機械零件冷卻箱深冷處理的關鍵技術之一就是如何方便、快、可靠且可控的獲得低溫環境，這就必須借助深冷處理設備來實現。因此，深冷處理設備的性能直接影響到深冷處理工藝的進行和實際的處理效果。合理的機械零件冷卻箱深冷處理工藝的順利執行，要求所使用的深冷處理設備滿足:可靠性高，使用壽命長，溫度場分布均勻且溫度升降速率控制準確；制冷劑耗量少，被處理工件的材料范圍廣。
目前機械零件冷卻箱深冷處理所采用的工藝介質，一般有氣態介質和液態介質兩大類。氣態介質一般是冰箱或冰柜中的零度以下的空氣。液態介質一般是指液態的純氣體，如氮氣、氧氣等。但作為鋼材所用的深冷處理液態氣體大都為液態二氧化碳。此外，應用比較多的還有有機液態醇及醚，以及它們之間的混合物，如乙醇、丙醇、異丙、異丁醇、乙二醇、乙二醇的各種瞇類，及其它們之間的混合物。
機械零件冷卻箱利用制冷將工件急速降溫至零下100多度，這樣急劇的降溫使工件內部顆粒更為細密，并析出碳化物，提高工件硬度與耐磨性能。所謂深冷處理就是將淬火后工件置入較低溫度的環境中（比如5℃以下的冷水中），促進殘余奧氏體向馬氏體的轉變，以提高材料性能。
機械零件冷卻箱可以消除殘余奧氏體，深冷處理一般能使殘余奧氏體降低到以下，消除殘余奧氏體的影響。機械零件冷卻箱深冷處理使得馬氏體填補內部空隙，使得金屬表面更加密實，使耐磨面積增加，晶格更小，合金成分析出均勻，淬火層深度增加，而且不僅僅是表面，使翻新次數增加，壽命提高。
