采用TD技術(shù)解決冷作模具磨損失效的問(wèn)題

一.技術(shù)簡(jiǎn)介

熱擴(kuò)散法碳化物覆層處理，簡(jiǎn)稱TD覆層處理，是一種通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散作用于工件表面形成一層數(shù)微米至數(shù)十微米的金屬碳化物覆層。該覆層具有極高的硬度，HV可達(dá)3200左右，且與母體材料冶金結(jié)合。實(shí)踐證明，這種覆層具有極高的耐磨、抗咬合、耐蝕等性能，可提高工件壽命數(shù)倍至數(shù)十倍，具有極高的使用價(jià)值。

二.采用TD覆層處理的主要好處

1.大幅度提高工模具或工件的使用壽命，節(jié)省生產(chǎn)成本或運(yùn)行成本；

2.大幅度改善產(chǎn)品外觀，提高產(chǎn)品尺寸的均一性，提升產(chǎn)品質(zhì)量；

3.大幅度節(jié)省維修時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度，并減少因維修停機(jī)所帶來(lái)的損失；

4.摩擦系數(shù)降低，抗咬合性能大幅度提高，無(wú)須潤(rùn)滑或減少潤(rùn)滑，或無(wú)須采用高潤(rùn)滑產(chǎn)品。

三.與相關(guān)技術(shù)的比較

通過(guò)在工件表面形成一層高硬度的耐磨材料來(lái)提高工件耐磨、抗咬合、耐蝕等性能，從而提高其使用壽命的有效而又經(jīng)濟(jì)的方法。

TD覆層處理技術(shù)，以碳化釩覆層為例，其表面硬度可達(dá)HV3200左右，較傳統(tǒng)的表面處理方法如滲碳（HV900）、滲氮（HV1200）、鍍硬鉻（HV1000），甚至滲硼（HV1200-1800）等表面處理的硬度高得多，因此，具有遠(yuǎn)優(yōu)于這些表面處理方法的耐磨性能。

物理氣相沉積（PVD）、物理化學(xué)氣相沉積（PCVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、TD覆層處理，是現(xiàn)代的幾種表面超硬化處理方法，其中，PVD和PCVD工藝溫度低，變形較小，所形成的氮化鈦覆層HV可達(dá)2000左右，但由于這兩種方法形成的氮化鈦涂層與母體材料的結(jié)合力較差，實(shí)際應(yīng)用中，容易出現(xiàn)涂層的剝落，在使用條件較為苛刻的場(chǎng)合，如拉伸類模具，根本即無(wú)法達(dá)到滿意的使用效果，甚至根本無(wú)效果。因此，PVD和PCVD往往難以發(fā)揮超硬化合物覆層的性能優(yōu)勢(shì)。

高溫CVD法形成的碳化鈦覆層與TD覆層處理獲得的表面覆層硬度接近，并且高溫CVD法和TD覆層處理的覆層與基體都是冶金結(jié)合，具有PVD和PCVD無(wú)法比擬的膜基結(jié)合力，因此，是目前很有效的表面超硬化方法。

相比而言，CVD覆層的運(yùn)行成本較高，后續(xù)處理也比較麻煩，其應(yīng)用主要集中在硬質(zhì)合金工件上。而TD覆層處理，由于后續(xù)處理比較方便，因此，既可以用于鋼鐵材料，也可以用于硬質(zhì)合金。此外，TD覆層處理技術(shù)在無(wú)須褪去原先覆層的情況下，可以進(jìn)行多次重復(fù)處理。

四.應(yīng)用范圍

TD覆層處理，可廣泛應(yīng)用于由于各類磨損所引起的模具與工件，或工件與工件之間的拉傷或磨損超差的問(wèn)題。其中，因咬合或粘結(jié)而引起的拉傷或拉毛問(wèn)題，TD覆層處理是目前世界上很好的解決方法之一。因磨損而引起的工件尺寸超差等問(wèn)題，通過(guò)TD覆層處理后，提高使用壽命上十倍是很正常的。

所處理工件的材料，含碳量大于0.3%的各類鋼鐵材料、硬質(zhì)合金等，一般推薦各類中高合金工模具鋼。