冷处理是指工件淬火冷却到室温后，继续在制冷设备或低温介质中冷却至Mf以下温度（一般在－80～－60℃）的工艺。

1.适用范围

1）适用于高碳钢和高碳合金钢制作的工件，提高工件尺寸稳定性和耐磨性。

2）提高钢的铁磁性。

2.技术要求

1）工件冷处理后，硬度应较冷处理前高1～3HRC。

2）冷处理后，不得有裂纹和变形超差。

3）冷处理后，金相组织中残留奥氏体的体积分数一般不得大于3％。

3.操作守则

冷处理工艺操作，主要是根据工件的要求和所用钢种的化学成分，确定冷处理的工艺类型及处理温度。

1）高碳钢和低碳钢渗碳工件冷处理时，通常安排在淬火后立即进行，然后再进行回火，以防淬火后因停留时间过长而导致残留奥氏体稳定化。

2）高合金钢工件冷处理时，通常安排在淬火并回火后进行，冷处理后再进行一次低温回火，以便提高韧性和避免开裂。

3）对于高精度工件和量具，冷处理应进行两次：淬火后立即进行第一次冷处理随之低温回火；然后进行第二次冷处理及时效，以使残留奥氏体彻底转变，获得尽量稳定的组织状态和应力状态，以确保尺寸精度的稳定。

4）生产中经常采用的制冷方法有：干冰（固体二氧化碳）可达－75℃；干冰＋酒精（或丙酮、汽油等）可达－85℃；压缩的液体空气（或液氧、液氮等）蒸发制冷可达－120℃。

5）冷处理使用的具体温度视钢种而定。通常情况是：碳素工具钢和渗碳钢淬火后在－50～－30℃进行冷处理，合金工具钢在－80～－40℃进行冷处理。

6）在冷处理温度下停留时间，以冷透为准，一般为1～2h。

7）冷却时，通常将工件与制冷剂隔离，靠制冷剂蒸发或以空气为介质进行冷却。

8）工件冷处理前，应仔细清理油污并烘干。否则，水分或油污与液氧发生剧烈化学反应，会引起火灾或爆炸。

9）在使用冷冻机制冷时，不得在冷冻机附近吸烟或点明火，以免漏氨引起火灾或爆炸。

10）冷处理操作时，应佩带好劳动保护用品，以免与制冷剂接触引起冻伤。

4.具体应用

实例1 精密量具和精密刀具的冷处理

1）对CrWMn钢精密量块，可选择如下热处理程序：(www.daowen.com)

①820～850℃加热后，进行常温油淬。

②在－78℃进行冷处理。

③140～150℃回火三次（每次1h）。

④120℃人工时效48h后精磨。

⑤120℃保温10h，去除应力后研磨。

如果采用冷处理和回火交替进行，可得到最佳尺寸稳定性。即845～855℃加热后常温油淬；在－78℃冷处理后，进行140～150℃回火两次（每次1h）；在－78℃冷处理后，进行120℃人工时效48h；在精磨后，进行120℃保温10h去除应力；最后研磨成形。

2）对W18Cr4V钢精密齿轮滚刀，可选择如下热处理程序：

①正常淬火和回火后，进行－80～－70℃冷处理1h。

②粗磨后，进行500℃回火1h。

③精磨后，进行200℃回火1h。

实例2 精密零件的冷处理

1）对于GCr15SiMn钢精密轴承套圈，可选择如下热处理程序：

①810～830℃加热后，在150～170℃油中分级冷却5～10min，转入30～60℃油中冷却。

②在80～90℃的3％～5％（质量分数）碳酸钠水溶液中清洗干净。

③在－70～－40℃进行冷处理1～1.5h。

④在160～200℃回火3～4h。

⑤在粗磨后，进行140～180℃时效4～12h。

⑥在精磨后，进行120～160℃去应力6～12h。

2）对于18Cr2Ni4WA钢针阀体的冷处理，可采用如图1-67所示热处理工艺进行。

图1-67 18Cr2Ni4WA钢针阀体的热处理工艺

a）渗碳直接冷处理 b）渗碳重新加热淬火