TD_technology

1、技术特点

1) 具表面硬度大大提高，全面解决冷作模具磨损、拉毛等面疲劳失效现象，相同工况下，使用寿命较传统强化方式平均提高十倍以上。适合于汽车、钢管、机械、电子、金属加工、标准件等行业；

2) 与基体冶金结合，表现出最优异的抗剥离性；

3) 可重复处理；

4) 不论工件形状如何，都能形成均匀的被覆层，处理过程中模具变形小；

5) 被覆后的表面粗糙度与处理前大致相同，若母材表面加工光滑，处理后可直接使用。

2、适用材料

3、TD给社会带来的进步

TD做为一种环保、节能的新型金属材料表面改性技术充分发挥和提高了材料的使用潜能，每年可给全社会带来数十亿乃至数百亿的经济效益。如果企业和政府都来大力推广和倡导全社会有需要的企业都来采用硼砂熔盐复合渗金属（钒、铌共渗）的新技术，会给社会带来的贡献如下：

1) 经济效益：使用寿命平均较传统热处理方式提高10倍以上，可给企业和社会带来可观的经济效益：

a) 直接成本工件使用寿命大大提高，降低了工件的制作、折旧和维修费用。

b) 间接成本产品废次品率大幅降低；不用经常拆装、维修模具和机械，劳动效率大幅提高。

2) 社会效益

c) 大大节约了宝贵的不可再生资源――金属材料；

d) 普通的合金工具钢可代替硬质合金，且使用性能更优，极大弥补了国内资源的不足；

e) 节能――立竿见影地实现了节约型社会：使用寿命平均提高10倍以上，可减少10次常规热处理，能耗自然降低10倍以上；

f) 环保：本技术采用硼砂熔盐作为载体，其生产过程较传统方式更环保、无污染。部分冲压加工工艺中可完全省去原用的磷化、皂化工序，生产过程更环保、更安全。

g) 产品及企业核心竞争力：经处理过的模具/工件加工的产品外观好，公差小（理论公差<15µm），产能有保证(不用经常拆装、维修模具)，产品的综合竞争力和企业的核心竞争力大大增强。

4、TD的产品质量怎样进行检验

1) TD后产品怎样进行检验？

TD做为一个特殊的金属材料表面改性技术，其设备、仪器、试剂和检验方法有其独特性，其常规指标的检验方法是：

2) 表面硬度检测是检测试块还是检测工件？

通常情况下是检测试块，在实际生产中每炉都会放置数块与TD工件的材料完全一样的试块。每一炉都会对试块进行检测，如果在材料没有差异的情况下，我们默认为同炉次中的工件的表面硬度近似于试块的硬度。

众所周知，维式硬度计不能对大件进行硬度检测，而且对工件的光洁度要求也较高。因此，在多数情况下不能对工件直接进行检测。

当然，如果TD处理的工件较小，且光洁度较高的话，也可直接对其进行硬度检测。

3) 目前国内哪些有资质的，权威的检测部门可以做TD的表面硬度检测？

由于TD后产品的表面硬度较高，国内可以做检测的权威部门不是很多。目前在国内我们已知的比较权威的有资质的检测部门有：

a) 中国计量科学研究院（北京）；

b) 中科院金属所（沈阳）；

c) 国家钢铁研究总院（北京）；

d) 中国测试技术研究院（成都）；

e) 长春计量技术研究所（长春）。

5、关于TD处理的热工材料

1) TD处理的工艺材料怎样分类？

TD处理的工艺材料分为：原材料、辅助材料。

原材料包括：硼砂、钒粉、铌粉、钛粉、铬粉、铱粉、钽粉。

辅助材料包括：铝粉、镁粉、乌洛托品、缓释剂、氢氧化钠、淬火油。

2) 主要原材料、辅助材料的品名、粒度如下表：（略）

3) 为何TD要选择硼砂作为载体？

a) 硼砂有吸附空气中氧气的作用，可以确保工件在盐浴中不氧化；

b) 硼砂本身有清洁工件的作用；

c) 硼砂的熔点约为740℃，分解温度约1530℃，而TD的工作温度在850℃～1050℃。同时，硼砂本身无色、无味、无毒，还是重要的药用消毒原料。因此，使用硼砂做为载体，在生产过程中不产生任何公害，无需投入任何环保设施；

d) 硼、碳、氮等原子半径小的元素同钒、铌生成的化合物都具有很高的熔点，能增加被渗金属材料表面的硬度。

6、适合TD加工的金属材料

1) TD可对哪些金属材料进行加工？

凡是含碳量大于0.45%、淬火温度在900～1050℃的金属材料都可以直接进行TD加工。如果淬火温度不在此范围内可以采取先做TD再用真空炉淬火的工艺。

2) 硬质合金可否进行TD处理?

