液氮深冷設備以液氮作為冷源，液氮存放在低溫液體罐內，使用時先關閉液氮罐的放空閥，再打開增壓閥，因部分液氮氣化使液氮罐內部壓力升高，此時找開液氮的出口閥，液即從貯罐內壓出，經動薄膜調節閥進入設備。液氮進入后，經噴管噴出，由于箱體溫度高于液氮溫度，所以它很快氣化，並且體積膨脹、使氣溫下降，軸流風機將低溫氮吹入工作室，使工件冷卻。
液氮深冷設備的深冷處理是按照降溫、保溫和升溫三個階段來進行的：
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?；w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?？焖俳禍胤炊鴷黾託堄鄳?。
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℃。
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