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液氮超低温处理工艺
液氮超低温处理工艺是指将金属材料在液氮的超低温环境中进行施工、处理、改性等，以达到金属质量、特性及外观的改善目的。
液氮超低温处理技术充分应用于航空航天、船
舶电气设备、半导体制造、特种材料研究、机床切削工具、特种加工件等行业，处理过程
可提供金属高速加工和工业生产过程中所要求的准确性和可靠性。
液氮超低温处理既可有效地改善金属的外观，也可提高金属材料的硬度，提高金属表
面硬度、抗疲劳性和抗冲击强度，还可改善金属的塑性力学特性，消除疲劳裂纹等表面缺陷，具有卓越的应用价值。
液氮超低温处理通常包括热处理条件设定、性能调节、液氮充填和空气放出等工序。
处理过程可以采用现场或实验室闭式系统，处理时间应满足具体生产任务要求。
热处理条
件可以根据每种金属的性能特点调节，性能调节主要涉及到处理温度、时间和液氮充填率
等环境参数的设置，处理的过程由数控计算机精确控制。
液氮超低温处理的重要过程是固溶处理，是指将金属在液氮冷冻的过程中结合氢原子
产生冷加工，以增强材料的硬度和磨损性能，抗疲劳性能以及耐腐蚀性等。
其处理效果决
定于处理温度时间，处理温度一般低于-100℃以上，处理时间30-120分钟，不同材料在
不同环境条件下需要设置不同处理条件。
为了确保工艺的安全性，使用液氮超低温处理时应严格按照行业安全标准要求，防止
液氮泄漏，以确保操作人员和设备负责人的安全。
还应注意在使用液氮处理过程中，操作
人员穿戴防寒服，以防止被低温条件危害，液氮储存现场的密封情况应严格检查，确保液
氮在室内不逸出。
深冷处理对Al-Si合金组织和力学性能的影响
晋芳伟;黄晓因
【期刊名称】《金属热处理》
【年(卷),期】2005(30)8
【摘要】在液氮温度(-196℃)对Al-Si合金作了深冷处理,处理时间分别为72h、120h,并进行了力学性能试验和金相组织分析。
试验结果表明,深冷处理显著提高了合金的强度和硬度,经适当时间的深冷处理,强度、硬度及伸长率三者能同时提高。
初步的研究认为,深冷处理改善铝合金性能的机理主要是处理后合金中产生大量相互缠绕的位错和析出弥散强化相。
【总页数】3页(P55-57)
【关键词】Al-Si合金;深冷处理;力学性能;显微组织
【作者】晋芳伟;黄晓因
【作者单位】云南农业大学工程技术学院;云南农业大学计算机科学系
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.91;TG146.2
【相关文献】
1.深冷处理对铸态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响 [J], 陈鼎;蒋琼;姜勇;陈振华
2.合金元素对Al-Si合金力学性能及组织的影响 [J], 司乃潮;马得勇;吴勤方;孙少纯;刘光磊;华雄飞
3.深冷处理对钴铬钼高熔铸造合金拉伸力学性能的影响 [J], 陈孟诗;朱智敏;李宁
4.深冷处理对口腔中熔铸造合金拉伸力学性能影响的实验研究 [J], 陈孟诗;朱智敏;李宁;赖胜祥
5.深冷处理对钛合金力学性能及摩擦磨损性能的影响 [J], 雷达;李永刚;李文辉;李秀红;杨胜强;王瑶
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科学技术S cience and technology 深冷处理对17CrNiMo6钢硬化层组织和力学性能的影响冉贞德，汤 静，李 军，张显银（重庆齿轮箱有限责任公司，重庆 402263）摘 要：采用力学性能测试、光学显微镜观察等手段，研究了不同深冷处理工艺对17CrNiMo6钢硬化层组织和力学性能的影响。
