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行业新闻

TD覆层处理技术介绍

TD覆层处理技术介绍:

TD覆层处理是热扩散法碳化物覆层处理(Thermal Diffision Carbide Coating Process)的简称,英文简称TD coating。因该技术由日本丰田中央研究所首先研制成功并申请专利,又被称为Toyota Diffusion Process,简称TD Process即TD处理。我国也称作熔盐渗金属。无论其名称如何,其原理都是将工件置于熔融硼砂混合物中,通过高温扩散作用于工件表面形成金属碳化物覆层,该碳化物覆层可以是钒、铌、铬、钽、钛等的碳化物,也可以是其复合碳化物,其中应用广泛的是碳化钒覆层。大量的实践证明,TD覆层处理碳化钒覆层是目前解决拉伤问题经济而有效的方法之一,并可以提高工模具或零部件寿命数倍至数十倍,极具使用价值。


◇ TD覆层处理工艺过程

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)。


◇ TD覆层处理组织结构


Cr12MoV TD覆层金相照片

◇ TD覆层处理碳化钒覆层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:5-15μm,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

实用范围:

◇ TD覆层处理适用材料及使用范围


1、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。对于一般的拉深、翻边、弯曲、辊压成型等模具一般推荐高铬冷作模具钢,如日本的SKD11, DC53;美国的D2;瑞典的XW-42;国内的Cr12MoV,Cr12Mo1V1。对于特殊工况,有可能需要选择其它材料。


2、使用范围:

TD覆层处理碳化钒覆层可广泛应用于解决或改善这样一些问题:

1)由粘着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(如各类钢板或有色金属的拉深、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覆层处理是目前解决此类问题的方法之一。

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。


◇ TD覆层处理应用注意事项

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;对于钢铁材料而言升温与降温过程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产生变形甚至开裂的现象。而一般TD覆层处理是模具的加工工序,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是:形成合格的表面覆层;尽量减小工件的变形,并杜绝开裂现象。根据我公司多年从事该项技术的经验,要用好该技术必须注意以下问题:

1)材料要求:对于成型类模具,一般推荐SKD11,DC53, Cr12MoV ,Cr12Mo1V1等模具钢。某些情况下,有可能需要选用其它材料,建议与我公司联系。

2)焊补问题:在模具加工过程中,由于种种原因有可能需要焊补,如汽车底盘零件模具往往需要补焊。焊补过的模具如要进行TD覆层处理,对焊补材料和焊接方法有要求,有关细节建议与我公司联系,否则,TD覆层处理后的工件难以保证不出现裂纹;

3)设计方面:对于钢模,TD覆层处理后一般都有热处理过程,为减少变形或开裂,工件设计时要尽量避免容易产生热处理应力集中和容易引起热处理变形的结构,如截面的急剧变化,内尖角,以及细长、薄板、L、U型等结构。

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,为减少工件的变形,建议与我公司联系。

5)机械加工:尽量降低工件表面的粗糙度,为取得良好的使用效果,建议与我公司联系。

6)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TD覆层处理的工件,一般情况只需将损伤部位修复即可再进行TD覆层处理。


※ 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:

改善产品外观,提升产品品质;生产中无须经常停机修模,大幅度提高了生产效率;

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工件的使用寿命,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。

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