完全可以，只不过是价值不大。因为TD可以把普通的合金工具钢的表面硬度做到比常规热处理的硬质合金还要高。然而，

硬质合金的价格是普通合金工具钢的10倍以上。因此，从成本的角度上讲，对硬质合金进行TD处理的价值不大。

3) 对含碳量低于0.45%的金属材料可否TD?

完全可以，但在生存应用上是采取先渗碳再TD的工艺路线。但由于TD的成本和价值都较高，而实际上模具材料所占成本比重较小，因此并不主张在生产应用中采用。

7、关于TD的工艺

1) TD怎样分类？

按工艺分：

a) 硼砂熔盐法；

b) 电解法。

目前在全球范围内比较成熟，应用得比较广的是硼砂熔盐法。电解法目前仍处于实验室状态，其量产需假以时日。

按渗入材料分：

a) 渗钒(V)；

b) 渗铬(Cr)；

c) 渗铌(Nb)；

d) 渗钛(Ti)；

e) 渗铱(Ir)；

f) 渗钽(Ta)；

g) 各种元素间的多元共渗。

基于其工艺的成熟度、成本和使用效果，渗V或VNb共渗最为可取。

2) TD处理的温度一般有多高？

通常在850~1050℃之间，核心工艺在940~960℃之间，不同的材料有不同的处理温度。

3) 正常的加工周期有多长？

核心工序约12～20小时，全部工序大约为40～60小时之间。

4) TD层的厚度一般是多少比较合适？

凡事应该有个度，TD层也并非越厚越好，我们通过多年的研发和应用得出的结论是合适最好。如果TD层太薄，其耐磨程度会降低，如太厚，则又容易出现剥离（起皮）的现象。我们建议把TD层做到8～12µm最好。

从应用角度（确保其耐磨性）出发，TD层的厚度只要在10µm左右就足以满足生产的使用。

5) TD的表面硬度做到多高比较合适：

从理论上讲，表面硬度做得越高越好。各国对TD的表面硬度都没有一个刚性的指标要求。不同的工艺（渗入金属元素的种类不同）其表面硬度也存在一定的差异，从应用的角度来看表面硬度只要能达到1800HV以上即可满足生产的要求。6) TD的基体硬度做到多少比较合适？

TD处理中的基体硬度不是用来耐磨的，而是用来支撑TD层的刚性的。

基体硬度跟工况有关，如果工作载荷大、对工件的韧性要求较高就把基体硬度做低，反之就可以尽量做高，总之就是在韧性和耐磨间寻求一种平衡。

如果在用户没有特殊要求的情况下，我们建议将基体硬度做到58～64HRC之间比较适宜。在实际应用中，被加工材料的硬度较高，建议尽量做高基体硬度。反之，就可以降低基体硬度。总之，据其工况，合适的硬度最好，并非越高越好。主要是寻求基体硬度和表面硬度的一种平衡。

7) TD可否反复处理？

完全可以，重复处理的次数完全取决于工件中碳的含量，但经过第三次TD后的使用效果会递减。如果工件大的话可重复处理的次数就多，反之就少。工件经反复处理后通常情况下会产生贫碳区，其工件中的碳含量低于0.45%时（特别是工作部位）就不足以支撑其与特殊熔盐中的金属原子产生化学反应，这样TD层的形成质量和形成难度就会受到影响。我们建议稍大一点的工件（直径大于Φ100mm）最多可反复做4次TD。

8) TD变形量有多大？

首先，从理论上讲，全世界没有不变形的热处理或表面处理，TD也一样，这也是TD的不足。只不过是TD在如此高温