研究表明：深冷处理对17CrNiMo6钢硬化层组织影响较小，但深冷+回火处理对表面碳含量影响较大，主要表现为碳化物析出硬化层表面，使得表面碳含量增大。
深冷处理时间对17CrNiMo6钢力学性能存在不同程度的影响。
综合来看，要使渗碳淬火17CrNiMo6钢力学性能最优，深冷处理工艺应为-196℃深冷24h+200℃回火4h。
关键词：17CrNiMo6钢；深冷处理；显微组织；力学性能中图分类号：TG156.91 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）10-0119-3齿轮传动具有效率高、结构紧凑、传动比稳定和工作可靠、寿命长等特点是机械传动中最重要的传动之一[1]。
重载齿轮一般为硬齿面的大模数齿轮，能承受大载荷、传递大扭矩和使用工况复杂等特点，常运用于矿山、建材、冶金、船舶、核电和风电行业等重工领域的传动设备中[2]。
重载齿轮的材质和热处理工艺会直接影响到齿轮工作时的可靠性和使用寿命，目前选材常用低碳合金钢20CrMnMo钢、17CrNiMo6钢等，热处理方法为渗碳淬火和低温回火，使得齿面具有较高的硬度和耐磨性，齿轮心部具有较高的强度和韧性[3，4]。
相对于热处理工艺而言，金属材料还有深冷处理工艺。
随着制造业的发展，大型工程机械、船舶机械和风电等领域对高速、重载齿轮性能提出了更高的要求，因此有必要对传统热处理工艺进行改进，以提高钢的综合力学性能来满足重载齿轮的设计要求。
由于国内专家、学者对重载齿轮用钢进行深冷处理的研究报告较少，因此本文将对重载齿轮17CrNiMo6渗碳钢进行深冷处理研究，旨在探讨深冷处理工艺对钢的力学性能和硬化层组织的影响，同时为后续研究提供试验、数据参考。
液氮深冷工艺原理液氮是一种常见的工业冷却介质，其沸点为-196℃。
将液氮注入容器中，将物体浸泡在液氮中，可以迅速降低物体的温度。
液氮的低温可以促使物体内部热量迅速传导到冷却介质中，从而实现快速冷却的效果。
1.接触面积增大：液氮具有很高的流动性，可以完全包覆物体表面，从而使物体与冷却介质的接触面积增大。
增大接触面积可以提高热量的传导速度，加速物体的冷却速度。
2.高热传导性：液氮的热传导性非常好。
物体与液氮接触后，液氮会迅速吸收物体的热量，然后迅速传导到液氮中。
由于液氮的低温，吸收物体热量后会快速蒸发，从而将热量带走。
这样可以持续为物体提供热交换的方式，加速物体的冷却。
3.超冷冻效应：液氮的温度较低，可以引起物体表面的冷凝和冻结现象。
将物体浸泡在液氮中，物体表面的水分会迅速被冻结，形成冷冻层。
冷冻层可以起到保护、隔热的作用，使得液氮与物体的接触更加紧密，进一步增强热交换效果。
4.高温降温效应：液氮的低温可以迅速降低物体的温度。
当物体温度超过液氮沸点时，液氮会迅速沸腾，从而带走大量热量。
这种高温降温效应可以迅速将物体的温度降低到液氮的温度，加速物体的冷却速度。
5.低温对物质的影响：液氮的低温可以改变物质的性质和结构。
对于一些材料，低温下可以改善其物理性能和机械性能。
通过液氮深冷处理，可以提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
综上所述，液氮深冷工艺的原理主要是通过液氮极低的温度和高热传导性，实现对物体的快速冷却。
液氮的流动性特点和高热传导性可以提高热交换的效率，加速物体的冷却速度。
