零件冷冻装配箱主要应用于铜套、轴承等冷缩，广泛应用于机械装配上。在大型设备（汽车、大型工程机械、飞机部件、航天设备部件、军事设备部件）超低温测试也有着广泛的应用。

工件在零件冷冻装配箱深冷处理时应采用慢速升温、降温的方式，如果将工件直接浸入到零件冷冻装配箱中，温度骤降使的冷却速度较快，很可能造成被处理工件存在各个部分冷却温度明显差异，工件内外部冷却速度不一致，内部冷却速度明显比外部冷却速度快，工件的内外部温度差异加大，内应力和体积差就会随之产生，如果是塑性比较差的工件因此就会形变和开裂，因此部分认为工件降温速度不能太快，必须严格控制升、降温速度。

还有人认为升、降温速度与降低的温度有直接关联，-50℃以上时的冷却速度对工件的影响不大，而低于-50℃时冷却速度应控制在较低速。还有观点认为直接将工件浸入零件冷冻装配箱中进行快速冷却，易于使工件在淬火、回火后长时间放置新情况下已稳定的奥氏体失稳转变。由于零件冷冻装配箱的热容量较小，工件直接浸入零件冷冻装配箱也不可能得到预想的高冷速，零件冷冻装配箱一旦与工件接触便即刻气化形成一层隔离层，此时的冷却速度相比于油淬法要低速的多。

零件冷冻装配箱升温过程通常采用自然回温的方式，通过加快空气等常用气体环境氛围的气体流速，实现加速升温的作用。升温过程也可采用急热法进行回温，也就是把经过冷却的工件搁置在加热炉或高速喷射的蒸汽中进行处理，这种升温方法多用于消除材料内部应力。有的采用不加控制急速快冷法和深冷急热法。如用“冲击法”处理后的高速钢刀性能及寿命明显提高，该方法即将被处理工件直接放入液氮中快速降温，达到所需的温度后保温 5-30min，取出放置室温下，待工件降到室温后在油中回火 1h，回火温度控制。“冷处理急热法”是将被处理零件淬火后进行普通水浴，再进行深冷处理（将工件放到-80℃到 -150℃的深冷置中）及保温，保温完成后将工件取出放入室温或热水浴中进行温处理。

零件冷冻装配箱可以显著提升工件的硬度及强度，保证工件的尺寸精度，提高工件的耐磨性，提高工件的冲击韧性，改善工件内应力分布，提高疲劳强度，提高工件的耐腐蚀性能。