El proceso de tratamiento criogénico utiliza temperaturas extremadamente bajas o criogénicas para tratar y fortalecer los metales. Generalmente se usa para normalizar o eliminar tensiones residuales en una pieza de trabajo de metal que ha sido soldada o tratada térmicamente. Las temperaturas utilizadas en el tratamiento criogénico generalmente superan los 310 ° bajo cero Fahrenheit (aproximadamente -190 ° Celsius). El tratamiento del metal a estas temperaturas extremas generalmente da como resultado una pieza de trabajo que es más duradera, menos propensa a agrietarse y más fácil de mecanizar en una pieza terminada. El tratamiento criogénico se utiliza en muchas industrias, pero es más común en la fabricación de piezas de automóviles, piezas fundidas y muchos tipos de herramientas de corte.
Cuando se suelda una pieza de metal, el calor hace que el metal se expanda en el área alrededor de la soldadura. A medida que la pieza se enfría, se contrae de manera desigual, dejando tensiones residuales y posibles puntos débiles. Lo mismo ocurre con el tratamiento térmico y otros procesos que inducen altas temperaturas en el metal. Las temperaturas extremadamente frías empleadas en el tratamiento criogénico alivian estas tensiones y eliminan los puntos débiles de la pieza al promover una contracción uniforme y alterar el grano de la aleación. Las prácticas habituales de tratamiento criogénico incluyen el desbarbado criogénico y el endurecimiento criogénico.
El desbarbado es el proceso de eliminar los bordes afilados causados por el mecanizado, o rebabas que se acumula cuando una pieza es fundida o forjada. En el desbarbado criogénico, una pieza de trabajo generalmente se enfría con nitrógeno líquido a temperaturas criogénicas. El frío extremo hace que las fresas y el flash se vuelvan frágiles, lo que facilita su extracción mediante granallado o voltereta. Dado que son blandos y difíciles de mecanizar a temperatura ambiente, las piezas de plástico y caucho también suelen desbarbarse criogénicamente.
Cuando una pieza de metal se trata térmicamente, una estructura cristalina, llamada austenita, se transforma en un grano de forma diferente, llamado martensita. Dado que algunos estándares requieren más martensita de la que generalmente se produce mediante el tratamiento térmico, la transformación a menudo se prolonga mediante el endurecimiento criogénico, que generalmente se realiza a temperaturas de -300 ° F (-185 ° C) e inferiores. Este tipo de tratamiento criogénico provoca un cambio rápido en la estructura de la aleación, dando como resultado un mayor porcentaje de martensita.
Las industrias de la música y la electrónica también han encontrado formas de mejorar la calidad de sus productos mediante el tratamiento criogénico. Se cree que el tratamiento criogénico de un instrumento de metal, como una trompeta o un saxofón, alivia las tensiones residuales creadas durante la fabricación, lo que da como resultado una mejor vibración general y una mejor entonación. Se dice que incluso las cuerdas de guitarra de acero y los componentes electrónicos, como los cables y conectores estéreo, muestran un mejor rendimiento después de someterse a un tratamiento criogénico.