此外，超冷冻效应和高温降温效应以及低温对物质的影响也是液氮深冷工艺的重要原理。
通过合理利用这些原理，可以实现液氮深冷工艺的应用，提高产品的质量和性能。
液氮深冷低温试验箱的深冷处理作用是怎样的背景介绍液氮深冷低温试验箱是一种专门用于低温试验的设备，其工作原理是通过搭载液氮冷却系统来实现试件的低温处理。
深冷低温处理是指将试样在极低温下进行处理，以获得物质的新离态或新相态，从而得到新材料和新功能的设计开发。
然而，深冷低温处理对于材料的结构和性能具有很大的影响，因此液氮深冷低温试验箱的深冷处理作用也备受关注。
液氮深冷低温试验箱的深冷处理液氮深冷低温试验箱的深冷处理是指将试样置于液氮中进行长时间的低温处理，通常在-180℃左右。
低温处理的时间长短取决于试样的性质和低温处理的目的。
液氮深冷低温试验箱中的液氮通过制冷机组进行循环，将试样不断置于极低的温度中，直到达到研究人员的预设条件或者需要的低温处理时间。
以下是深冷处理的主要作用：消除应力深冷处理可以消除材料中的残余应力，不同的深冷温度对应不同应力消除效果，通过优化深冷温度和时间可以得到最佳的应力消除效果。
应力消除还能提高材料的稳定性和寿命。
提高材料硬度深冷处理还可以提高材料的硬度，特别适合用于处理低碳合金钢等材料。
深冷作用能够将材料中的残留奥氏体转化为马氏体，并将马氏体的数量提高，从而提高材料的硬度。
改善材料特性液氮深冷处理还可以改善材料的物理特性。
比如在电学、磁学、热学、变形、弹性等方面都能获得不同的改善。
制备特殊材料除了上述作用外，深冷处理还可以制备特殊的材料。
例如通过液氮深冷处理，在材料表面形成纳米晶，从而实现表面硬化和增强。
液氮深冷低温试验箱的应用液氮深冷低温试验箱在材料和制造业领域中被广泛应用。
主要应用于以下领域：材料的表面喷涂技术液氮深冷低温试验箱的深冷处理可以实现材料的表面喷涂技术，如喷涂薄膜等工艺，从而增加材料的硬度和延展性。
喷涂薄膜之后，再经过液氮深冷处理，可以获得更好的性能。
钢材的深度改性液氮深冷低温试验箱可以深度改性钢材，提高其硬度和强度，从而达到材料寿命更长、腐蚀性能更好、重量更轻等效果。
液氮冷处理工艺
1 液氮冷处理工艺
液氮冷处理是一种热处理技术，主要以液氮钢作为冷却介质，在
空气中进行半到全部冷却，以改善金属材料组织，增强韧性、强度和
耐温性，改善耐磨性、耐腐蚀性和抗扭转性等。
液氮冷处理还可以改变金属组织的结构，使其更加均匀和细致，
以提高其质量。
液氮冷处理可以减少材料中的缺陷，延长使用寿命，
使材料更加坚硬耐用。
液氮冷处理的基本过程分为四个步骤：将材料环绕到液氮冷却盘中，然后将其放入液氮容器中，继而将液氮容器放入真空室中，最后
将真空室中的液氮容器放入油浴蒸发器中，完成热处理过程。
液氮冷处理是一种具有抗腐蚀作用的金属处理技术，在船舶、飞机、军事和石油行业有着广泛的应用，也可以用于制造电子元件和机
械零件。
液氮冷处理同时也用于制作钨和钛合金以提高材料的耐腐蚀
性和强度。
从上述可知，液氮冷处理是一种极其有效而又安全的金属处理技术，可以改善金属材料的性能，增加其强度和耐用度，减少金属材料
的损坏，使用范围很广。
通过液氮冷处理，不仅能够节约时间和费用，还可以提高材料的使用寿命，从而满足生产对细致、准确和安全性的
要求。
液氮深冷处理工艺哎，你知道吗？最近我可是大开眼界了。
我那哥们儿，一个铁匠，他给我展示了他的新玩意儿——液氮深冷处理工艺。
这玩意儿，听起来挺高大上的，其实就是把金属给冻得硬邦邦的，然后再加工。
我一开始还不信，心想，这玩意儿能有啥用？结果，他给我上了一课。
那天，我去了他家的工作室，一进门就看到那台大家伙——液氮机。
