中且静置三十分钟，进行第二阶段降温。接着，如图10所示，放入一第三温度的液体中且静置三十分钟，进行第三阶段降温。再来如图11所示，放入一第四温度的液体中且静置三十分钟，进行第四阶段降温。进一步地，如图12所示，将该处理件13放入一第五温度的液体中且静置三十分钟，进行第五阶段降温，最后如图13所示，放入一液态氮21中且静置三十分钟后而完成该降温步骤2。于本较佳实施例中，该第二阶段到该第五阶段分段降温中所使用的液体皆不相同，透过不同液体的凝固点都不相同，能达到不同低温的降温效果，但不以此为限，也可使用皆相同的液体，只要使所述液体分别在不同的温度，而能将该工件11达成分段降温的效果即可。

参阅图1与图13，完成该降温步骤2后并于该取出步骤3中，将该处理件13置放于室温环境中而使该保护层12自行融化而取得该工件11。于该回火步骤4中，如图14所示，接着将该工件11放入油中且加热至150℃并持温一小时，最后再将该工件11取出置放室温环境中自然冷却。

参阅图1与图13，除了透过该保护层12可达到缓冲降温及保护的效果，并借由将该处理件13依序放入不同温度的液体中进行分段降温，使该工件11和缓降温，更有助于避免该工件11因瞬间快速降温而破裂或损坏。而且利用将该处理件13依序放入不同温度的液体中进行降温，执行方法简单且便于连续生产作业，并可应用于该第一较佳实施例与该第二较佳实施例中执行。而且分段温度处理的方式，可应用于需要升温的温度处理上，例如：依序放入不同温度的液体中进行升温，可依不同生产需求，利用分段温度处理的方法执行。

综上所述，本发明深冷处理方法，借由该保护层12包覆密合该工件11而在降温步骤2中，避免该工件11因瞬间快速降温而导致该工件11破裂或损坏，且该保护层12有助于加强固定该工件11避免因快速降温过造成该工件11变形。

Claims (5)

1.一种深冷处理方法，包含一个降温步骤，该降温步骤是将一个待处理的工件降温至所需的一个第一温度，其特征在于：还包含一个执行于该降温步骤前的保护步骤，及一个接续于该降温步骤后的取出步骤，该保护步骤是将该工件的外表面设置一个使该工件与外界隔绝的保护层，该保护层结合该工件成为一个处理件，该保护层是一个气泡薄膜，该取出步骤是将该处理件的保护层移除而取得该工件。

2.根据权利要求1所述的深冷处理方法，其特征在于：于该降温步骤中，先将该处理件依序分段降温至该第一温度，该第一温度小于摄氏零下100度。

3.根据权利要求2所述的深冷处理方法，其特征在于：于该取出步骤中，先将该处理件加热，再将该保护层移除而取得该工件。

4.根据权利要求3所述的深冷处理方法，其特征在于：还包含一个接续于该取出步骤的回火步骤，于该回火步骤中，先将该工件加热后再进行冷却。

5.根据权利要求2所述的深冷处理方法，其特征在于：该降温步骤中，其分段降温方式是将该处理件依序放入不同温度的液体中进行降温。