TD處理在專用車?yán)渥髂＞咧械膽?yīng)用

中國專用車市場發(fā)展迅猛，現(xiàn)已成為全球一大市場。然而，即其產(chǎn)品技術(shù)和規(guī)格而言，仍有很大的提升空間。與歐洲標(biāo)準(zhǔn)相比，中國專用車質(zhì)量平均高出17%，這意味著更多的燃油消耗、更多的二氧化碳排放和更低的承載質(zhì)量。而解決這些問題的關(guān)鍵在于高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用，高強(qiáng)度鋼力學(xué)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鋼。目前，高強(qiáng)度鋼車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為發(fā)展趨勢，通過對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既能改進(jìn)車輛性能，又能顯著減輕車身質(zhì)量。經(jīng)過幾年的發(fā)展，高強(qiáng)度鋼已經(jīng)在重型礦車及公路自卸車的廂體、半掛車的大梁、橫梁、欄板等部件上得到廣泛應(yīng)用。

作為輕量化很佳手段之一的高強(qiáng)度鋼，其高強(qiáng)度給冷作模具使用帶來了挑戰(zhàn)，尤其在成型模的使用上，在使用過程中易使模具表面拉傷，同時也使工件表面出現(xiàn)拉毛現(xiàn)象，拉毛刻痕不僅影響油漆質(zhì)量和外觀，且易產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而影響車身壽命。比如半掛車波形板模具，在壓制高強(qiáng)度鋼板的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)模具表面拉傷現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)，即需要停止工作，需要使用油石將模具拉傷面進(jìn)行拋光后方可再進(jìn)行工作，給生產(chǎn)組織帶來諸多不便。

1.TD處理技術(shù)原因

20世紀(jì)70年代日本豐田汽車中央研究所開發(fā)了TD處理技術(shù)，該技術(shù)的學(xué)術(shù)名稱為金屬碳化物擴(kuò)散覆層，簡稱為TD覆層處理技術(shù)。我國也稱為熔鹽滲金屬。該技術(shù)是在一定的處理溫度下（一般是850~1050℃）將工件至于硼砂熔鹽及其特種介質(zhì)中，通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳、氮原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，擴(kuò)散在工件表面而形成一層幾微米至二十余微米的釩、鈮、鉻、鈦的等金屬碳化層。該覆層具有極高的硬度，維氏硬度值可達(dá)3200左右，具有極高的耐磨、抗咬合、耐腐蝕等性能，覆層致密、光滑，與基體冶金結(jié)合，可進(jìn)行多次反復(fù)處理，是目前解決上述冷成型模具拉傷問題很有效而經(jīng)濟(jì)的辦法，可提高工件壽命數(shù)倍至數(shù)十倍，具有極高的使用價值。

2.TD處理工藝流程

TD處理周期一般為3天左右，工藝流程為：前處理（拋光、預(yù)熱、攪拌）→回火→清洗→檢驗(yàn)→TD處理（熔融鹽浸漬）→淬火→調(diào)整公差→后處理。下面對重點(diǎn)工序相關(guān)內(nèi)容加以描述，其余工序略過。預(yù)熱的目的是防止模具件的變形、尺寸變化及裂紋產(chǎn)生，小件模具的預(yù)熱溫度為520℃，較大模具的預(yù)熱溫度可適當(dāng)提高。預(yù)熱要充分，但確保表面不產(chǎn)生氧化層。TD處理溫度900~1030℃，在此溫度范圍內(nèi)都可形成TD皮膜，浸漬時間根據(jù)模具材料來選擇，浸漬時間原則上小模具為7~8h，大模具12~14h，可根據(jù)情況酌情調(diào)整。在完成熔融鹽浸漬后，將模具件浸入淬火鹽浴，在500℃的淬火鹽浴中冷卻，需要注意的從熔融鹽浴到淬火鹽浴中的速度要快，以防止移動中的TD皮膜氧化。經(jīng)過一段時間冷卻后將模具件吊出，徐冷至60~70℃，淬火工序完成。測定模具表面溫度，60~70℃即須立即回火。

3.TD處理后的力學(xué)性能

經(jīng)過TD處理后，高強(qiáng)度鋼的力學(xué)性能將會發(fā)生變化。

（1）耐磨耗性強(qiáng)于超硬合金。

（2）耐剝離性強(qiáng)于氣相沉積鍍層（PVD，CVD，PCVD）、鍍硬鉻。

（3）高硬度強(qiáng)于超硬合金，硬度高達(dá)2500~3600HV，從高溫狀態(tài)降到常溫時，可以恢復(fù)到原常溫性能。

（4）耐腐蝕性強(qiáng)于不銹鋼。

（5）抗氧化性強(qiáng)。