那机器，跟个冰箱似的，但是比冰箱大多了，声音也大。
他跟我说，这玩意儿能把金属冻到零下196摄氏度，我心想，这得冻成啥样啊。
他拿出一块铁，跟我说：“看，这块铁，我准备用液氮给它来个深冷处理。
”我看着那块铁，心想，这铁块儿能有啥变化？他把铁块放进一个特制的容器里，然后开始往里头倒液氮。
那液氮，一倒进去，就开始冒白烟，跟仙境似的。
我站在旁边，感觉冷飕飕的，赶紧裹紧了我的外套。
过了一会儿，他把铁块拿出来，我看那铁块，表面都结了一层霜，硬邦邦的。
他说：“现在，这铁块的内部结构已经发生了变化，变得更结实了。
”我半信半疑，心想，这玩意儿真有这么神奇？然后，他把铁块放到了一台机器上，开始加工。
那机器，声音轰隆隆的，我看着那铁块在机器下一点点被打磨，形状慢慢变得规整起来。
我注意到，那铁块的表面，竟然没有出现什么裂纹，要知道，普通的铁块在加工的时候，很容易就裂开了。
他加工完，把成品拿给我看，那是一个精美的小锤子，表面光滑，没有一点瑕疵。
他说：“看，这就是液氮深冷处理的魔力。
”我拿在手里，感觉那锤子沉甸甸的，手感特别好。
我问他，这玩意儿有啥用？他说，这工艺能让金属的硬度和韧性都提高，做出来的工具更耐用，更结实。
我心想，这还真是个好东西，以后我那把破锤子，是不是也能用这工艺给升级一下？临走的时候，我看着那台液氮机，心想，这玩意儿，虽然看起来挺吓人的，但是效果还真不错。
我那哥们儿，还真是个行家，能把这么高科技的东西，用得这么溜。
所以啊，液氮深冷处理工艺，听起来挺玄乎的，但是真的挺实用的。
下次你要是看到有人拿着一块冻得硬邦邦的铁块，别惊讶，那可能就是液氮深冷处理的魔力在发挥作用呢。
深冷处理对特殊钢性能影响机制探讨摘要：特殊钢经过-196℃液氮深冷处理后，硬度、韧性及耐磨性能都得到不同程度的提升，从而使特殊钢具有更加优异的力学性能。
特殊钢中的残余奥氏体在深冷条件下发生马氏体相变，使特殊钢的硬度及耐磨性提高，与此同时，马氏体在深冷环境下碳原子析出形成细小的碳化物，这些细小的碳化物在特殊钢基体内形成弥散强化，从而使特殊钢的性能得到进一步的提升，除此之外，深冷处理还会通过影响特殊钢的残余应力及金属原子动能来影响特殊钢的性能。
关键字：深冷处理残余奥氏体马氏体碳化物深冷处理可以使特殊钢的硬度、韧性及耐磨性等力学性能得到提升，研究深冷处理在微观机制上如何对特殊钢的性能产生影响对指导深冷处理的使用场合，工艺方法等有着巨大帮助。
1 简述深冷处理是冷处理的一种方式，通常指将材料在-196℃进行处理的方法。
早在100多年前，人们就将深冷处理应用于钟表零件，铸件等产品，发现它能提高材料的强度、耐磨性、尺寸稳定性和使用寿命。
深冷处理最早是1939年由俄国人首先提出，但是一直不太成熟。
随着液氮技术及保温材料的发展，1965年美国将其实用化。
美国的若干个专业化深冷公司，如3xistruments&Toling、Material Improvement和Ame cry等，分别对刀具、磨具、齿轮、特殊弹簧、硬质合金、高速钢、钴基合金进行了冷处理，实验结果表明，深冷处理对于上述材料零件的使用寿命有显著的作用。
2 深冷处理的微观机制2.1 残余奥氏体转变对合金工具钢和结构钢来说，硬度主要取决于内部残余奥氏体的量。
在深冷处理过程中，残余奥氏体的量受两个因素制约：一是深冷处理前材料中奥氏体的量；二是材料的马氏体开始转变点Ms和马氏体转变结束点Mf。
而马氏体开始转变点Ms主要取决于钢的化学成份，其中又以碳含量的影响最为显著。
材料中残余奥氏体的存在，除了降低硬度以外，在使用或保存过程中残余奥氏体还会发生转变，使材料在磨削过程中可能出现裂缝。
