鲁达 随着机械工业的不断发展，对金属材料的要求也越来越高，在材料及热处理工艺确立的前提下，如何最大限度地提高金属工件的机械性能和使用寿命，成为许多热处理行业领先者思考和探索的问题。钢经过热处理工艺后，硬度和机械性能有了很大提高，但热处理后仍存在以下问题：
1、残留奥氏体。其比例约为10%-20%，因为奥氏体非常不稳定，如果外力作用或环境温度发生变化，容易转化为马氏体，奥氏体和马氏体的比例不同，会导致材料不规则膨胀，从而降低工件的尺寸精度。
2、厚组织颗粒、材料碳化物溶液过饱和。
3、残余内应力。热处理后的残余内应力会降低材料的疲劳强度和其他机械性能，从而容易在应力释放过程中引起工件的变形。
通过国内外许多金属材料研究者的不懈研究，低温及超低温处理工被认为可以解决这些问题。
首先，什么是深低温处理？
低温处理是在-100下处理金属，使柔软的残留奥氏体几乎全部转化为高强度马氏体，减少表面疏松，减少表面粗糙度的热处理后工艺。该工艺完成后，不仅表面，而且几乎整个金属的强度都提高了，耐磨性增加了，韧性提高了，其他性能指标得到了改善，未进行深低温处理的刀剪产品在改装后寿命将大大减少。低温处理不仅可以应用于刀剪产品，还可以应用于制作刀剪产品的模具，大大提高模具寿命
二、低温处理机制
1、去除残留奥氏体：
一般来说，淬火后剩下的奥氏体为8% ~ 20%左右，剩下的奥氏体随着时间的推移会进一步马氏体化，马氏体转变过程中会出现体积膨胀，影响尺寸精度，增加晶格内应力，严重影响金属性能。低温处理通常可以将残留奥氏体减少到2%以下，从而消除残留奥氏体的影响。如果有更多的残留奥氏体，强度会降低，循环应力下容易疲劳，附近的碳化物粒子会悬浮在空中，很快就会与气体分离，形成更大粗糙度的表面。
2、填补内部缝隙，使金属表面积具有更大的耐磨性。
深低温处理使马氏体填补内部缝隙，使金属表面更加致密，耐磨性变大，晶格变小，合金成分均匀析出，淬火层深度提高，不仅表面，再生次数增加，寿命延长。
3、析出碳化物粒子：
低温处理不仅能沉淀残余马氏体，还能沉淀碳化物颗粒，还能微调马氏体孪晶。由于低温马氏体的收缩，晶格减少，诱导碳原子析出，碳原子在低温下很难扩散，所以形成的碳化物的大小达到纳米尺度，附着在马氏体孪晶上，增加硬度和韧性。深冷处理后金属的磨损形式与未深冷金属明显不同。这说明他们的磨损机制不同。
低温处理可以制造大部分残留奥氏体马氏体化，与基体组织的精细化一起，可以析出马氏体内的高分散碳化物粒子。这种变化不能用传统的金属学、相变理论来解释，也不能以原子扩散的形式进行。在一般-150 ~-180 时，原子失去了扩散能力。所以人们需要进一步讨论。
4、降低残余应力。
5、使金属基板更稳定；
6、增加金属材料的强度、韧性。
7、将金属硬度提高到约HR C1 ~ 2。
8、红色硬度大幅增加；
三、低温过程
通常的低温处理按照冷却、保温、加热三个阶段进行。
1、典型的低温处理工艺：
以每分钟0.25 ~ 0.5以内的速度降低到-185，温度冷却约12小时，然后保温24 ~ 36小时，以每分钟0.25 ~ 0.5以内的速度慢慢上升到室温以上(160)
吉列特就是使用上述曲线。
2、各个阶段的重要性。
(1)冷却阶段
缓慢冷却的目的是彻底消除残余应力。因为淬火和回火过程中金属气体产生残余应力，残余奥氏体向马氏体转变过程中体积膨胀，残余应力增加，只有慢慢冷却才能抵消残余应力的增加，完全消除残余应力。气体的残余应力一般不被人们重视，但正是气体的残余应力使刀剪产品出现裂纹等缺陷。快速冷却反而会增加残余应力。
(2)绝热阶段
保温的目的是将气体中的残余奥氏体尽可能全部变成马氏体，并生成尽可能多的碳化物颗粒。因为残余奥氏体转变为马氏体的过程是一个缓慢的过程。保温时间的长度会影响残余奥氏体变形量，深低温后寿命的高低主要由保温时间的长度决定，一般来说，保温2 ~ 4小时的性能已经有了。
所改善，但如果是高质量的产品，均需要使用24小时以上的保温时间，寿命的提高倍数与保温时间的长短有直接关系。（3）升温阶段
缓慢升温的过程主要目的就是防止残余应力的产生。
国内深冷处理的研究因设备的限制一般采用液氮直冷法，即工件直接放入液氮内，保温时间比较短，一般保温时间与直径（mm）一致，这种办法会很大程度的增加残余应力，虽性能有所改善，但毕竟不是一种安全可靠的方法。
升温阶段一般升到室温即可，如果考虑到零件的特殊用途，如工作温度比较高等，可以再缓慢升到+160℃。
从深冷的机理可以看出，以上的工艺曲线与材料的材质及大小关系不大，只是处理后的效果因材料因素而不同，国外几乎所有的工模具，刀剪，量刃具等都采用这种工艺进行深冷处理，而我国一些企业因为成本的原因，往往采用偷工减料的办法，所以成效不高
3、深冷处理最佳时机
一般认为，深冷处理应该在工件淬火两个小时内处理效果最好，因为残余奥氏体随着时间的推移会逐步向马氏体转变，而且转变后的马氏体会进行固化，从而析出碳化物的能力降低。
四、常用适合深冷处理的钢材
GB/T 25743有关深冷处理工艺的分类
五、 影响深冷效果的因素
1、 同样的深冷处理工艺因材质不同而效果不同
2、 同样的深冷处理工艺因工件形状不同而效果不同
3、 温度越低，效果越好
4、 时间越长，效果越好
5、 深冷处理后材料的耐腐蚀性有所提高
六、 深冷处理目前国内外的发展状况
上世纪30年代，人们发现在阿尔啤斯雪山放工具一段时间后比较好用，并且用的时间更长。
美国研究人员于1965年发现深冷处理可以使工模具刀具耐磨性增加，日本、德国、俄罗斯等国诸多学者也相继开展了深冷处理技术的研究工作，上世纪七十年代，美国深冷处理工艺在工模具、刀剪、量具上进行应用，大范围应用是在上世纪八十年代，目前美国和欧洲的模具，刀剪等行业已经应用普遍，并且有很多专业深冷处理加工厂，利用现成的工艺为客户进行深冷处理，并承诺无效退款。瑞士军刀和吉列公司的剃须刀片均进行过深冷处理。
我国深冷处理的研究相对较晚，真正理论性的研究几乎很少，大部分是一些外资企业进到中国后带来的技术，主要应用在一些旨在消除残余奥氏体等简单应用上，对于深层次的应用尚待时机，特别是刀剪行业，更是微乎其微。质量上台阶，寿命的提高，增强国际竞争力，需要进行这方面的研究和应用，可以肯定的说，将来的产品一定会走这条路的。