TD涂层技术

寿命提高十倍，成本降一半！

一、TD技术原理

TD金属表面超硬改性技术：采用金属碳化物扩散覆层TD

(Thermal Diffusion Coating Process)原理，是在一定的处理

温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中，通过特种熔盐

中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应，扩散在工件

表面而形成一层几微米至二十余微米的钒、铌、铬、钛、铱、

钽等金属碳化层。

二、技术特点

(一)、金属工件的表面硬度大大提高，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，

使用寿命较传统热处理方式平均提高十倍以上。

适合于模具、机械、汽车、钢管、标准件、

电子、金属加工等行业；

（二）、与基体冶金结合，表现出最优异的抗剥离性；

（三）、可重复处理；

（四）、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；

（五）、工件被覆后的表面粗糙度在Ra0.4之内与处理

前大致相同，处理后可直接使用。

三、主要技术指标

表面硬度/HV2600～3600HV

基体硬度/HRC

58～63HRC

（可根据工件对韧性的要求进行可控处理）

光洁度Ra0.4之内与处理前无变化

碳化层厚度/μm6～15μm

四、适用材料

含碳量≥0.5％，淬火温度≥950°C都适用于TD处理。

国别中国（GB）日本美国德国英国韩国

牌号

Cr12

Cr12MoV

SKD1 SKD11

KD21 DC53 DC54

D2 D6

A2

X120Cr12

X165CrMoV12

BD2

BD2A

STD11

五、TD最直接的应用

（一）、所有以磨损失效的冷作模具、标件：冲压、挤压、拉拔、冷镦工艺中的模具，如汽车覆盖件，各类成形、整形、翻边、翻孔、引伸类模具。

（二）、专业领域的使用：标准件、机械部件、石化、钢铁、机

械、航空航天、金属加工等行业对一些既要求高耐磨又要求高韧

性的特殊零部件。

（三）、部分领域取代硬质合金:

1、硬质合金韧性差；

2、硬质合金加工难度大、成本高、周期长。

（四）、普通的国产模具材料替代进口材料：国产模具材料经TD

处理后远远超过进口模具材料用普通热处理方式加工的模具(工件)

的使用寿命。

六、主要工艺参数

表面成分VC NbC VNbC等热处理方式盐浴

处理温度850～1050/°C 核心工序时间12～16/h

硬化层厚度6～15/μm与热处理工序关系同时

可否反复处理可以后加工必要性不必要

七、本工艺与传统热处理工艺的主要参数和性能对比

强化方法TD QPQ(氮化) 渗硼(粉末法) CVD PVD 硬质合金硬化层厚度/μm6～15 10～20 50～500 5～15 2～5 通身一样表面硬度/HV 2600～3600 700～1100 1200～1800 2000~3100 2000~3200 1500~1800 耐磨性能★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★韧性★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★抗剥离性能★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★硬化层均匀性★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

八、成功应用实例

工件名称材料被加工材料使用效果

整形、成型模具Cr12MoV 低碳钢板提高5～40倍以上

冲头DC53 不锈钢提高4～20倍以上

车轮滚型Cr12MoV 低碳钢板提高3～30倍以上

冷拔钢管Cr12 低碳钢板提高3～10倍以上

机械部件Cr12MoV 提高5～15倍以上

滚丝轮DC53 低碳钢板提高3～15倍以上

钢管轧辊Cr12MoV 低碳钢板提高5～20倍以上

焊管成形辊Cr12MoV 不锈钢板平均高6倍以上

九、TD与潜在竞争技术的对比

比较对象优势劣势

PVD 外观好看，硬度能接近TD。涂层薄，硬化层不均匀，绕镀性不好，易剥离，只能加工小件。

CVD 外观好看，硬度能接近TD。涂层薄，硬化层不均匀，绕镀性不好，易剥离，只能加工小件，生产过程不环保。

QPQ(氮化) 变形小，生产周期短，可以加工大

的工件，成本低。

硬度不高，不耐磨。

镀铬生产周期短，成本低。硬度不高、不耐磨、不环保。

粉末渗硼成本低。硬度不高，不耐磨，硬化层不均匀。工作环境恶劣。

钨钴类硬质合金基体的一致性好。韧性低，硬度不高，不耐磨，加工成本高。

十、现阶段的技术和设备不宜加工的产品

（一）、型腔太复杂的高精密度的工件；

（二）、尺寸大于560mm(直径)X700mm(高)的工件；

（三）、工作温度大于800/°c的工件；

（四）、直径或壁厚＜0.5mm工件；

（五）、变形要求在10μm以内的工件(简单模具除外)。