45号钢液氮冻缩量45号钢液氮冻缩量1. 45号钢简介45号钢是一种常用的工业结构钢，具有良好的强度和韧性，适用于各种机械零部件和结构件的制造。
它的化学成分包括碳、硅、锰、磷、硫等多种元素，其中碳含量较高，能够提供较好的强度。
2. 钢液氮冻缩钢液氮冻缩是一种特殊的处理方法，它通过将钢液浸入液氮中进行冷冻，然后迅速恢复到常温，使钢材经历低温收缩和迅速回温的过程。
这种处理方法可以改变钢材的内部组织结构，提高其物理性能和耐磨性。
3. 冻缩原理钢液氮冻缩的原理主要是利用液氮的低温特性使钢材迅速冷却，使其内部组织微观结构发生变化。
在低温下，钢材会收缩，微观晶粒得到细化，相互之间的变形能力增强，从而提高钢材的强度。
随后，迅速回温可以使内部组织重新稳定，在一定程度上消除或减少冷加工产生的残余应力，提高钢材的韧性。
4. 冻缩应用领域钢液氮冻缩广泛应用于各个领域的钢材处理中。
在汽车制造业中，通过冻缩技术可以提高汽车零部件的耐磨性和抗疲劳性能，延长其使用寿命。
在航空航天领域，冻缩处理可以增强航空发动机的叶片材料的强度和耐高温性能。
在机械制造业中，钢液氮冻缩可以提高模具材料的硬度和耐磨性，提高模具的使用寿命。
5. 冻缩的优势和挑战钢液氮冻缩具有一定的优势，但也存在一些挑战。
其优势在于可以显著提高钢材的性能，并且处理过程相对简单。
然而，液氮的低温和钢材的迅速回温过程会引起温度梯度，可能导致钢材出现变形或开裂的问题，因此在冻缩过程中需要精确控制处理参数，以避免不良影响。
总结：钢液氮冻缩是一种利用液氮的低温特性对钢材进行特殊处理的方法，通过冷冻和迅速回温改变钢材的组织结构，提高其物理性能。
它在汽车制造、航空航天和机械制造等领域都有广泛应用。
虽然具有一定的优势，但也需要注意处理参数的控制，以避免可能的变形或开裂问题。
W18Cr4V钢制车刀的液氮处理工艺
按常规处理的W18Cr4V钢制车刀使用寿命有限，采用液氮进行深冷处理，可使车刀的硬度提高1～2HRC，寿命也有较大提高。
现将试验情况简介如下：
（1）处理装置与操作
处理装置比较简单，只需一个容器即可。
容器可以购买，也可以自制。
自制时容器大小根据要处理刀具的大小和数量而定，但必须做成双层的，两层间的距离应大于100mm，中间应填保温材料，以保证绝热效果。
有些生产单位使用的是市场上能购买到的专用液氮处理罐，容积为10L。
处理前，先把车刀用细绳捆好，缓慢放入处理容器中，应将绳头放入容器外。
这样一方面便于处理后取出车刀，另一方面可以节约液氮。
刀具放好后将液氮注入处理罐，液面应高于车刀200mm（以防处理过程中液氮挥发，使刀具露出液面），然后盖上盖子保温，盖子要留一很小的间隙，以便于蒸发的氮气溢出，避免因液氮蒸发膨胀而爆炸。
保温时间在30h以上。
操作过程中，严禁用手直接接触液氮，以防冻伤。
（2）试验结果
不同规格的W18Cr4V钢制车刀经液氮处理后，其硬度提高1～2HRC不等。
经液氮处理后车刀的寿命提高见表1。
从表1可以看出，经液氮处理的车刀加工工件数量平均提高1倍，
也就是说车刀的使用寿命提高1倍；还发现，车刀重新刃磨后耐磨性与原来相同。
表1 经液氮处理后车刀的寿命。
液氮深冷处理钢领的制备及性能分析作者：王显方来源：《浙江纺织服装职业技术学院学报》2017年第04期摘要：通过实验的方法，对液氮深冷处理钢领与普通钢领的表面微观组织、力学性能、磨损性能和纺纱性能等进行了测试和分析。
结果表明：经过深冷处理过的钢领，显微硬度高，压缩强度和冲击强度大，成纱质量好。
故钢领液氮深冷处理是提高成纱质量，延长钢领使用寿命的有效途径。
