工具钢卧式深冷炉随着机械工业的不断发展，对金属材料的要求也越来越高，如何在材料以及热处理工艺既定的前提下尽量提高金属工件的机械性能及使用寿命，这成为很多热处理行业前沿人士思考并探索的问题。钢材在热处理工艺之后其硬度及机械性能均大大提高，但热处理后依然有残存的以下问题：
　　1、残余奥氏体。其比例大约有10%-20%，由于奥氏体很不稳定，当受到外力作用或环境温度改变时，易转变为马氏体，而奥氏体与马氏体的比容不一样，将造成材料的不规则膨胀，降低工件的尺寸精度。
　　2、组织晶粒粗大，材料碳化物固溶过饱和。
　　3、残余内应力。热处理后的残余内应力将降低材料的疲劳强度以及其他机械性能，在应力释放过程中且易导致工件的变形。
如何解决这些问题，经过国内外许多金属材料研究者的不懈研究，超深冷处理工艺被认为是解决这些问题的方法。

工具钢卧式深冷炉采用传统的时效工艺可以提高体积稳定性, 但这种方法有其局限性。时效时间过长, 时效温度太高, 抗拉强度和硬度均会下降。好的方法是能协调活塞的体积稳定性与室温性能(尤其是硬度) 之间的对立关系。为此, 我们尝试对活塞进行深冷处理, 结果表明, 深冷处理不但提高了活塞的体积稳定性, 其性能也有所改善。
在深冷处理过程中, 由于激冷、激热, 在活塞内产生内应力, 并造成应力集中, 致使基体组织碎化, 部分强化相粒子重新填充晶界, 同时产生大量位错。组织碎化及强化相粒子的再分布, 使基体组织变得更致密, 于是活塞的强度和硬度得到提高。位错自身的相互缠绕、相互作用以及晶界、强化相之间的相互作用增强了组织结构的稳定性, 因此活塞的体积稳定性得以提高。在深冷处理过程中, 由于激冷、激热, 在活塞内产生内应力, 并造成应力集中, 致使基体组织碎化, 部分强化相粒子重新填充晶界, 同时产生大量位错。组织碎化及强化相粒子的再分布, 使基体组织变得更致密, 于是活塞的强度和硬度得到提高。位错自身的相互缠绕、相互作用以及晶界、强化相之间的相互作用增强了组织结构的稳定性, 因此活塞的体积稳定性得以提高。
通常的应用目的是通过深冷处理/冷处理以增强金属工件的耐磨性和尺寸稳定性，使刀具、刃具、模具、精密机械零件、油嘴、齿轮、轴承等的使用寿命得到若干倍地提高。
     －196℃液氮深冷处理可使组织发生明显变化，促使残留奥氏体向马氏体转变及超细碳化物的析出，使产品获得较佳的综合力学性能，深冷处理后产品的使用寿命较常规热处理提高四倍以上，具有十分重要的使用价值。