小型液氮機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用（上）

在工業(yè)領(lǐng)域，小型液氮機(jī)發(fā)揮著諸多重要的作用。

一、金屬加工方面

1.淬火工藝改進(jìn)

   在金屬熱處理過(guò)程中，淬火是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的淬火介質(zhì)如油或水，在冷卻速度和冷卻均勻性上存在一定的局限性。小型液氮機(jī)提供的液氮作為淬火介質(zhì)，具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)金屬工件被加熱到淬火溫度后，迅速浸入液氮中，液氮能夠以極快的速度帶走熱量。例如，對(duì)于一些高合金鋼，如高速鋼刀具的制造，由于其合金元素含量高，對(duì)淬火冷卻速度要求更為嚴(yán)格。使用液氮淬火可以使刀具獲得更高的硬度、更好的耐磨性和紅硬性。這是因?yàn)橐旱牡蜏兀?196℃）能夠使金屬在淬火過(guò)程中形成更細(xì)小、更均勻的馬氏體組織。馬氏體組織的細(xì)小程度和均勻性直接影響金屬的力學(xué)性能，細(xì)小均勻的馬氏體可以有效提高金屬的強(qiáng)度和韌性，使刀具在高速切削過(guò)程中能夠保持刃口的鋒利，減少磨損。

   此外，液氮淬火還可以減少金屬工件在淬火過(guò)程中的變形。相比傳統(tǒng)淬火介質(zhì)，液氮的冷卻過(guò)程更為均勻，能夠有效避免因局部冷卻速度差異導(dǎo)致的工件變形。對(duì)于一些形狀復(fù)雜、精度要求高的金屬零件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，采用液氮淬火可以更好地保證零件的尺寸精度和形狀精度，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

2.冷縮裝配應(yīng)用

    在精密機(jī)械裝配領(lǐng)域，小型液氮機(jī)提供的液氮是冷縮裝配的理想介質(zhì)。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中，曲軸與軸承的裝配精度要求極高。通過(guò)將曲軸等軸類(lèi)零件放入液氮中浸泡，利用液氮的低溫使軸的尺寸收縮。由于液氮的溫度極低，軸的材料分子運(yùn)動(dòng)減緩，原子間距減小，從而導(dǎo)致軸的尺寸發(fā)生明 顯的收縮。在這種收縮狀態(tài)下，軸可以很容易地裝入配合的軸承孔中。當(dāng)軸從液氮中取出，溫度逐漸恢復(fù)正常時(shí)，軸會(huì)膨脹回原來(lái)的尺寸，與軸承之間形成緊密的配合。這種冷縮裝配方法不僅可以提高裝配精度，還可以減少裝配過(guò)程中的機(jī)械損傷。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的壓裝或熱裝過(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)盈量較大而導(dǎo)致零件表面的擦傷或變形，而冷縮裝配通過(guò)利用材料的熱脹冷縮特性，巧妙地避免了這些問(wèn)題，提高了裝配的可靠性和產(chǎn)品的使用壽ming。

3.金屬表面處理

   小型液氮機(jī)產(chǎn)生的液氮在金屬表面處理技術(shù)中也有應(yīng)用。例如，在金屬的噴丸強(qiáng)化過(guò)程中，結(jié)合液氮冷卻可以獲得更好的強(qiáng)化效 果。噴丸強(qiáng)化是通過(guò)向金屬表面高速?lài)娚鋸椡?，使金屬表面產(chǎn)生塑性變形，形成殘余壓應(yīng)力層，從而提高金屬的疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕能力。在噴丸過(guò)程中，使用液氮對(duì)金屬表面進(jìn)行冷卻，可以使金屬表面在塑性變形過(guò)程中形成更穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)。因?yàn)榈蜏丨h(huán)境下金屬的塑性變形行為會(huì)發(fā)生變化，晶粒的滑移和孿晶等變形機(jī)制受到抑制，從而使表面殘余壓應(yīng)力分布更加均勻，深度也會(huì)有所增加。這對(duì)于一些承受交變載荷的金屬結(jié)構(gòu)件，如汽車(chē)的曲軸、彈簧等部件的性能提 升具有重要意義，可以有效延長(zhǎng)其使用壽ming，提高產(chǎn)品的安 全性和可靠性。