关键词：液氮深冷处理；钢领；显微硬度；冲击强度；磨损量；质量中图分类号：TS103.813 文献标识码：B 文章编号：1674-2346（2017）04-钢领是纺纱机的关键器材之一，对成纱质量和企业成本有着重要的影响。
钢丝圈和钢领是一对关键的摩擦副，完成纱线的卷绕和加捻功能，对纱线的条干、棉结、毛羽等质量指标有一定的影响作用。
[1]深冷处理技术是指在-120℃以下对金属材料进行处理，目的是提高材料的强度、耐磨性和尺寸稳定性。
早期将零件埋于干冰中来提高零件的综合性能，目前采用液氮作为冷处理的冷却介质，利用其相变（气化）吸热来获得低温环境。
氮气是大气中的最主要成份之一，来源广泛，无毒无味，对环境无污染且价格便宜，因而在深冷处理技术的应用属于绿色制造技术范畴，具有可观的经济效益和广阔的市场应用前景。
[2]美国从 20 世纪 50 年代开始进行深冷处理对金属性能影响的研究，主要应用对象是航空领域。
1965年Barron对不同种钢材分别进行了深冷处理实验，发现经深冷处理与未经深冷处理的钢相比，耐磨性增加了2～7倍。
1987年，Gray国际深冷处理研究会对各种磨具和刀具、特殊用钢等进行深冷处理，发现处理后寿命可提高5～10 倍。
[3]我国徐祖耀院士在1960年对高速钢的低温处理进行了卓有成效的研究工作。
在20世纪80年代后期，李智超、董允等研究深冷处理工艺在各钢种上的应用、深冷处理对冷模具材料9SiCr力学性能的影响、深冷处理40Cr 钢的韧性、深冷处理高速钢的工艺规范及力学性能等。
[4]如今，国内主要对工模具钢、轴承钢、高速钢及硬质合金等进行了大规模深冷处理技术的应用，特别是在标准件行业、工具行业、纺织行业、航空航天行业以及复合材料等方面，取得了一定进展。
1 液氮深冷处理钢领的制备将盛放材质为20#低碳钢的PG1-4254普通钢领的网篮放入专用的液氮容器内，液氮的温度为-185℃，保持时间为19小时，然后取出钢领使其自然恢复到室温，作为试样待用。
2 液氮深冷处理钢领与普通钢领性能分析2.1 深冷处理钢领与普通钢领内跑道表面形貌分析在S-570扫描电子显微镜下，拍摄了PG1-4254钢领在深冷处理前后使用1个月和6个月后的内跑道表面形貌，由图1可知，由于钢丝圈內脚的作用使得普通钢领表面出现了深浅不一、高低不平的平行沟槽，图2为普通钢领使用6个月后的表面情况，由于粘着磨损犁削作用使内跑道形成的沟槽越来越明显。
图3为经过深冷处理的钢领使用1个月内跑道形貌，图4为深冷处理钢领使用6个月内跑道形貌，从图中可以看出，使用1个月与使用6个月的深冷处理钢领内跑道表面形貌几乎近似，钢领表面没有粘结物，没有磨损的裂纹和疲劳磨损，钢领表面光滑。
2.2 深冷处理钢领与普通钢领内跑道力学性能分析2.2.1 实验方案与仪器硬度实验采用HXS-1000A型显微硬度计分别对20个PG1-4254深冷处理前后钢领试样表面进行硬度测量，加载质量为250g，时间为15 s，每个试样测9个点，去掉1个最大值和1个最小值后取算术平均值。
[5]冲击强度实验采用XJXD-22型悬臂梁冲击试验机，冲击强度执行GB/T1043-93标准，在常温下分别对20个深冷处理钢领和普通钢领试样进行冲击强度测试，最后计算20个数据的平均值。
压缩强度实验采用济南时代WDW-10型微机控制电子万能试验机，常温下分别对20个深冷处理钢领和普通钢领试样进行压缩性能测试，计算20个数据的平均值。
压缩性能用材料的压缩强度来表示，压缩强度计算公式为：Pt = P / （ b·d）式中：P-压缩过程中试样承受的最大载荷，b-试样宽度，d-试样厚度。
