内容发布更新时间 : 2024/5/19 0:08:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

TD覆层处理技术简介

一、 TD覆层处理技术概述

TD覆层处理是热扩散法碳化物覆层处理（Thermal Diffusion Carbide Coating Process）的简称，日本被称为丰田扩散工艺，我国也称作熔盐渗金属等。无论其名称如何，其原理都是将工件置于硼砂熔盐混合物中，通过高温（850—1050）扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物覆层，该碳化物覆层可以是钒、铌、铬的碳化物，也可以是其复合碳化物，目前使用性能最高，应用最广泛的是碳化钒（VC）覆层。

二、 TD覆层处理的主要特点

1．极高的硬度和极高的耐磨性能，碳化钒覆层HV可达2800-3200，远高于氮化和镀硬铬，因而具有远高于这些表面处理的耐磨，抗拉伤，耐蚀等性能；

常见的一些材料和表面处理硬度（HV）对照表 Cr12MoV，镀硬铬，PVD，工艺 SKD11，D2渗碳 渗氮 化学镀渗硼 硬质合金 TD覆层处理 PCVD 淬火回火 Ni-P 马氏体马氏体及Fe2B, TiN, 硬化相 及碳化氮化物 WC+Co VC 碳化物 FeB TiCN 物 硬度（HV） 600～800 ～900 ～1200 1000 1300～2300 2000～3000 1200～1800 2800～3200 2．由于是通过扩散形成的，所以覆层与基体具有冶金结合，覆层与基体的结合力较镀硬铬和PVD或PCVD的镀钛层高得多，使用中不会脱落，这一点对在成型类模具上的应用极其重要；

3．TD覆层处理可以重复进行。

目前此技术在日本、美国，韩国等国都已得到广泛的应用。国内七十年代即已开始研究该技术，到目前已有数十家单位对该技术进行过研究，发表文章上百篇，专利数项，据了解，目前还有一些单位在研究该项技术，但这些研究成果大多没有经过长时间生产实践的考验。

我公司的研究人员从1991年开始研究该项技术，通过十几年的艰苦研究和生产实践，在无数的失败和成功的锤炼中，使我公司的技术成熟，也形成了一套拥有自有核心技术的技术体系，并于2001年在国内第一家推出专业从事该项技术来料加工的厂家。从近年的国际交往和实际使用的比较结果来看，在确保TD覆层质量的前提下，我公司在TD覆层处理的关键技术即控制工件的变形和开裂方面具有明显的优势。多年来我公司的TD覆层处理技术已成功应用到汽车、家电、五金、制管、冶金等行业的引伸、弯曲、翻边、辊压成型、冷镦、冲裁、粉末冶金等类模具和一些零部件上，积累了丰富的实践经验。经我公司TD覆层处理后的模具或根本上解决了工件表面的拉伤问题，或大幅度提高了模具或工件的使用寿命，或替代进口，取得了极优异的使用效果。

三、 TD覆层处理的处理工艺过程

不同的工件材料及不同的使用场合TD覆层处理的工艺有一些差别，但其基本过程都是将预制好的工件放入硼砂混合物中，在850-1050℃的温度下保温2-12小时，在工件表面形成覆层后，根据工件的材料或要求选择适当方式冷却（一般是淬火过程，也有不少例外），并进行一些相应的后续处理（如回火，清理，尺寸调整，抛光等）。 四、TD覆层处理技术主要性能指标及特点

1）TD覆层表面硬度：HV2800-3200，具有极高的耐磨，抗拉伤性能。 2）TD覆层厚度：4-20μm，覆层致密光滑。 3）极高的耐蚀性能

4) 覆层与母材冶金结合 5）可以重复处理

五、 TD覆层处理技术适用材料

只要工件的材料含有一定量的碳，如含碳量大于0.3%的各类钢铁材料,硬质合金等，都可以在工件表面形成VC覆层。但根据使用条件的不同，要获得良好的使用效果，材料的选择颇有讲究，建议与我公司联系。

六、TD覆层处理技术应用范围

TD覆层处理可广泛应用于解决或改善这样一些问题：

1）由各类磨损所引起的模具与工件或工件与工件之间的拉伤、粘附问题，（如包括镀层在内的各类钢板或有色金属的引伸、拉延、弯曲、翻边、滚压成型等成型模具或其它有相对运动的工件表面），TD覆层处理是目前此类问题最好的解决方法之一。

2）因磨损而引起的工件尺寸超差等问题（如冲裁，冷镦，粉末冶金等模具或其它配件）,通过TD覆层处理后,可提高使用寿命数倍至数十倍。 七、采用TD覆层处理的主要效益

1. 就成型类模具而言，由于解决了模具表面的拉伤问题，带来的好处是：生产中无须经常停机修模，大幅度提高了生产效率，改善了产品的外观；

2．由于模具的寿命大幅度的提高，提高了被加工产品的尺寸均一性，提升了产品的品质； 3．由于大幅度提高工模具或零配件的使用寿命，节省生产成本或运行成本

4．摩擦系数降低，抗咬合性能大幅度提高，无须润滑或减少润滑或无须采用高级润滑产品。

八、采用TD覆层处理技术的有关注意事项

TD覆层处理温度是850℃-1050℃，是一种高温处理过程，处理过程中必然会产生热应力；对于钢铁材料而言一般都还会有相变过程，相变的结果会形成相变应力和工件比容的变化。热应力，相变应力，比容的变化都会使工件会产生变形甚至开裂的现象。而一般TD覆层处理是模具的最终加工工序，处理后不容许再加工，所以TD覆层处理技术能否成功应用的关键除需要专业的指导以外还必须特别注意以下问题：

1．材料要求：对于各类模具，须采用热处理微变形钢。一般推荐SKD11，D2，DC53，XW-42，Cr12MoV等高铬模具钢，实际上目前该技术在模具上应用最多的也是此类材料；须说明的是，目前国产模具钢材质量参差不齐，要是用国产的钢材，建议用品质优良的钢材，否则容易出现变形超差的问题；对于各类耐磨零件须根据具体使用工况选择合适的材料，建议与我公司联系。

2．焊补问题：在模具或工件加工过程中，由于各种因数的影响，有可能需要焊补。焊补过的模具或工件如要进行TD覆层处理，对焊补材料和焊接方法有要求，原则是焊补过后可以进行正常的淬火回火等热处理而在焊补处不出现裂纹；否则，TD覆层处理后的工件难以保证不出现裂纹，有关焊接补焊技术可以与我公司联系。 3．设计方面：截面急剧变化或内部有尖角的钢件，热处理过程中会产生很大的内部应力，使工件容易变形或开裂。所以要TD覆层处理的工件设计时要尽量避免截面急剧变化和有内尖角的结构。此外，对于大型复杂的拉伸成型类模具，设计时须考虑如下因素即，TD覆层处理后模具表面粗糙度和摩擦付材质变化，板料和模具间的摩擦系数会大幅降低，有关详细资讯可与我公司联系。

4．热处理：工件的热处理状况对后续热处理变形量有重要影响，建议与我公司取得联系。

5．要TD覆层处理的工件如已做过其他表面处理，如各类渗氮，渗硼，镀硬铬，PVD沉积等，需将原表面处理层彻底清除，否则会影响TD覆层的表面质量，而已做过我公司TD覆层处理的工件，只需将损伤部位修复即

可再进行TD覆层处理，效果如新。

长沙特耐金属材料科技有限公司

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