零件冷凍裝配箱主要應用于銅套、軸承等冷縮，廣泛應用于機械裝配上。在大型設備（汽車、大型工程機械、飛機部件、航天設備部件、軍事設備部件）超低溫測試也有著廣泛的應用。

工件在零件冷凍裝配箱深冷處理時應采用慢速升溫、降溫的方式，如果將工件直接浸入到零件冷凍裝配箱中，溫度驟降使的冷卻速度較快，很可能造成被處理工件存在各個部分冷卻溫度明顯差異，工件內外部冷卻速度不一致，內部冷卻速度明顯比外部冷卻速度快，工件的內外部溫度差異加大，內應力和體積差就會隨之產生，如果是塑性比較差的工件因此就會形變和開裂，因此部分認為工件降溫速度不能太快，必須嚴格控制升、降溫速度。

還有人認為升、降溫速度與降低的溫度有直接關聯，-50℃以上時的冷卻速度對工件的影響不大，而低于-50℃時冷卻速度應控制在較低速。還有觀點認為直接將工件浸入零件冷凍裝配箱中進行快速冷卻，易于使工件在淬火、回火后長時間放置新情況下已穩定的奧氏體失穩轉變。由于零件冷凍裝配箱的熱容量較小，工件直接浸入零件冷凍裝配箱也不可能得到預想的高冷速，零件冷凍裝配箱一旦與工件接觸便即刻氣化形成一層隔離層，此時的冷卻速度相比于油淬法要低速的多。

零件冷凍裝配箱升溫過程通常采用自然回溫的方式，通過加快空氣等常用氣體環境氛圍的氣體流速，實現加速升溫的作用。升溫過程也可采用急熱法進行回溫，也就是把經過冷卻的工件擱置在加熱爐或高速噴射的蒸汽中進行處理，這種升溫方法多用于消除材料內部應力。有的采用不加控制急速快冷法和深冷急熱法。如用“沖擊法”處理后的高速鋼刀性能及壽命明顯提高，該方法即將被處理工件直接放入液氮中快速降溫，達到所需的溫度后保溫 5-30min，取出放置室溫下，待工件降到室溫后在油中回火 1h，回火溫度控制。“冷處理急熱法”是將被處理零件淬火后進行普通水浴，再進行深冷處理（將工件放到-80℃到 -150℃的深冷置中）及保溫，保溫完成后將工件取出放入室溫或熱水浴中進行溫處理。

零件冷凍裝配箱可以顯著提升工件的硬度及強度，保證工件的尺寸精度，提高工件的耐磨性，提高工件的沖擊韌性，改善工件內應力分布，提高疲勞強度，提高工件的耐腐蝕性能。