El mecanizado criogénico consiste en la aplicación de fluidos criogénicos, como nitrógeno líquido, dióxido de carbono líquido o aire frío pulverizado, sobre la zona de corte. Esto genera un estado criogénico o ultracriogénico localizado en dicha zona, aprovechando la fragilidad criogénica de la pieza. De esta manera, se mejora la maquinabilidad, la vida útil de la herramienta y la calidad superficial de la pieza. Según el medio de enfriamiento utilizado, el mecanizado criogénico se divide en mecanizado con aire frío y mecanizado con nitrógeno líquido. El método de mecanizado con aire frío consiste en pulverizar un flujo de aire criogénico a -20 °C a -30 °C (o incluso inferior) sobre la punta de la herramienta, mezclado con una pequeña cantidad de lubricante vegetal (10-20 m³/h), para refrigerar, evacuar virutas y lubricar. En comparación con el mecanizado tradicional, el mecanizado criogénico mejora la maquinabilidad, la calidad superficial de la pieza y prácticamente no genera contaminación ambiental. El centro de procesamiento de la empresa japonesa Yasuda Industry Company adopta la disposición de un conducto de aire adiabático insertado entre el eje del motor y el eje de la herramienta, que conduce directamente a la hoja mediante aire criogénico a -30 °C. Esta disposición mejora notablemente las condiciones de corte y resulta beneficiosa para la implementación de la tecnología de corte por aire frío. Kazuhiko Yokokawa realizó una investigación sobre la refrigeración por aire frío en torneado y fresado. En la prueba de fresado, se comparó la fuerza aplicada con fluido de corte a base de agua, aire a temperatura ambiente (+10 °C) y aire frío (-30 °C). Los resultados mostraron una mejora significativa en la durabilidad de la herramienta al utilizar aire frío. En la prueba de torneado, la tasa de desgaste de la herramienta con aire frío (-20 °C) fue significativamente menor que con aire a temperatura ambiente (+20 °C).

El corte con enfriamiento por nitrógeno líquido tiene dos aplicaciones importantes. Una es utilizar la presión de una botella para rociar nitrógeno líquido directamente en la zona de corte, como si fuera un fluido de corte. La otra es enfriar indirectamente la herramienta o la pieza de trabajo mediante el ciclo de evaporación del nitrógeno líquido bajo calor. Actualmente, el corte criogénico es importante en el procesamiento de aleaciones de titanio, acero al manganeso, acero endurecido y otros materiales difíciles de procesar. KPRaijurkar utilizó una herramienta de carburo H13A y un sistema de enfriamiento por ciclo de nitrógeno líquido para realizar experimentos de corte criogénico en aleación de titanio. Los resultados mostraron que, en comparación con los métodos de corte tradicionales, se eliminó el desgaste de la herramienta, se redujo la temperatura de corte en un 30 % y se mejoró considerablemente la calidad del mecanizado superficial de la pieza. Wan Guangmin utilizó el método de enfriamiento indirecto para realizar experimentos de corte criogénico en acero al manganeso, y se comentan los resultados. Al utilizar el método de enfriamiento indirecto para procesar acero al manganeso a temperaturas criogénicas, se elimina la fuerza aplicada a la herramienta, se reduce su desgaste, se mejoran los signos de endurecimiento por deformación y también mejora la calidad superficial de la pieza. Wang Lianpeng et al. Se adoptó el método de pulverización con nitrógeno líquido para el mecanizado a baja temperatura de acero templado 45 en máquinas herramienta CNC, y se comentaron los resultados de las pruebas. La durabilidad de la herramienta y la calidad superficial de la pieza mejoraron al adoptar este método.

En el proceso de enfriamiento con nitrógeno líquido, el material de carburo, al combinar resistencia a la flexión, tenacidad a la fractura y resistencia a la corrosión, presenta una dureza que aumenta con la temperatura, aunque esta es baja. Por lo tanto, es probable que las herramientas de corte de carburo cementado enfriadas con nitrógeno líquido ofrezcan un excelente rendimiento de corte, similar al obtenido a temperatura ambiente, y dicho rendimiento está determinado por la cantidad de fases aglutinantes. En el caso del acero rápido, el enfriamiento criogénico aumenta la dureza y disminuye la resistencia al impacto, pero en general se logra un mejor rendimiento de corte. Se realizó un estudio sobre la mejora de la maquinabilidad de corte de algunos materiales mediante el enfriamiento criogénico. Se seleccionaron cinco materiales: acero de bajo carbono AIS11010, acero de alto carbono AIS1070, acero para rodamientos AIS1E52100, aleación de titanio Ti-6Al 1-4V y aleación de aluminio fundido A390. La investigación y evaluación demostraron que, debido a la excelente resistencia a la fragilidad a temperaturas criogénicas, se pueden obtener los resultados de mecanizado deseados mediante el corte criogénico. En el caso del acero de alto carbono y el acero para rodamientos, el enfriamiento con nitrógeno líquido permite controlar el aumento de temperatura en la zona de corte y la tasa de desgaste de la herramienta. En el mecanizado de aleaciones de aluminio fundido, la aplicación de refrigeración criogénica puede mejorar la dureza de la herramienta y su resistencia al desgaste abrasivo de la fase de silicio; en el mecanizado de aleaciones de titanio, la refrigeración criogénica simultánea de la herramienta y la pieza de trabajo proporciona una temperatura de corte baja y elimina la afinidad química entre el titanio y el material de la herramienta.