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深冷處理是將金屬在-100℃下進行處理，使柔軟的殘余奧氏體幾乎全部轉變成高強度的馬氏體，并能減少表面疏松，降低表面粗糙度的一個熱處理后工序，當這個工序完成后，不僅僅是表面，幾乎可以使整個金屬的強度增加，耐磨性增加，韌性增加，其他性能指標改善，從而使得模具和刀具翻新數次后仍然具有高的耐磨性和高的強度，壽命成倍增加。
深冷處理各個階段的意義
(1)降溫階段
緩慢降溫的目的是*消除殘余應力。因為淬火和回火的過程中，金屬基體內會產生殘余應力，在殘余奧氏體在向馬氏體轉變的過程中，發生體積膨脹，也會使得殘余應力增加，只有緩慢降溫，才能抵消殘余應力的增加，并*消除殘余應力。基體內的殘余應力一般情況下大家不予重視，但正是基體內的殘余應力，使得刀剪產品產生崩裂等缺陷。快速降溫反而會增加殘余應力。
(2) 保溫階段
保溫的目的是使基體內的殘余奧氏體盡可能的全部轉變為馬氏體，并盡可能多的產生碳化物顆粒，因為殘余奧氏體向馬氏體轉變的過程是個緩慢的過程，保溫時間的長短會影響到殘余奧氏體轉變的量，同時深冷后壽命的高低主要是保溫時間的長短來決定的，通常情況下，保溫2～4小時性能已經有所改善，但如果是高質量的產品，均需要使用24小時以上的保溫時間，壽命的提高倍數與保溫時間的長短有直接關系。
(3)升溫階段
緩慢升溫的過程主要目的就是防止殘余應力的產生。
國內深冷處理的研究因設備的限制一般采用液氮直冷法，即工件直接放入液氮內，保溫時間比較短，一般保溫時間與直徑(mm)一致，這種辦法會很大程度的增加殘余應力，雖性能有所改善，但畢竟不是一種安全可靠的方法。
升溫階段一般升到室溫即可，如果考慮到零件的特殊用途，如工作溫度比較高等，可以再緩慢升到+160℃。
從深冷的機理可以看出，以上的工藝曲線與材料的材質及大小關系不大，只是處理后的效果因材料因素而不同，國外幾乎所有的工模具，刀剪，量刃具等都采用這種工藝進行深冷處理，而我國一些企業因為成本的原因，往往采用偷工減料的辦法，所以成效不高。
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