齒輪深冷箱就是利用液氮作為冷卻介質，可將低溫箱溫度降至-196℃，溫度可控。低溫箱內壁為不銹鋼，溫度采用智能儀表控制，系統結構簡單，部件布置緊湊，操作直觀簡單。齒輪深冷箱將淬火后的金屬材料的冷卻過程繼續下去，達到遠地域室溫的某一溫度，從而達到改善金屬材料性能的目的。

深冷加工技術是近年來興起的一種改善金屬材料性能的新工藝技術，是目前先進的技術手段。齒輪深冷箱在深冷處理過程中，金屬中的大量殘余奧氏體轉變馬氏體，特別是過飽和的亞穩定馬氏體再從-196攝氏度至室溫過程中會降低飽和度，析出彌散，微觀盈利降低，在細小彌散的碳化物在材料變形時可以阻礙位錯運動，從而強化基體組織。同時由于超微細碳化發揮了晶界強化作用，從而改善了工模具性能，使硬度，抗沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。

隨著機械工業的不斷發展，對金屬材料的要求也越來越高，如何在材料以及熱處理工藝既定的前提下盡量提高金屬工件的機械性能及使用壽命，這成為很多熱處理行業前沿人士思考并探索的問題。鋼材在熱處理工藝之后其硬度及機械性能均大大提高，但熱處理后依然有殘存的以下問題：
1、殘余奧氏體。其比例大約有10%-20%，由于奧氏體很不穩定，當受到外力作用或環境溫度改變時，易轉變為馬氏體，而奧氏體與馬氏體的比容不一樣，將造成材料的不規則膨脹，降低工件的尺寸精度。
2、組織晶粒粗大，材料碳化物固溶過飽和。
3、殘余內應力。熱處理后的殘余內應力將降低材料的疲勞強度以及其他機械性能，在應力釋放過程中且易導致工件的變形。
如何解決這些問題，經過國內外許多金屬材料研究者的不懈研究，超深冷處理工藝被認為是解決這些問題的方法。