[分享] 超深冷處理

[demondevil (惡魔)]

超深冷處理對精密模具及機械零件之效益

金屬材料知性用性與實用性：不同的金屬成分各有不同，模具在設計時需依材料特性選用

適用之材質，並施以車、銑、研、刨、鉆之前置備料加工，而得到半成品知適用性，而適

用之材料尚需搭配完整的金屬高溫、低溫處理，得到完美的金屬物理特性，才能發揮其實

用性，達到量產之成本效益，否則使用昂貴的材料運用在精密的設備加工，均徒勞與浪費

。

金屬物理特性之追求：金屬經階段式預熱達到高溫，淬火後施以三次回火，而得到預期之

硬度，此流程在工業界以運用多年。這也代表熱處理之重要性與不得取代性，然而隨著精

密模具製作與量產品質上之需求，僅僅淬火與回火所得到之硬度值，消除內應力等訴求已

無法滿足長效與穩定之精密需求。因而先進國家一直針對金屬之後續處理不遺餘力，先後

推薦深冷及超深冷處理，以改善金屬之物理特性。

超深冷處理的優點：1.模具材料殘留沃斯田鐵接近“0”。2.模具尺寸穩定性佳。3.模具延

展性佳。4.模具抗張強度佳。5.模具壽命長。6.模具生產壽命長、修護少、降低成本。7.

韌性特佳。8.耐磨性佳。9.耐撞擊。10.加工精密度。11.量測儀器零件。12塑膠模具。13.

鑄造模具。14.研磨機主軸。15.鍛造模具。16.建築用撞擊工具。17.航太零件。18.高速鐵

路精密零件。19.超高轉速培林。20.高速沖床零件。21.機械滑軌。22.超精密導螺桿。23.

超精密馬達零件。24.精密塊規。

超深冷處理適合產品：1.模具零件。2.模具鋼珠導套(柱)。3.壓延滾輪，特別是壓延不銹

鋼用滾輪〈因：組織晶粒微細化，耐磨性佳，韌性佳，不易斷裂〉。4.切削工具。5.機械

零件。6.汽車零件。7.刀類。8.電子零件，如：讀寫頭、撞針。9.模具彈簧及機械用彈簧

。10.超精密治具。

模具零件經過高溫回火超深冷處理漸進式-185度溫度及漸進式昇溫至530度C回火處理過程

共需72H，這樣的程序使殘留的沃斯田鐵接近“0”。因為晶粒微細化造成組織密集，提高

鋼材的品質，使生產更穩定，產生特佳產品；故使用超深冷處理時，可使成本降低、效益

提高、提昇產品競爭力。

物理特性不佳對精密模具之影響

殘留沃斯田鐵：當模具以超精密接器加工Q.C完成之良品，會因環境改變自然時效變形或

施以外力產生組織變態而精度嚴重流失，因內部殘留之沃斯田鐵晶粒較小，經變態成麻田

散鐵後晶力較大，所以模具pitch變長，內孔變小，且且初生型麻田散鐵未回火程序又硬又

脆，易造成應力集中處及尖角處產生裂化，影響模具壽命甚鉅，因而優良之金屬特性應追

求高比率之回火麻田散鐵。

硬度不均勻：回火所得到之硬度直並不代表每一個部位均是相同的硬度，殘留沃斯田鐵多

的地方硬度較軟，且刃口處萬一有少部分沃斯田鐵殘留則每次磨耗均於此處產生，刃口壽

命短，無異浪費成本。

組織鬆散：金屬再加熱與降溫時，速度需做有效益之監控，務求內外溫度同步化才不會使

組織鬆散，耐磨耗性不佳，磨面易產生凹痕。

結晶粗大：淬火溫度與回火溫度設定不理想會造成結晶顆粒粗大，甚至產生微小裂紋，將

影響抗拉強度甚鉅，模板與刃口性崩裂，減短量產效率，重複開模製作，加工徒增成本。

殘留內應力：金屬淬火時急速降溫，沃斯田鐵變態成麻田散鐵，組織膨脹產生內應力，回

火時外熱內冷產生外壓應力，超深冷處理時外冷內熱產生冷震應力，研磨時產生表面壓應

力，線切割時又產生平衡破壞應力，種種應力無法消除，反而重複施壓造成疲勞強度變弱

，當然模具使用壽命遞減，精度無法保持。

經過超深冷處理-185度C*52小時處理後的優點與效益：

1.硬度平均化。

2.獲得97-98%高比例芝麻田散鐵。

3.密度收縮，提高耐模耗性。

4.結晶細緻，題耐衝擊性。

5.有效消除殘留內應力，加工變形量小。

6.電阻降低，EDM不易積碳。

7.熱帳冷縮比減小且穩定。

8.長時間永保精度不變形。

9.有助於提高量產效益及降低加工成本。

10.產品使用壽命長。

應用範圍：

1.精密模具：電子精密模具/精密治具/模具彈簧/斷造模具(精密工業半導體沖壓模具)。

2.精密機械零件：主軸/精密導螺桿/線性滑軌/切削工具/超高轉速培林。

3.電子零件：讀寫頭/撞針。

4.其他：航太零件/高精密零件/建築用撞擊工具/特殊鋼材、銅、鋁合金。

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◆ From: 125.233.72.73
※ 編輯: demondevil      來自: 125.233.72.73        (06/18 11:39)
推 sdhpipt:台灣超冷的員工?
※ 編輯: demondevil      來自: 125.233.72.73        (06/18 11:40)
→ demondevil:不是耶...
推 riach:母機廠？
推 newentre:我好奇的是...深冷的缺點
推 eeuse1:還有...芝麻田散鐵是甚麼...
推 A9603115:大推!!
推 avis9:深冷的缺點：貴,得多花錢.客戶接受度不高
→ demondevil:缺點：處理時間長
推 alvinlju:有大大知道有沒有零度C以下的鐵碳平衡圖嗎?
→ alvinlju:還是因為早就不再變態了...所以沒意義 ?
→ Akulamaru:淬火的話還會繼續把沒變完的沃斯田鐵變完的
→ Akulamaru:所以才需要深冷處理啊