液氮冷却器是一种无污染、不易泄漏、易操作、自动温度控制、较低的-196℃低温制冷设备。一些金属材料甚至非金属材料利用深冷箱产生的制冷效果，提高材料的强度、硬度、耐磨性能和尺寸稳定性。制冷原理如下：

　　液氮深冷箱采用液氮作为冷源，液氮储存在低温液体罐中。使用时，首先关闭液氮罐的排气阀，然后打开增压阀。由于液氮的一些气化增加了液氮罐的内部压力，当找到打开液氮出口阀时，液体从储罐中压出，并通过移动薄膜调节阀进入深冷箱。液氮进入深冷柜后，通过喷嘴喷出。由于箱体温度高于液氮温度，气化迅速，气温膨胀，轴流风机将低温氮吹入工作室，冷却工件。

　　近些年国外发展趋势的液态氮浸透方法尽管应用十分便捷，可是工件浸透液态氮的一瞬间，将遭受挺大的热冲击性，较大温度差应力可达50kgf/mal，因而这类机器设备不适合合金钢，高碳钢的冷处理。加工时工艺参数也没法调节，不可以考虑各种各样原材料冷处理的规定，而液态氮冷箱选用温度调节设备，不但可降低敞口液态氮槽液态氮的汽化，使成本费减少，并且可考虑各种各样工艺处理参数的要求。它的溫度能在室温至-196℃范畴内随意挑选，而且可操纵降温速率，调节加工工艺参数。排出来的氮气也对自然环境无污染。氮气在工作中还可对工件起保护功效，免遭其他腐蚀。

　　磨损和早期断裂是模具的主要故障形式。硬质合金的深冷处理主要用于模具。模具的磨损主要是粘结磨损和颗粒磨损；早期断裂主要是韧性不足。因此，对其强化机理的研究也主要集中在其耐磨性能和使用寿命，但对物理性能影响不明显。

　　(1)强化相变

　　硬质合金中的丙相有两种晶体结构，丙相有面心立方晶体结构的α相(fcc)和密排六方晶体结构的ε相(hcp)。εco比α相具有较小的摩擦系数和较强的耐磨性。在417℃以上α相的自由度较低，因此丙相以α相的形式存在。在417℃以下ε相的自由度较低，在高温稳定相的转化为自由度较低的ε相。

　　然而，由于WC粒子和α相中固溶性原子的存在，它们对相变有很大的约束力，这增加了α→ε相变的阻力，使α相不能在温度降至417℃以下时完全变成ε相。深冷处理可以增加α和ε相自由能量的差异，从而增加相变的驱动力和ε相变量的增加。对于经过深冷处理的硬质合金，由于溶解度的降低，Co中一些溶解的原子以化合物的形式沉淀下来，可以增加Co基体中的硬质相位，阻碍位错运动，增强第二相。

　　(2)强化表面残余应力

深冷处理后的研究表明，表面残余压应力增大。许多研究人员认为，在烧结后的冷却过程中，在表面产生一定值的残余压应力可以大大提高其使用寿命。在烧结后的冷却过程中，硬质合金粘结相Co受到拉应力，WC颗粒受到压应力，对Co造成严重损害。因此，一些研究人员认为，深度冷却引起的表面压应力的增加可以减缓或部分抵消烧结后的冷却过程中粘结相产生的拉应力，甚至可以调节压应力，以减少微裂纹的产生。