Криогенная резка - это использование криогенной жидкости, такой как жидкий азот, жидкий диоксид углерода и холодный воздух, распыляемый в системе резки зоны резания, в результате чего зона резки находится в локальном криогенном или ультракриогенном состоянии, используя криогенную хрупкость заготовки в криогенных условиях, улучшая обрабатываемость заготовки резанием, срок службы инструмента и качество поверхности заготовки. В зависимости от разницы в охлаждающей среде криогенную резку можно разделить на резку холодным воздухом и резку охлаждением жидким азотом. Метод резки криогенным холодным воздухом заключается в распылении криогенного воздуха при температуре -20 ~ -30 ℃ (или даже ниже) на обрабатываемую часть режущей кромки инструмента и смешивания со следами растительной смазки (10 ~ 20 м3 /час), чтобы играть роль охлаждения, удаления стружки, смазки. По сравнению с традиционной резкой, резка криогенным охлаждением может улучшить податливость обработки, улучшить качество поверхности заготовки и практически не загрязнять окружающую среду. Центр обработки Japan Yasuda Industry Company принимает схему адиабатического воздуховода, вставленного в середину вала двигателя и вала фрезы, и напрямую ведет к лезвию, используя криогенный холодный ветер -30 ℃. Такая компоновка значительно улучшает условия резания и является выгодной для внедрения технологии резки холодным воздухом. Kazuhiko Yokokawa провел исследование охлаждения холодным воздухом при точении и фрезеровании. В испытании на фрезерование для сравнения силы использовались смазочно-охлаждающая жидкость на водной основе, нормальный температурный ветер (+10 ℃) и холодный воздух (-30 ℃). Результаты показали, что долговечность инструмента значительно улучшилась при использовании холодного воздуха. В испытании на точение скорость износа инструмента при холодном воздухе (-20 ℃) оказалась значительно ниже, чем при обычном воздухе (+20 ℃).

Резка с охлаждением жидким азотом имеет два важных применения. Первое – это распыление жидкого азота непосредственно в зону резки в качестве смазочно-охлаждающей жидкости под давлением. Второе – это косвенное охлаждение инструмента или заготовки путем испарения жидкого азота под действием тепла. Криогенная резка играет важную роль при обработке титановых сплавов, стали с высоким содержанием марганца, закаленной стали и других труднообрабатываемых материалов. KPRaijurkar использовал твердосплавный инструмент H13A и охлаждающий инструмент с циклом жидкого азота для проведения экспериментов по криогенной резке титанового сплава. Результаты испытаний показали, что по сравнению с традиционными методами резки износ инструмента был значительно устранен, температура резки снизилась на 30%, а качество обработки поверхности заготовки значительно улучшилось. Вань Гуанминь использовал метод косвенного охлаждения для проведения экспериментов по криогенной резке стали с высоким содержанием марганца, и прокомментировал результаты. При использовании метода косвенного охлаждения для обработки стали с высоким содержанием марганца в криогенных условиях устраняется усилие на инструменте, уменьшается износ инструмента, устраняются признаки упрочнения и улучшается качество поверхности заготовки. Ван Ляньпэн и др. применили метод распыления жидкого азота при низкотемпературной обработке закаленной стали 45 на станках с ЧПУ и прокомментировали результаты испытаний. Применение метода распыления жидкого азота при низкотемпературной обработке закаленной стали 45 позволяет повысить стойкость инструмента и качество поверхности деталей.

При охлаждении жидким азотом твердосплавный материал сочетает в себе прочность на изгиб, вязкость разрушения и коррозионную стойкость, прочность и твёрдость, увеличивающиеся с температурой, что приводит к снижению прочности. Поэтому режущий инструмент из твердого сплава при охлаждении жидким азотом, вероятно, может обеспечить отличную режущую способность, как и при комнатной температуре, и её производительность определяется количеством связующей фазы. Для быстрорежущей стали при криогенной обработке твёрдость увеличивается, а ударная вязкость снижается, но в целом это может улучшить режущую способность. Он провёл исследование некоторых материалов, улучшающих их обрабатываемость резанием при криогенной обработке. Были выбраны низкоуглеродистая сталь AISI 11010, высокоуглеродистая сталь AISI 11070, подшипниковая сталь AISI 11500, титановый сплав Ti-6A 1-4V и литой алюминиевый сплав A390. В результате исследования и оценки было установлено, что благодаря превосходной хрупкости при криогенной обработке желаемые результаты обработки могут быть получены при криогенной резке. Для высокоуглеродистой и подшипниковой стали повышение температуры в зоне резания и износ инструмента можно сдержать охлаждением жидким азотом. При резке литейных алюминиевых сплавов применение криогенного охлаждения может повысить твердость инструмента и его стойкость к абразивному износу кремниевой фазой, при обработке титанового сплава одновременно с криогенным охлаждением инструмента и заготовки полезна низкая температура резания и устранение химического сродства между титаном и материалом инструмента.