[发明专利]深冷处理方法及其外壳的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种深冷处理方法及其外壳的制造方法，尤指一种避免工件变形或破裂的深冷处理方法及其外壳的制造方法。

背景技术

深冷处理依据深冷处理的温度高低，可区分为一般深冷处理(约摄氏零下0度～零下100度，也就是凯氏温度273.15K～173.15K)以及超深冷处理(约173.15K以下)二种，而此种对工件处理的方式是基于钢材在淬火后所残留约2％～30％的奥氏体(Austenite)，也就是一般俗称的沃斯田体(Retained Austenite)，其含量视钢种及淬火程度而异。

由于沃斯田体本身的强度偏低，因此其在钢材中的含量越多时，工件的硬度就会越低，并使工件会因温度改变或加工时产生相变化而有尺寸上的变动，故如何减少沃斯田体的残留，是本技术领域中相当重要的一道课题。

在实际运用上，目前是采取回火与深冷处理等方法，互相搭配来达到消除残留沃斯田体的目的。考虑到回火软化现象，若欲不使硬度下降而有效减少沃斯田体的残留，使之能转变为麻田散体(Martensite)，则深冷处理是现今最有效方法。

在过往技术中，若要执行深冷处理，一种技术手段为液态氮直接浸泡法，也就是让工件直接沉浸于液态氮中，使之瞬间承受约74.65K的低温，降温速度极快；然而，在此种深冷处理的过程中，工件的表面会产生微小的裂痕，甚至是直接变形破裂，也会影响其疲劳寿命。

另一种技术手段则是液态氮气化法，其系让工件不直接接触液态氮，而是将液态氮于槽内雾化、汽化以带走处理槽内的热量。此种方法的降温速度非常和缓，所以工件表面不会出现裂痕，但降温升温的速度过缓会导致处理时间被拉长，因而增加了处理成本。且此种处理设备需附加温度控制回馈系统，成本亦高。

发明内容

本发明的主要目的，系提供一种深冷处理方法，其避免工件直接接触低温冷剂，降低了工件破裂的可能，并且让工件被降温和升温时，会透过包覆于外的外壳做缓冲，避免温度急遽变化而造成工件变形或破裂，再者外壳会强制固定工件，而可以避免工件变形或破裂。

本发明的另一目的，系提供一种深冷处理方法，其成本低廉，只要使用诸如水、油等寻常液体即可形成外壳。

本发明的再一目的，系提供一种深冷处理方法的外壳的制造方法，其在液体中有加入具粗糙表面的强化物，可防止外壳在凝固时发生破裂，同时提升凝固强度，且能更进一步加入调节物于液体中，以改变外壳的热传导能力；也可先行以气泡薄膜包覆工件，制造出液体形成外壳时的膨胀空间，降低工件会受到的冲击或压迫。

本发明揭示了一种深冷处理方法，其步骤系包含置入一工件于一第一液体中，该第一液体包覆该工件；结冻该第一液体于一第一温度，形成一外壳包覆于该工件；降温处理具该外壳的该工件，使该工件降温至一第二温度；以及取出该工件。如此处理的下，可确保工件在深冷处理的过程中不会变形或是破裂，而提升加工质量。

本发明另外揭示了一种深冷处理的外壳的制造方法，其步骤系包含置入该工件于一液体中；置入至少一添加物于该液体中，该添加物的表面系为粗糙面或是具有调整该液体热传导系数的功能；以及结冻该液体，形成该外壳包覆于该工件。此制造方法所制造出的外壳系可以避免破裂的情形，而提升深冷处理的加工质量。

实施本发明产生的有益效果是：通过本发明的深冷处理方法，工件在被施以深冷处理时，由于有外壳作为温度变化的缓冲调控与保护，因此加工处理后的工件将可保持完整而不会变形或是破裂。

此外，透过运用添加物(如溶质、强化物、调整物或是气泡薄膜)的辅助，除了可调整外壳的凝固点、增加外壳的固化强度或是提供其体积膨胀的缓冲空间以外，也可藉此改变外壳的热传导系数来缓和工件受到的温度变化速率。在能确保工件加工质量以及低成本优势之下，本发明所揭示的实为提供一极具经济价值的深冷处理方法与制造外壳的方法。

附图说明

图1：其为本发明的一较佳实施例的步骤流程图；

图2A：其为本发明的一较佳实施例的工件与外壳示意图；

图2B：其为本发明的一较佳实施例的工件与部分包覆的外壳示意图；

图3：其为本发明的一较佳实施例的工件深冷处理示意图；

图4：其为本发明的另一较佳实施例的添加强化物示意图；以及

图5：其为本发明的再一较佳实施例的使用气泡薄膜示意图。

【图号对照说明】

1  工件

11  局部

2  外壳

3  冷剂

4  强化物