2.2.2 结果与分析深冷处理前后钢领内跑道平均力学性能的实验测试结果如表1所示。
由表1试验结果表明，深冷处理钢领的显微硬度为800 HV，约为普通钢领的1.0倍；压缩强度为290 Mpa，约为普通钢领的1.5倍；冲击强度为20.8 Mpa，约为普通镀镍钢领的1.5倍。
分析其主要原因是：经过深冷处理后的材料微观组织发生了变化，残余的奥氏体完全转变为马氏体，从而提高了材料的硬度和尺寸稳定性；在上述转化中从马氏体中又析出了大量的微细碳化物，从而产生了弥散强化，提高材料的机械性能。
另外在奥氏体向马氏体转化过程中还会产生应力集中，待恢复至室温时，在钢领表面产生残余压应力，这种应力对材料局部强度成纱有利，从而进一步提高材料的表面硬度及强度，钢领尺寸更加稳定。
[6]2.3 深冷处理钢领与普通钢领内跑道摩擦磨损性能分析2.3.1 试验方案与仪器钢领摩擦磨损实验采用MM–200型摩擦磨损试验机，上环采用45#低碳钢，硬度为HV850，表面粗糙度Ra为0.1 µm，下环为深冷处理钢领和普通钢领试样，试验转速为2.0m/s，试验载荷3 kN，连续运转120 min，在常温下分别20个深冷处理钢领和普通钢领试样进行摩擦磨损量试验，摩擦力矩经数据采集系统记录，并换算成摩擦因数，按下式计算摩擦系数：式中：M-摩擦力矩，F-载荷，r-对磨件半径。
用读数显微镜测量试样磨痕宽度，并换算成磨损率。
2.3.2 结果与分析深冷处理前后钢领内跑道平均摩擦磨损性能的实验测试结果如表2所示。
由表2可知：深冷处理前后2种钢领的摩擦因数差别不大，深冷处理钢领的平均磨损量为1.5 %，普通钢领磨损量约为4.5 %，深冷处理钢领的耐磨性能明显高于普通钢领，分析其原因是：由于经过深冷处理的钢领其硬度和强度都明显提高，故钢领的磨损量减低，延长了钢领的使用寿命。
[7]3 深冷处理钢领与普通钢领的纺纱性能分析3.1 试验条件选用深冷处理前后的PG1-4254型钢领各30只，配套钢丝圈型号为FU 10/0型，细纱机为FA506，粗纱定量为4.5 g/10m，锭子速度分别为15000 r/min和21000 r/min情况下，在细纱机相同锭子上纺制精梳13.2 tex纯棉纱，细纱车间温度为25℃，相当湿度为68 %。
3.2 试验用的仪器设备及参数设计采用长岭纺电XT128型单纱强力仪，拉伸速度为500 mm/min，夹持长度为500 mm，预加张力为5±0.5 cN，取30次测试平均值；采用YG172毛羽仪，测试长度为10 m，测试速度为30 m /min，每管测试20次。
在测试温度20±3℃，相对湿度65±3 %下，进行成纱质量对比试验。
3.3 试验结果与分析成纱质量对比试验测试结果如表3所示。
由表3可知，在相同锭速下，深冷处理的钢领较普通钢领的条干CV值小、单纱强度CV值大，成纱的细节、粗节和棉结少、毛羽指数小、千锭时断头少。
其主要原因是：在纺纱过程中，由于钢丝圈与钢领之间为点接触干摩擦，导致钢丝圈运行不稳定，使得钢丝圈呈跳跃式不规则运动，纱线张力易产生突变，一方面使成纱的条干和强力不匀，另一方面产生纱条毛羽、细节、粗节、棉结和断头，使成纱质量降低。
经过深冷处理后的钢领微观组织发生了变化，其硬度、强度得到了改善，尺寸稳定性得到了加强，高温硬度更大，[8]故钢丝圈在其上运行时，相对平稳、可靠，成纱质量得到了改善。
对比锭子的不同速度中可以看出，使用普通钢领时当锭子的速度增加时，成纱质量下降，而使用深冷处理过的钢领时在锭子速度发生变化时，成纱各项指标变化不大，故深冷处理钢领更能满足高速纺纱生产的要求。
