液氮深冷箱是一種無污染，不易泄漏，操作容易，可自動控溫，較低可獲得-196℃低溫的制冷設備。應用于受磨損的工具、模具刀具材料后又擴展到合金鋼、硬質合金等。它是采用以液氮為冷卻介質對材料進行處理的辦法。其該方法可以改變金屬材料的內部結構，進而改善材料的力學和加工性能，它是目前的強韌化處理工藝之一。
液氮深冷箱可使組織發生明顯變化，有效促使殘留奧氏體向馬氏體轉變及超細碳化物的析出，使產品獲得較佳的綜合力學性能，深冷處理后產品的使用壽命較常規熱處理提高四倍以上，具有十分重要的使用價值。
經過液氮深冷箱處理后的刀具質量上得到顯著提升
1、它使硬度較低的奧氏體轉變為較硬的、更穩定的、耐磨性和抗熱性更高的馬氏體；
2、在金屬晶粒中可產生更均勻、更微小，且帶有更大密度的微小材料組織；
3、在被處理的硬質合金中，由于其電子動能的減少而使分子結構產生新的組合。
4、由于有附加微碳化物粒子和更細密的晶格，故導致了更密集的分子結構，使材料內部微小的空洞被大大減少；
5、通過超低溫處理，使被處理材料的晶格具有更加廣泛分布的硬度較高、粒度更細化的碳化物微粒；
6、材料經超低溫處理后內部熱應力和機械應力大為降低，從而有效地減少了造成工具和刀具產生裂紋、崩刃的可能性。
此外由于刀具中的殘余應力影響切削刃吸收動能的能力，經過超低溫處理的刀具不僅具有較高的抗磨性，而且其自身的殘余應力的危害也比未經處理的刀具大大降低。
近年來國外發展起來的液氮浸泡法雖然使用十分方便，但是工件浸入液氮的瞬間，將受到極大的熱沖擊，較大溫差應力可達50kgf/mal，因此這種設備不適于合金鋼、高碳鋼的冷處理。處理時工藝參數也無法調整，不能滿足各種材料冷處理的要求，而液氮深冷箱采用調溫裝置，不僅可減少敞口液氮槽液氮的蒸發，使成本降低，而且可滿足各種工藝處理參數的需要。它的溫度可在室溫至-196℃范圍內任意選擇，并且能控制降溫速度，調整處理工藝參數。排出的氮氣對環境也無污染。氮氣在工作室內還可對工件起保護作用，免受氧化等腐蝕。
