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模具鋼材的超冷處理亦稱冰冷處理，零下熱處理，超深冷處理。是模具鋼材淬火冷卻到室溫后繼續(xù)冷卻到模具鋼材的馬氏體轉(zhuǎn)變開始點Ms以下某一溫度，一般為-60~-196*C,使在室溫未完成轉(zhuǎn)變的奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體。超冷處理的目的㈠深冷處理的作用深冷處理能大幅度提高材料的機械性能和使用性能，
目前對其作用機理的研究大致可歸納如下：
⒈合金材料在淬火后殘余的奧氏體在深冷過程中進一步轉(zhuǎn)變成馬氏體，并使馬氏體組織更加穩(wěn)定。
⒉合金材料中馬氏體內(nèi)分布更多、更細的碳化物硬質(zhì)點，合金的組織變得更均勻、更致密、更細化。
⒊低溫冷卻的收縮可伊材料本身存在的微小缺陷(如微孔、應力集中部位)產(chǎn)生塑性流變：復溫過程中在空位表面產(chǎn)生殘余應力，這種殘余應力可以減輕缺陷對材料局部強度的損害，最終表現(xiàn)為材料抗力的提高。
⒋對鋼或其他合金來說，深冷處理能部分轉(zhuǎn)移金屬原子的動能，原子間既存在使原子緊靠在一起的結(jié)合力，又存在使之分開的動能。深冷處理正是部分轉(zhuǎn)移了原子間的動能，從而使原子結(jié)合更緊密，提高了金屬性能。
㈡超深冷處理工藝流程
深冷處理工藝過程包括深冷方式、降溫速度、保溫時間、升溫速度、回火過程等工藝參數(shù)，這些參數(shù)都會對深冷處理效果產(chǎn)生較大的影響，而且不同的材料有不同的工藝參數(shù)。
⒈深冷方式
深冷處理通常使用液氮作為制冷劑。根據(jù)使用液氮的方法不同可分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接浸入液氮中，處理溫度可達-150℃以下，但是有較大的熱沖擊，容易造成某些材料的低溫脆性。氣體深冷法又稱作干式深冷法，即通過液氮的汽化潛熟(199．84kj／kg)和低溫氮氣吸熟來致冷，處理溫度可達-196℃。由于沒有熱沖擊而較普遍采用。
⒉升降溫速度
目前對升降溫速度有兩種意見。一種意見認為工件的升降溫速度不能太快，即不贊成將工件直接浸入液氮中，因為激冷將導致工件內(nèi)部的應力加大，易造成工件的變形或開裂。另一種意見則認為可以快速冷卻或升溫，如此會使奧氏體失穩(wěn)，更易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，且直浸冷速比油淬慢，不易引起材料的變形或開裂。如前蘇聯(lián)專利“冷沖擊法”和日本的“深冷急熱法”等。總之，深冷處理的升降溫速度應視具體的材料而定。
⒊保冷時間
在深冷溫度下保持的時間，應與合金所設計的性能有關。如在鋼的深冷處理中，當殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體時，由于是非等溫變化，所以不需要保溫時間：如需要組織中析出碳化物，是等溫變化，必須有保溫時間。如有人對LD鋼的保溫時間定為l h'對硬質(zhì)合金和高速鋼采用長達20h的保溫工藝。
⒋深冷工藝順序
深冷處理安排在整個熱處理過程的哪道工序之后， 目前還沒有一個統(tǒng)一的說法。有些文獻中安排在淬火后回火之前進行深冷處理，有些文獻中安排在回火之后進行，還有些文獻中安排在多級熱處理之間。看來還是根據(jù)最終所要獲取什么組織來決定的。
⒌深冷處理次數(shù)
一般認為重復多次深冷處理比單次深冷處理的效果好。如前蘇聯(lián)采用的“熱循環(huán)穩(wěn)定處理法”：有的采用多次脈沖方式處理，認為可以最大限度改善材料的力學性能：還有人認為三次深冷可以使材料的抗沖擊磨損性能明顯提高。處理完成后，取出工件在空氣自然緩慢地升到室溫，然后再進行回火。也有為防止開裂。淬火后先行低溫(小于200*C)回火在冷處理的工藝，但冷處理效果就不太好了。
模具鋼冷處理主要用于冷作模具的精密零件。
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