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液氮速冻机对硬质合金的深冷处理研究

文章出处 : 技术知识 文章编辑 : 环仪仪器 阅读量 : 发表时间 : 2025-08-27

硬质合金的深冷处理工艺遵从传统深冷处理“降温—保温—复温”的工艺过程。因此深冷处理温度、保温时间、深冷循环次数、升降温速率等工艺参数对硬质合金的处理效果有显著影响。以下结合深冷后硬质合金性能的变化,分析各个工艺参数对其力学性能的影响及潜在规律。

硬质合金的深冷处理研究:

试验设备:环仪仪器 液氮速冻机

液氮速冻机对硬质合金的深冷处理研究(图1)

测试样品:YG20硬质合金


1.深冷处理温度

对YG20硬质合金分别进行-80℃的普通冷处理和-140℃、-196℃的深冷处理,结果表明:

普通冷处理对YG20硬质合金抗弯强度的影响很小,而深冷处理后其抗弯强度分别提高了9.2%(-140℃)和6.2%(-196℃),说明深冷处理有效地提高了硬质合金的抗弯强度,然而抗弯强度并非随着深冷处理温度呈线性变化规律,深冷处理温度为-140C时YG20硬质合金的抗弯强度获得最佳的优化效果。

液氮速冻机对硬质合金的深冷处理研究(图2)


2.深冷保温时间

对硬质合金进行-196℃深冷处理,保温时间分别为2h、12h、24h,结果表明:

硬度和断裂韧性都在深冷12h后分别达到最大值和最小值,其中最大硬度提升20%,而断裂韧性由25.7MPa·m降至19.6MPa·m。该结果说明,在适合的温度下,当硬度具有最佳效果的同时,其他性能可能达不到预想效果,因而针对不同的性能须进一步制定相应的深冷保温时间等工艺参数。

3.深冷循环次数

硬质合金分别进行1、2、3、5次的2h深冷处理发现,循环深冷处理并没有提高材料的抗压强度,反而使其随着循环次数的增加而降低。目前,循环深冷处理对硬质合金性能的影响机制尚不明确,须进一步深入研究。

液氮速冻机对硬质合金的深冷处理研究(图3)


4.升降温速率

将硬质合金置于程序可控的液氮速冻机中,利用低温氮气与材料的对流换热及其汽化潜热进行精确、缓慢降温,其中升降温速率控制在0.5~2℃/min之内。

综上所述,深冷处理能够有效提高硬质合金的强度和韧性,但是对其硬度的影响不明显。深冷处理后硬质合金力学性能的改善程度与深冷处理工艺密切相关。传统深冷处理工艺观念认为,升降温速率越慢(0.5~2℃/min)、深冷处理温度越低(-196℃)、保温时间越长(12h以上),则硬质合金材料在极低温环境下的组织转变更完全,应力分布更均匀,从而力学性能改善更显著。


如有产品的深冷处理疑问,可以咨询环仪仪器相关技术人员。



文章标签 : 深冷试验箱

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