超深冷箱是一种常见的实验室设备,用于在低温条件下进行各种实验和储存样品。它具有精确的温度控制功能,可达到非常低的温度范围,并且能够提供稳定的环境条件。
利用压缩机和制冰系统来降低环境温度。当空气进入压缩机时,它会被压缩并加热,然后通过换热器散发出去。接着,在膨胀阀处减压,使得气体快速膨胀并降低温度。此时产生的低温空气被引导到隔离室中,并与样品进行接触从而降低其温度。
通常由外壳、内腔、制冰系统和控制系统组成。外壳起到保护和隔离作用,内部是真空层以避免传热过程中损失过多能量。制冰系统包括压缩机、循环水泵等元件,用来制冷和循环空气。控制系统则可以根据用户的需求设置目标温度,并通过触摸屏界面进行监测和调整。
超深冷箱通常说的深冷处理,是按照降温,保温,和升温三个阶段来进行的:
(1)降温阶段,缓慢降温的目的是消除残余应力。因为淬火和回火的过程中,金属基体内会产生残余应力,在残余奥氏体在向马氏体转变的过程中,发生体积膨胀,也会使得残余应力增加,只有缓慢降温,才能抵消残余应力的增加,并消除残余应力。基体内的残余应力一般情况下大家不予重视,但正是基体内的残余应力,使得刀剪产品产生崩裂等缺陷。快速降温反而会增加残余应力。
(2)保温阶段,保温的目的是使基体内的残余奥氏体尽可能的全部转变为马氏体,并尽可能多的产生碳化物颗粒,因为残余奥氏体向马氏体转变的过程是个缓慢的过程,保温时间的长短会影响到残余奥氏体转变的量,同时深冷后寿命的高低主要是保温时间的长短来决定的,通常情况下,保温2~4小时性能已经有所改善,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。