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深冷處理之TD處理

TD覆層處理技術(shù)在解決汽車高強(qiáng)度鋼板和厚料板沖壓模具表面拉傷問(wèn)題和提高模具壽命方面表現(xiàn)杰出,，其應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多?！　?/span>

技術(shù)原理及工藝
　　TD覆層處理是熱擴(kuò)散法碳化物覆層處理(Thermal Diffision Carbide Coating Process)的簡(jiǎn)稱,，英文簡(jiǎn)稱“TD coating”。因該技術(shù)由日本豐田中央研究所于20世紀(jì)70年代首先研制成功并申請(qǐng)專利,，又被稱為“Toyota Diffusion Process”,簡(jiǎn)稱“TD Process”,，即TD處理，我國(guó)也稱作“熔鹽滲金屬”,。 深冷處理
　　無(wú)論其名稱如何，其原理都是將工件置于熔融硼砂混合物中,，通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散作用于工件表面形成金屬碳化物覆層,，該碳化物覆層可以是釩、鈮,、鉻等元素的碳化物,，也可以是其復(fù)合碳化物，目前應(yīng)用最廣泛的是碳化釩覆層,。圖1所示為TD覆層組織的結(jié)構(gòu),。一般情況下，TD覆層處理的基本工藝過(guò)程為：工件檢查-拋光-裝吊-TD覆層處理-淬火+回火1～3次-清理-檢驗(yàn)-尺寸調(diào)整-拋光-入庫(kù)。深冷處理
　　主要特點(diǎn)
　　以碳化釩覆層為例,，TD覆層處理最主要的特點(diǎn)是：
　　1,、覆層硬度高，HV可達(dá)2800～3200,，遠(yuǎn)高于氮化和鍍硬鉻,，因而具有遠(yuǎn)高于這些表面處理的耐磨、抗拉傷,、耐蝕等性能,。表中所示為TD覆層處理與其他幾種表面處理技術(shù)所能達(dá)到的材料硬度比較。深冷處理
　　2,、由于是通過(guò)擴(kuò)散形成的,，所以覆層與基體具有冶金結(jié)合，覆層與基體的結(jié)合力較鍍硬鉻和PVD或PCVD的鍍層如鍍鈦層高得多,，使用中不會(huì)脫落,，這一點(diǎn)對(duì)在成形類模具上的應(yīng)用極其重要。
　　國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
　　TD覆層處理技術(shù)從20世紀(jì)80年*始陸續(xù)由日本引入世界各地的許多國(guó)家,，由于各國(guó)的國(guó)情不同,，有些國(guó)家用得很成功，也有些國(guó)家應(yīng)用失敗,。該技術(shù)在日本,、美國(guó),、韓國(guó)等國(guó)都已得到廣泛的應(yīng)用,。國(guó)內(nèi)70年代即已開(kāi)始研究此項(xiàng)技術(shù)，到目前已有數(shù)十家單位對(duì)該技術(shù)進(jìn)行過(guò)研究,，發(fā)表文章數(shù)百篇,，專利數(shù)項(xiàng),，據(jù)了解，目前還有一些單位在專門研究該項(xiàng)技術(shù),。實(shí)際上中國(guó)早在80年代中期就起草了此項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，即：JB/T4218-946硼砂熔鹽滲金屬，該標(biāo)準(zhǔn)于1994年10月25日被批準(zhǔn),。國(guó)內(nèi)的研究成果大多沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)實(shí)踐的考驗(yàn),，應(yīng)用中總是存在這樣或那樣的問(wèn)題，所以從70年代至90年代,，盡管研究的人很多,，但沒(méi)有一家專業(yè)從事該項(xiàng)技術(shù)加工的廠家。深冷處理
　　筆者從1991年開(kāi)始該項(xiàng)技術(shù)的研究工作,，經(jīng)過(guò)多年的研究和應(yīng)用摸索,，從1997年開(kāi)始成功應(yīng)用到各類模具上,，并于2001年開(kāi)始在國(guó)內(nèi)首先成立了專業(yè)從事該項(xiàng)技術(shù)加工業(yè)務(wù)的公司。多年來(lái)已為數(shù)百家國(guó)內(nèi)外企業(yè)提供了TD覆層處理加工服務(wù),，并成功應(yīng)用到汽車,、家電、五金,、制管,、冶金等行業(yè)的引伸(拉伸、拉延),、彎曲,、翻邊、輥壓成形,、冷鐓,、沖裁、粉末冶金等類模具和一些零部件上,，或根本上解決工件表面拉傷問(wèn)題,，或大幅提高工件的使用壽命，取得了極優(yōu)異的使用效果,，也積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),。深冷處理
　　適用材料
　　有一定含碳量(如高于0.3%)的各類鋼材、硬質(zhì)合金等都可以形成TD覆層,，各類含碳量很低的鋼材通過(guò)預(yù)先滲碳也可以形成TD覆層,。對(duì)于承載較大、精度較高的工件,，一般推薦各類中高合金模具鋼,，如SKD11、DC53,、Cr12MoV,、Cr12、Cr15 MoV,、H13,、硬質(zhì)合金等。深冷處理
　　應(yīng)用與推廣價(jià)值
　　TD覆層處理的應(yīng)用主要在兩方面：一方面是利用其高耐磨,、抗粘結(jié)性能,，從根本上解決成形類模具如拉伸、彎曲,、翻邊、滾壓成形,、壓鑄等模具的表面拉傷工件或粘料問(wèn)題,，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并大幅提高模具壽命；另一方面是利用其高耐磨性能,，大幅度提高因各類磨損引起失效的工模具或工件的使用壽命,，如沖裁、冷鐓,、粉末壓制等模具,。
　　大量實(shí)踐已經(jīng)證明，TD覆層處理是目前解決拉傷問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)而有效的方法之一,，并可將模具的使用壽命提高數(shù)倍至數(shù)十倍,，極具使用價(jià)值。如圖2所示的車輪輪圈成形模,，原來(lái)采用CrWMn,，進(jìn)行鹽浴氮化處理，壽命1000次左右時(shí),，工件和模具即嚴(yán)重拉傷甚至卡死,，后改用模具材料Cr12MoV，并進(jìn)行TD覆層處理后,，根本上解決了工件表面拉傷問(wèn)題,，模具壽命一般可達(dá)8萬(wàn)件以上。深冷處理
　　近年來(lái)隨著我國(guó)制造業(yè)特別是汽車工業(yè)的高速發(fā)展,，由于TD覆層處理技術(shù)在解決汽車高強(qiáng)度鋼板和厚料板沖壓模具表面拉傷問(wèn)題和提高模具壽命方面的杰出表現(xiàn),，其應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多。圖3所示為一些汽車零部件模具經(jīng)TD覆層處理后的樣件,。深冷處理
　　需要說(shuō)明的是,，TD覆層處理是一種在850～1050℃條件下的高溫處理技術(shù)，處理中必然會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,、相變應(yīng)力和比容的變化,，存在工件變形超差甚至開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，因此要用好該技術(shù)必須要有專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo),，全面考慮材料,、焊補(bǔ)、設(shè)計(jì),、熱處理和表面處理,、覆層厚度等各個(gè)因素，以保證TD覆層處理質(zhì)量并發(fā)揮最佳效果,，提升其產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,，為模具制造企業(yè)和終端客戶帶來(lái)效益。深冷處理