4 结论1）经力学试验证明，深冷处理钢领的显微硬度为800HV、压缩强度为290 Mpa、冲击强度为20.8 Mpa，其力学性能均优良于普通钢领。
2）经磨损试验证明，深冷处理钢领的磨损率量约为1.5%，比普通钢领的磨损量减少了3倍，使用寿命更长，性价比高。
3）经纺纱试验，使用深冷处理钢领的成纱质量较普通钢领优，钢领无走熟期。
参考文献[1]孔永华，宋东亮，李东方，等. 一种新型镀膜钢领的开发[J].棉纺织技术， 2013，41（08）：24-27.[2]王贵珍. 高速钢领表面涂层技术的新发展[J].机械管理开发， 2012，129（05）：121-123.[3]韩晓君.深冷处理工艺对高速钢性能及残余应力影响的试验研究[D].太原：太原科技大学，2014.[4]高雅利，杨哲.时效及深冷处理对 Cu-Ni-Si-Mg 合金硬度和导电率的影响[J].热加工工艺，2015，44（09）：226-230.[5]李春梅，孙友松，王万顺，等.碳纤维/聚合物自润滑复合材料的机械及摩擦性能[J].现代塑料加工应用，2011，23（04）：05-09.[6]代卫丽，梁淑华，王玉佩.深冷处理对 WTi10 合金组织和性能的影响[J].稀有金属材料与工程，2015，44（09）： 2291-2294.[7]王洪艳.深冷处理对高速钢刀具性能的影响及机理研[D].北京：北方工业大学，2008.[8]王琼霜.深冷处理工艺对高速钢M42组织及性能影响的研究[D].长沙：湖南大学，2012.Preparation and Performance Analysis of Cryogenic Treatment of Steel Collars with Liquid NitrogenWANG Xian-fang（Shaanxi Institute of Industry Technology， Xianyang， Shaanxi， 712000）Abstract： Based on the experimental methods， the surface microstructure， the mechanical properties， the wear properties and the spinning properties of the steel collars cryogenically treated with liquid nitrogen and the common steel collars were tested and analyzed. The results show that the cryogenically treated steel collars have high micro hardness， high compression strength and impact strength， and excellent yarn quality. Therefore， the cryogenic treatment of steel collars with liquid nitrogen is an effective way to improve the yarn quality and prolong the life of the steel collars.Key words： cryogenic treatment with liquid nitrogen； steel collars； micro hardness； impact strength； wear extent； quality。
