概述原理
     TD模具表面超硬化處理技術(shù)經(jīng)研究不斷的持續(xù)改進(jìn)，目前在解決冷作模具磨損失效的應(yīng)用其技術(shù)、品質(zhì)、成本和響應(yīng)速度等方面有很大的優(yōu)勢(shì)。

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

一．技術(shù)特點(diǎn)
       熱擴(kuò)散法碳化物覆層處理（Thermal Diffusion Carbide CoatingProcess）,簡(jiǎn)稱(chēng)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，其結(jié)構(gòu)如上圖所示。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覆層處理的主要效益

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)須采用高級(jí)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是提高工件耐磨，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HV~900；滲氮HV~1200；鍍硬鉻HV~1000；甚至滲硼HV 1200~1800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，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,如引伸類(lèi)模具;根本就無(wú)法達(dá)到滿意的使用效果,甚至根本無(wú)效果.因此PVD,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,因此是目前最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(lèi)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最好的解決方法之一.因磨損而引起工件尺寸超差等問(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。

所謂金屬熱處理就是在把金屬加熱到一定的溫度、保溫一定的時(shí)間，以不同的冷卻速度來(lái)使金屬材料達(dá)到某種使用潛能。金屬熱處理包含了幾個(gè)基本因素：溫度、時(shí)間、冷卻介質(zhì)、冷卻速度。TD最直意的理解就是對(duì)金屬基體滲入耐磨金屬原子，即滲金屬（相對(duì)于滲碳、滲硼、滲氮只是滲非金屬）。其原理是利用碳在高溫下擴(kuò)散。在一定的處理溫度下，將有一定碳含量的金屬工件置入有釩、鈮、鈦、鉻等金屬原子的硼砂熔鹽中，讓硼砂熔鹽中的金屬原子與工件中的碳原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而擴(kuò)散在工件表面形成一層碳化層。這個(gè)過(guò)程就叫TD，所形成的碳化層就叫TD層。TD滲金屬的最佳的滲入溫度在920—950℃。如果材料是Cr12MoV、SKD-11，其實(shí)這個(gè)溫度已經(jīng)相當(dāng)于給它們的基體已經(jīng)退火。這時(shí)模具實(shí)際上是處于雞蛋殼的狀態(tài)——外殼很硬（TD層的硬度達(dá)到3000HV以上），芯部很軟（金屬工件的基體硬度在35—52HRC）。在生產(chǎn)過(guò)程中，為了得到較高的基體硬度來(lái)支撐表面TD層的剛性，就必須將工件隨爐升溫到1010—1030℃重新淬火、回火，使金屬工件的基體硬度達(dá)到58—62HRC之間。所以說(shuō)，TD其實(shí)就是一個(gè)完整的熱處理過(guò)程。